إن القضيب الأساسي لعازل السيليكون هو محمل الحمل الرئيسي-والمكون العازل، وهو مصنوع بشكل أساسي منالألياف الزجاجية (أو ألياف الأراميد)وراتنجات الايبوكسي (أو راتنجات الفينيل استر)من خلال عملية "pultrusion + curing". يجب أن يلبي متطلبات الأداء الحرجة مثل القوة العالية والعزل العالي ومقاومة الشيخوخة. يمكن تقسيم عملية التصنيع الكاملة إلى أربع مراحل أساسية:إعداد المواد الخام، وقولبة النتوء، والمعالجة والتشكيل، وفحص ما بعد المعالجة. الخطوات المحددة والنقاط الفنية هي كما يلي:
1. المواد الخام الأساسية: تحديد الأداء الأساسي للقضبان الأساسية
2. عملية التصنيع الأساسية: صب بولتروسيون
2.1 سداد الألياف وتجميعها-: ضمان التوزيع الموحد للألياف
مرحلة السداد-: يتم فك لفات متعددة من خيوط الألياف الزجاجية (تحتوي كل منها على مئات من الخيوط الأحادية) في نفس الوقت من خلال "حامل الدفع-". يجب التحكم بدقة في سرعة الدفع- (مطابقتها لسرعة النبض اللاحقة) لتجنب توتر الألياف غير المتساوي، والذي قد يتسبب في انحرافات القوة المحلية في القضيب الأساسي.
التجميع والتمشيط: يتم تمشيط خيوط الألياف المشتتة إلى "حزم ألياف" موحدة من خلال "لوحة توجيه الغزل"، مما يضمن ترتيب الألياف بالتوازي مع اتجاه طول القضيب الأساسي (يحدد اتجاه الألياف أكثر من 90٪ من قوة شد القضيب الأساسي).
2.2 تشريب الراتنج: الترابط الكامل للألياف والراتنج
التشريب في خزان الغراء: يتم إدخال حزم الألياف الممشطة في "خزان التشريب" المملوء بمادة لاصقة راتنجية مختلطة مسبقًا (خليط من الراتنج وعامل المعالجة والعوامل المساعدة، والتي يجب تقليبها في بيئة خاملة لتجنب فقاعات الهواء).
مراقبة التشريب: يجب أن تكون حزم الألياف مغمورة بالكامل في المادة اللاصقة. تتم إزالة المادة اللاصقة الزائدة عن طريق "بكرات الضغط" لضمان تغليف الألياف بالكامل بالراتنج (درجة التشريب أكبر من أو تساوي 95٪). وفي الوقت نفسه، يتم التحكم في "محتوى الراتنج" (عادة 30%-40%): محتوى الراتنج غير الكافي يقلل من العزل، في حين أن المحتوى الزائد يضعف القوة.
2.3 قولبة القالب: تحديد حجم وشكل القضيب الأساسي
اختيار القالب: وفقًا لمتطلبات العازل، يتم استخدام قوالب معدنية "دائرية أو مربعة أو ذات أشكال خاصة" (يجب أن يكون الجدار الداخلي للقالب مصقولًا لتجنب حدوث خدوش على سطح القضيب الأساسي). طول القالب عادة يكون 1-2 متر، مقسم إلى ثلاث مناطق مع تحكم مستقل في درجة الحرارة: "منطقة التسخين المسبق، منطقة التشكيل، ومنطقة المعالجة".
الجر المستمر: تقوم "آلة الجر" (على سبيل المثال، آلة الجر من النوع الزاحف -) بسحب حزم الألياف المشربة إلى القالب بسرعة ثابتة (عادة 0.5-2 م/دقيقة؛ وتؤدي السرعة المفرطة إلى معالجة غير كافية، في حين أن السرعة البطيئة للغاية تقلل من الكفاءة). يتم الانتهاء من "تشكيل تدفق الراتنج" داخل القالب (يتم تثبيت ترتيب الألياف، ويقوم الراتنج بملء الفجوات).
2.4 المعالجة المتدرجة: ضمان الارتباط الكامل بالراتنج المتقاطع-.
منطقة التسخين (80-100 درجة): يتم تخفيف الراتينج في البداية، ويتم التخلص من فقاعات الهواء المتبقية في المادة اللاصقة لمنع حدوث فراغات بعد المعالجة.
