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Equipo de reticulación de poliolefinas por irradiación ultravioleta con LED
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Descripción del producto
El nuevo equipo de reticulación de poliolefinas por irradiación ultravioleta con LED incorpora tecnología de vanguardia. El consumo de energía de la lámpara LED es un 70% inferior al del sistema de irradiación anterior, y la velocidad de reticulación es más del doble que la original. Este nuevo producto resuelve las deficiencias de los recubrimientos aislantes gruesos, impermeables a la radiación y de baja velocidad. Además, requiere menos espacio, presenta un diseño más racional, elimina el proceso de reticulación por vapor y mejora considerablemente la eficiencia de producción. Todo ello se traduce en importantes ahorros de costos y de tiempo, según la respuesta de los clientes.
El proceso de reticulación de poliolefinas mediante irradiación con luz ultravioleta utiliza la luz ultravioleta como fuente de radiación; el compuesto de poliolefina reticulado por fotocurado se extruye y moldea sobre el núcleo conductor, para luego introducirse de inmediato en un equipo especial de irradiación. En estado fundido, la poliolefina se reticula bajo la acción de la luz. Posteriormente, tras un tratamiento de enfriamiento a distintas temperaturas y otras etapas de procesamiento, se obtienen cables y conductores aislados de poliolefina reticulada por luz, a partir del núcleo aislado reticulado por irradiación lumínica.
El equipo de reticulación de poliolefinas por irradiación UV solo requiere una ligera modificación en la línea de producción de extrusión convencional existente, y se pueden instalar la tracción superior, la cámara de irradiación, el armario de control eléctrico, entre otros componentes, que ocupan un espacio reducido, para cumplir con los requisitos operativos y producir cables y conductores de polietileno reticulado por irradiación UV.
Características
El dispositivo de LED ultravioleta es la fuente de radiación ultravioleta más avanzada del mundo, con una alta eficiencia energética (alrededor del 30%), una selectividad de longitud de onda efectiva extremadamente elevada (ancho de banda a mitad de potencia de 5 nm), una vida útil excepcionalmente prolongada (30.000 horas), baja generación de calor en el rango infrarrojo, ausencia de generación de ozono y mayor adecuación para el curado por reticulación de poliolefinas reticuladas y otros materiales.
La fuente de LED UV utiliza una estructura de lentes patentada para iluminar la superficie del cable de manera más uniforme y homogénea. El diseño del sustrato se lleva a cabo mediante la combinación de simulaciones fluidas realizadas con el software Fluent y pruebas de temperatura de la unión del LED, mientras que la placa de circuito del LED se diseña combinando cerámica de nitruro de aluminio con una base de cobre, lo que proporciona un mejor rendimiento en la disipación del calor y un sistema de disipación térmica más eficiente.
La fuente de LED UV utiliza una fuente de alimentación de red distribuida para alimentar el LED UV. La fuente de alimentación de conducción se encapsula mediante un proceso de encapsulamiento al vacío para garantizar la fiabilidad de la fuente de alimentación. Al mismo tiempo, la configuración de la fuente de alimentación de conducción adopta un diseño estrecho y alargado, y la fuente de luz LED de tipo largo emplea un modo de instalación en disposición de «espalda con espalda» para el circuito del LED, con el fin de minimizar la longitud del cable. De este modo, se logran las funciones de encendido, apagado y regulación de la intensidad de la fuente de luz.
El equipo de reticulación de poliolefinas por irradiación con LED UV adopta una estructura de túnel de cavidad circular y está equipado con una fuente de luz LED ultravioleta para formar un túnel que irradia la región central; además, la potencia del dispositivo puede ajustarse sin escalones en un rango del 10 al 100%.
En comparación con los equipos tradicionales de reticulación por irradiación de lámparas de mercurio (UVI/UVII tradicionales alimentados por transformador y UVE-I alimentado por fuente electrónica), la reticulación mediante acelerador de electrones y la reticulación con silano, presenta las siguientes ventajas:
1 Bajo consumo de energía
La potencia instalada del equipo de reticulación de poliolefinas mediante irradiación con LED UV es equivalente a una cuarta parte de la del equipo original de irradiación ultravioleta y a una trigésima parte de la del acelerador de electrones; además, el agua o el vapor de agua requieren un calentamiento prolongado, y el consumo energético asociado al calentamiento del agua es muy elevado.
