Comparaison des avantages et des inconvénients entre deux procédés de fabrication d'isolants en silicone : sertissage des raccords avant le revêtement en silicone et sertissage des raccords après le revêtement en silicone

Dans la fabrication d'isolants en silicone, les deux principales voies de processus-"Sertir les raccords d'abord, puis encapsuler le silicone"(ci-après dénommé "sertissage-première encapsulation") et"encapsuler d'abord le silicone puis sertir les raccords"(ci-après dénommé "encapsulation-premier sertissage")-diffèrent dans l'ordre de combinaison des raccords avec du silicone. Cette différence affecte directement les performances du produit, l'efficacité de la production, les coûts et les scénarios applicables. Vous trouverez ci-dessous une analyse comparative des deux processus sous trois dimensions :avantages, inconvénients et scénarios applicables.

I. Concepts de base et logique de processus

Avant la comparaison, il est nécessaire de clarifier les fonctions de deux composants clés :

Raccords: Connecteurs métalliques d'isolateurs, responsables de la transmission des charges mécaniques (par exemple, tension, couple) et de la connexion des conducteurs aux poteaux électriques. Ils doivent former une forte liaison « mécanique + étanchéité » avec le silicone.

Silicone: Le corps principal isolant des isolateurs, qui doit avoir d’excellentes propriétés de résistance aux intempéries et d’isolation. De plus, l'interface entre le silicone et les raccords doit être sans espace-pour empêcher l'eau de pluie et la poussière de s'infiltrer, ce qui pourrait entraîner une panne électrique ou une défaillance mécanique.

Les principales différences logiques entre les deux processus sont les suivantes :

Sertissage-première encapsulation: Tout d'abord, les raccords (par exemple, les raccords d'extrémité, les anneaux de nivellement) sont fixés à la tige centrale (une tige centrale en fibre de verre/résine époxy, le cadre porteur-de l'isolateur) par sertissage. Ensuite, du silicone liquide est enroulé autour de l'ensemble combiné tige centrale + raccords par moulage par injection, moulage par compression ou d'autres méthodes pour former une couche isolante.

Encapsulation-premier sertissage: Tout d'abord, du silicone est enroulé autour de la tige centrale pour former une couche isolante. Ensuite, les raccords sont gainés sur l'extrémité de la couche isolante en silicone moulée et fixés par sertissage pour relier les raccords à la tige centrale.

II. Comparaison des avantages et des inconvénients des deux processus

1. Sertissage des raccords d'abord, puis encapsulation du silicone (sertissage-première encapsulation)

Avantages

Performances supérieures d’étanchéité et d’isolation des interfaces

Une fois les raccords sertis et fixés à la tige centrale, ils sont entièrement encapsulés par du silicone. Le silicone peut remplir directement les espaces de sertissage entre les raccords et la tige centrale, ainsi que les minuscules dépressions sur la surface du raccord, formant ainsi une structure intégrée de « raccord-silicone-tige centrale » sans aucun espace. Cette structure bloque complètement l'infiltration de l'eau de pluie, de l'humidité et des contaminants dans l'interface, réduisant considérablement le risque de « panne de l'interface » -l'un des modes de défaillance les plus courants des isolateurs-et garantissant une plus grande fiabilité d'isolation.

Résistance mécanique plus stable

Le sertissage des raccords sur la tige centrale est une « connexion mécanique directe ». La qualité du sertissage (par exemple, profondeur de sertissage, force de serrage) peut être testée à l'avance (par exemple, test de tension, détection de défauts aux rayons X). Le processus d'encapsulation ultérieur n'affecte pas la résistance de la connexion entre les raccords et la tige centrale, évitant ainsi les défaillances de transmission de charge mécanique (par exemple, desserrage des raccords, rupture de la tige centrale) causées par les dommages au silicone lors du sertissage.

Une plus grande cohérence du produit

La position des ferrures est fixée à l'avance. Lors de l'encapsulation, la position relative entre les raccords et le silicone peut être contrôlée avec précision à l'aide de moules, évitant ainsi des problèmes tels que le décalage des raccords et l'épaisseur inégale du silicone. Ce processus est particulièrement adapté aux isolateurs haute tension- (par exemple, 110 kV et plus) qui nécessitent un contrôle strict de la position des anneaux de classification et de l'épaisseur des couches isolantes.

Inconvénients

Processus de production plus complexe et coûts plus élevés

Un processus préalable- supplémentaire de "sertissage des raccords de tige centrale-" est requis. Après le sertissage, la surface du raccord doit être pré-traitée (par exemple, sablage pour éliminer la rouille, revêtement avec un apprêt pour améliorer l'adhérence au silicone), ce qui entraîne 2-3 étapes de processus de plus que l'encapsulation-premier sertissage. Cela augmente les investissements en équipements (par exemple, machines à sertir, équipements de prétraitement) et les coûts de main d'œuvre.