منطقة التشكيل (120-140 درجة): يبدأ الراتينج-تفاعلات الارتباط المتقاطع ويعالج تدريجيًا لضمان ثبات أبعاد القضيب الأساسية.
منطقة المعالجة (160-180 درجة): يترابط الراتينج بالكامل-لتكوين بنية شبكة ثلاثية الأبعاد-، مما يؤدي إلى تحسين القوة الميكانيكية ومقاومة التقادم. يتم ضبط وقت المعالجة وفقًا لقطر القضيب الأساسي (يتطلب القضيب الأساسي الذي يبلغ قطره 50 مم- 15-20 دقيقة من المعالجة).
3. ما بعد-المعالجة وفحص الجودة: إزالة العيوب وضمان الامتثال
3.1 نشر-مراحل المعالجة
القطع والتشذيب: يتم قطع القضيب الأساسي المستمر إلى أطوال ثابتة (على سبيل المثال، 1-5 متر، بناءً على متطلبات ارتفاع العازل) باستخدام "آلة نشر عالية الدقة". يجب أن يكون سطح القطع مصقولًا بشكل ناعم لتجنب النتوءات (قد تتسبب النتوءات في تركيز المجال الكهربائي وتؤثر على أداء العزل).
المعالجة السطحية: في بعض الحالات، يجب طلاء سطح القضيب الأساسي بمادة "مطاط السيليكون التمهيدي" لتعزيز قوة الترابط اللاحقة مع تنورة مظلة السيليكون (لمنع التنورة من السقوط).
3.2 عناصر فحص الجودة الرئيسية
التفتيش البصري: تحقق بصريًا من وجود فقاعات، وشقوق، وتصفيح، وشوائب على سطح القضيب الأساسي (يُسمح بالخدوش البسيطة، ولكن لا يُسمح بالعيوب التي يزيد عمقها عن 0.2 مم).
دقة الأبعاد: استخدم ميكرومتر لاختبار انحراف القطر (المسموح به ±0.1 مم) والاستقامة (الانحراف أقل من أو يساوي 0.5 مم لكل متر) لتجنب الضغط غير المتساوي أثناء التثبيت.
اختبار الأداء الميكانيكي: نموذج اختبار "قوة الشد" (تتطلب قضبان الألياف الزجاجية الأساسية أكبر من أو تساوي 1200 ميجا باسكال) و"قوة الانحناء" (أكبر من أو تساوي 1500 ميجا باسكال) لضمان أن قدرة التحمل - تتوافق مع المعايير.
اختبار أداء العزل: اختبار "مقاومة الحجم" (أكبر من أو يساوي 10¹⁴Ω·سم في درجة حرارة الغرفة) و"ظل فقدان العزل الكهربائي δ" (أقل من أو يساوي 0.005 عند 10 كيلو فولت) لمنع فشل العزل.
اختبار مقاومة الشيخوخة: بعد "اختبار التقادم الحراري للرطوبة" (1000 ساعة عند 85 درجة و85% رطوبة) و"اختبار التقادم بالأشعة فوق البنفسجية"، أعد -اختبار الأداء الميكانيكي والعزل لضمان الاستقرار على المدى الطويل-.
4. صعوبات العملية الأساسية ونقاط المراقبة
التحكم في ربط الواجهة: تعتبر واجهة راتينج الألياف-رابطًا ضعيفًا. يجب التحكم بدقة في جرعة عامل التوصيل (عادة 0.5%-1% من كتلة الراتنج) ووقت التشريب لتجنب التصفيح.
التحكم في درجة المعالجة: تتم مراقبة درجة معالجة الراتنج (المطلوبة أكبر من أو تساوي 95%) بواسطة "قياس السعرات الحرارية بالمسح التفاضلي (DSC)". يؤدي عدم كفاية المعالجة إلى تقليل قوة القضيب الأساسي، بينما يؤدي الإفراط في المعالجة-إلى جعله هشًا.
التحكم في فقاعة الهواء: يجب تفريغ خزان التشريب (درجة الفراغ أكبر من أو تساوي -0.09MPa)، ويجب ضبط "أخاديد التنفيس" عند مدخل القالب لمنع فقاعات الهواء داخل القضيب الأساسي (تسبب الفقاعات تركيز المجال الكهربائي المحلي وانهياره).