2 Tiempo corto
El reticulado se lleva a cabo mediante el método de reticulación por extrusión en línea, lo que permite reducir el proceso de reticulación posterior en comparación con el tiempo requerido para la reticulación con silano mediante hervido o asistencia de vapor y para el procesamiento por irradiación con haz de electrones bajo contrato, ahorrando así tiempo en la fabricación de cables y conductores; en particular, al cumplir misiones de emergencia, las ventajas son significativas.
3 Bajo costo
En comparación con el reticulado en agua caliente y el procesamiento por irradiación con haz de electrones, el costo del cable irradiado con ultravioleta es inferior, y se reducen numerosos procesos complejos en el proceso de producción, como los costos de transporte de los cables semiacabados y los correspondientes costos de mano de obra.
4 Sin ozono
Muy alta selectividad en la longitud de onda: emite únicamente las longitudes de onda útiles, sin radiación infrarroja y con bajo poder calorífico; muy baja emisión de radiación visible, sin contaminación lumínica; ausencia de radiación ultravioleta de corta longitud de onda, por lo que no representa riesgo para el organismo humano y no se produce emisión de ozono. No es necesario recurrir a un sistema de refrigeración por flujo de aire con ventiladores de alta potencia ni a un conducto de extracción de calor y de eliminación de ozono particularmente complejo; basta con conectar un tubo de escape de pequeño diámetro y un ventilador de 2 kW para evacuar el humo de baja masa molecular generado durante la extrusión del aislante. Se evitan así los efectos de la irradiación lumínica.
5 Tamaño pequeño, fácil de instalar
Basta con dejar una distancia de aproximadamente 2 m entre el molde de la extrusora de la línea de producción original y el tanque de agua caliente, y ubicar la máquina de irradiación en un espacio de 2,5 a 3 metros de ancho, o incluso más estrecho. El enfriador puede instalarse en el mismo lugar.
6 Fácil de operar
Estructura de túnel de apertura y cierre silenciosos, fácil de limpiar y de sustituir los cables de desgaste, de operación sencilla, sin procesos complicados, que puede ser llevada a cabo por el operador de la extrusora.
7 Larga vida útil y bajo costo de mantenimiento
La vida útil de los dispositivos LED es de aproximadamente 30.000 horas, y la vida de otros dispositivos eléctricos y electrónicos no es inferior a la de los productos eléctricos y electrónicos en general, sin requerir un mantenimiento frecuente. El mantenimiento regular consiste en mantener limpia la lente óptica; los consumibles son toallitas industriales y limpiadores de hollín, tareas que pueden ser realizadas por el operador. En el caso del equipo tradicional de irradiación con luz, los consumibles son lámparas UV y reflectores, los cuales deben reemplazarse con cierta frecuencia. Asimismo, la unidad de irradiación con rayos electrónicos requiere la intervención del equipo de mantenimiento para su conservación.
8 Green
La Norma de Calidad del Aire Ambiente (GB3095-2012) incluida en la Norma de Higiene Industrial establece que el límite de seguridad para el ozono es de 0,15 ppm. El equipo de reticulación por UVLED no produce ozono, mientras que el equipo tradicional con lámparas de mercurio genera una gran cantidad de ozono. El ozono es un gas nocivo.
1) Amplia gama de aplicaciones
El equipo de reticulación de poliolefinas por irradiación ultravioleta puede lograr un espesor de reticulación uniforme superior a 2 mm, lo que lo hace adecuado para la producción de diversos cables de polietileno reticulado, cables reticulados retardantes de llama y otros tipos de cables. La velocidad de producción es elevada y el rango de aplicaciones es amplio, pudiendo adaptarse a la velocidad de producción de la línea de fabricación de alambres y cables.
2) Bajo costo
El precio del equipo de reticulación de poliolefinas por irradiación con UV es apenas de 1/10 a 1/5 del costo del equipo de irradiación con haz de electrones. La instalación solo requiere añadir este equipo a la línea de extrusión existente, sin necesidad de realizar inversiones adicionales en otros equipos. En comparación con el equipo de primera generación, el costo anual de la factura de electricidad y de la eficiencia de producción puede reducirse en una unidad.
3) Fácil de instalar
El equipo de reticulación de poliolefinas por irradiación con UV adopta un diseño modular; solo es necesario conectar las distintas partes mediante tuberías, lo que facilita su instalación. Este diseño modular permite una mayor flexibilidad en la ubicación del equipo, satisfaciendo plenamente las necesidades de instalación de diversos sitios de producción.
4) Alta confiabilidad
El equipo de reticulación de poliolefinas por irradiación ultravioleta emplea un método de control avanzado y estable, componentes de alta confiabilidad; todas las piezas no estándar están diseñadas para una larga vida útil, con una estricta selección de materiales y un elevado nivel de precisión en el procesamiento, y los enlaces de ensamblaje cumplen requisitos de alta calidad. Finalmente, tras pruebas extremadamente rigurosas, cada dispositivo puede operar de manera segura y fiable, maximizando la estabilidad y la vida útil del equipo.
Comparación de las ventajas de la reticulación por irradiación con LED nueva y de la reticulación con silano:
Equipo de irradiación ultravioleta LED Equipo de reticulación con silano Ahorro de costos Costos de materiales 600 kg de residuos por 90 extrusoras al año 12 toneladas de residuos por 90 extrusoras al año Ahorro anual de costos de 17.000 USD por máquina para un total de 90 máquinas. Potencia del extrusor La viscosidad del material es baja, el consumo de energía es reducido y la potencia de extrusión de la extrusora de 90 es de apenas unos 30 kW a plena velocidad. Alta viscosidad del material, alto consumo de energía, se requiere extrusión a plena velocidad de 90 kW. Ahorre 20 kW por hora y reduzca los costos de electricidad en 10.000 USD por extrusora al año. Factura de electricidad artificial No es necesario limpiar la extrusora. Limpie la extrusora durante media hora todos los días. Ahorre 3400 USD al año Costo de reticulación Tomando 35 metros cuadrados como ejemplo, el costo de electricidad es de 80 kW por 30.000 metros. Tomando como ejemplo una superficie de 35 metros cuadrados, se requieren 4 horas para realizar la reticulación por vapor de 30.000 metros, y se necesitan 200 kW de electricidad. Ahorre aproximadamente 7000 USD en electricidad cada año Productividad Al mismo tiempo que se realiza el reticulado en la extrusora, el aislamiento por extrusión se cablea directamente sin procesamiento secundario. Hervido o al vapor durante al menos 4 horas (requiere un sitio especial, generador de vapor) Ahorre 8400 USD al año Calidad del producto Encogimiento por calor inferior al 4%, sin gel previo, superficie lisa Fuerte contracción por calor; el aislamiento de sección transversal pequeña suele presentar una superficie no lisa y un gel. Inversión en equipos Medio Bajo (sala de vapor o piscina cálida) Consumo de energía Bajo (solo necesita 10 kW) Alto (requiere calentamiento prolongado) Costo de producción Bajo Alto Ciclo de producción Corto (entrecruzamiento en línea) Largo (requiere procesamiento secundario) En comparación con la reticulación con silano, la máquina de irradiación UV ahorra casi 50.000 USD al año. Comparación de las ventajas de la nueva irradiación LED y de la conexión en línea con la antigua lámpara de mercurio de alta presión:
Máquina de irradiación ultravioleta LED Máquina de irradiación con lámpara de mercurio de alta presión antigua Consumo de energía Promedio inferior a 15 kW por hora 80 kW por hora Costo de mantenimiento Bajo Alto Velocidad de producción Alto Bajo Vida útil de la lámpara 30000 hours 400 hours Consumibles No Lámpara, reflector, condensador Productividad La extrusora no se limita a alta velocidad y puede producirse al encender la luz. Baja velocidad de producción, baja eficiencia, desperdicio de mano de obra y necesidad de precalentar durante media hora con antelación. Operación y espacio de piso Operación sencilla, bajo consumo de espacio, sin esperas Operación compleja y gran superficie de piso La nueva máquina de irradiación LED ahorra 34.000 USD en costos de electricidad, 17.000 USD en costos de mano de obra y 8.400 USD en consumibles al año en comparación con la antigua máquina de irradiación de lámparas de mercurio de alta presión. 
Contraste espectral entre lámparas LED y de mercurio
Comparación de la vida útil de las lámparas LED y de mercurio
Comparación de la curva de velocidad de producción entre el equipo de irradiación con lámpara de mercurio y el equipo de irradiación con LED
Parámetros de rendimiento del equipo de reticulación por irradiación con LED UV:
1. Alimentación: sistema trifásico de cinco hilos (380 V + N + tierra)
2. Potencia total instalada de la máquina: 20 kW
3. El diámetro óptimo del área de irradiación: 30 mm
4. Longitud de irradiación efectiva: 1 m5. Las lámparas utilizan la fuente de luz importada de mayor calidad del mundo, y las lentes están fabricadas con cuarzo de origen importado, lo que reduce las pérdidas de energía; además, el conjunto de lámparas incorpora tecnología de refrigeración por líquido, lo que prolonga significativamente la vida útil de la fuente de luz LED.
6. La fuente de alimentación utiliza una fuente de alimentación impermeable de Mingwei, de Taiwán, protegida mediante tecnología de encapsulamiento en vacío, con protección contra sobrecarga, cortocircuito, sobrecorriente, sobretensión y sobretemperatura.
7. La potencia óptica de salida puede ajustarse arbitrariamente entre el 10% y el 100%, según las necesidades del cliente, para adaptar la potencia a cualquier nivel.7. Vida útil de la fuente de luz: 30.000 horas (suministradas por el fabricante). La intensidad luminosa de salida se atenúa al 70% (la eficiencia desciende al 70%). El tiempo de uso es de 30.000 horas, lo que equivale a un período de cálculo de 6 a 10 años.
9. Dimensiones de la caja de irradiación: 1660 mm × 960 mm × 1730 mm (longitud × anchura × altura)Características de la estructura del equipo:
1. Estructura de túnel de apertura y cierre silenciosa, fácil de operar y de limpiar;
2. Mediante una interfaz hombre-máquina táctil inteligente, la supervisión de datos y la configuración de la potencia del botón de operación se llevan a cabo íntegramente en la pantalla táctil;
3. La función de control por pantalla táctil y el botón comienzan a coexistir de forma independiente;
4. El método de enfriamiento se realiza mediante un enfriador, y el medio de circulación está compuesto por un anticongelante especial para automóviles;
5. Mecanismo externo de extracción de humo, evacuado a través del conducto de aire al exterior
Distribución del equipo
Velocidad de producción del material de polietileno reticulado irradiado
Zona 1 Zona 2 Zona 3 Zona 4 Zona 5 Cabeza de la máquina 135℃ 150℃ 160℃ 175℃ 180℃ 180℃ Sección transversal del conductor (mm²) Espesor nominal del aislamiento (mm) Velocidad de producción natural (m/min) Extensión por calor (%) Deformación permanente 1.5 0.7 50-150 50-110 0-10 2.5 0.7 50—150 50~110 0~10 4 0.7 50—150 50~110 0~10 6 0.7 50—150 50~110 0~10 10 0.8 50—140 50~110 0~10 16 0.8 50—140 50~110 0~10 25 0.9 50—100 50~110 0~10 35 0.9 50—100 50~110 0~10 50 1.0 40—100 50~110 0~10 70 1.1 40—90 50~110 0~10 95 1.1 35—90 50~110 0~10 120 1.2 35—80 50~110 0~10 150 1.4 30—70 50~110 0~10 185 1.6 30—60 50~110 0~10 240 1.7 25—45 50~110 0~10 300 1.7 25—35 50~110 0~10 Velocidad de producción de materiales de irradiación sin halógenos y de bajo humo
Zona 1 Zona 2 Zona 3 Zona 4 Zona 5 Cabeza de la máquina 135℃ 150℃ 160℃ 175℃ 180℃ 180℃ Sección transversal del conductor (mm²) Espesor nominal del aislamiento (mm) Velocidad de producción natural (m/min) Extensión por calor (%) Deformación permanente 1.5 0.7 50~150 35~65 0~10 2.5 0.7 50~150 35~65 0~10 4 0.7 50~150 35~65 0~10 6 0.9 30~150 25~65 0~10 10 1.0 30~100 25~65 0~10 16 1.0 30~100 25~65 0~10 Observaciones: Dado que el equipo de extrusión, el proceso de producción y los materiales del cable varían según la empresa, la velocidad de extrusión también será diferente. La extrusora de 90 no está limitada.
Instalación en el lugar de la máquina de reticulación por irradiación ultravioleta LED
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