Difficulté plus élevée dans le processus d'encapsulation et sujet aux défauts

Les raccords sertis (en particulier ceux dotés de structures angulaires ou rainurées) augmentent la résistance à l'écoulement du silicone. Si la conception du moule n'est pas raisonnable ou si les paramètres d'injection (par exemple, température, pression) ne sont pas correctement contrôlés, des défauts tels que des bulles d'air et un remplissage incomplet peuvent se produire autour des raccords. Cela nécessite des moules et un contrôle de processus plus précis (par exemple, moulage par injection sous vide).

Coûts de retouche élevés

Si des problèmes de qualité de sertissage (par exemple, dommages au noyau, force de serrage insuffisante) sont détectés après l'encapsulation, la couche de silicone doit être détruite pour être retravaillée, ce qui entraîne presque la mise au rebut de l'ensemble du produit semi-fini. Le taux de retouche est bien supérieur à celui de l'encapsulation-premier sertissage.

2. Encapsuler d'abord le silicone, puis sertir les raccords (encapsulation-premier sertissage)

Avantages

Processus de production simple et haute efficacité

Aucun traitement préalable au-sertissage ou au montage-n'est requis. La tige centrale est directement encapsulée avec du silicone pour former la couche isolante, et les raccords sont uniquement gainés sur les extrémités en silicone et ensuite sertis. Le nombre de processus est réduit de plus de 30 %, ce qui le rend adapté à la production de masse (par exemple, les isolateurs de distribution d'énergie basse tension). Le cycle de production est 1/3 plus court que celui du sertissage-première encapsulation.

Processus d'encapsulation stable et faible taux de défauts

La surface de la tige centrale est lisse (sans raccords saillants), de sorte que la résistance à l'écoulement du silicone est faible. Des procédés conventionnels de moulage par compression ou d'extrusion peuvent être utilisés, qui sont moins sujets aux défauts tels que les bulles d'air et un remplissage incomplet. Le taux de qualification du produit est généralement 5 % -10 % supérieur à celui de l'encapsulation par sertissage en premier, et la difficulté de débogage du processus est faible.

Reprise flexible et faibles coûts

Si des problèmes de montage (par exemple, décalage de sertissage) sont détectés après le sertissage, les raccords peuvent être directement retirés (le silicone a une certaine élasticité et n'est pas facilement endommagé après le sertissage). Les nouveaux raccords peuvent être remplacés et re-sertis sans détruire la couche de silicone. Le coût de reprise n'est que de 1/10 de celui du sertissage-première encapsulation.

Faible investissement en équipement et barrière à l’entrée

Aucune machine de sertissage dédiée ni aucun équipement de prétraitement-n'est nécessaire-seulement des moules d'encapsulation et des outils de sertissage simples (par exemple, une pince à sertir manuelle/pneumatique) sont nécessaires. L'investissement initial en équipement est 40 %-60 % inférieur à celui du sertissage-première encapsulation, ce qui le rend adapté aux petites et moyennes entreprises.

Inconvénients

Mauvaise étanchéité de l’interface et risque d’isolation élevé

Les raccords sont sertis sur le côté extérieur du silicone, de sorte que l'interface entre le silicone et les raccords est une "liaison post-formée" qui ne peut pas combler les minuscules espaces sur le raccord ou la surface en silicone. L'eau de pluie et l'humidité peuvent facilement s'infiltrer à travers l'interface, ce qui peut provoquer une fuite d'interface (performances d'isolation réduites) ou même une panne électrique lors d'une utilisation à long terme-. Ce processus ne convient pas aux isolateurs à haute -tension (par exemple, 220 kV et plus) ou à ceux utilisés dans des environnements contaminés à haute-humidité.

La résistance mécanique repose sur le silicone et est sujette aux défaillances

Une pression relativement élevée (généralement 10-30 MPa) est requise pour le sertissage des raccords. Si la dureté du silicone est insuffisante (par exemple, dureté Shore < 60) ou si l'épaisseur est inégale, la pression de sertissage peut provoquer une déformation locale ou une fissuration du silicone, endommageant le chemin de transmission de force entre les raccords et la tige centrale. Sous des charges mécaniques à long terme (par exemple, poids du conducteur, charge du vent), un desserrage des raccords ou une déchirure du silicone peuvent se produire.

Précision limitée du produit

L'encapsulation-premier sertissage rend difficile le contrôle précis de la coaxialité entre les raccords et le silicone (par exemple, décalage des anneaux de gradation), ce qui peut entraîner une répartition inégale du champ électrique sur l'isolant, augmenter l'intensité du champ électrique local et réduire la tension d'apparition de l'effet corona. Ce processus ne convient pas aux isolateurs haute tension-qui nécessitent une distribution stricte du champ électrique.

III. Comparaison des scénarios applicables

Sur la base des avantages et des inconvénients ci-dessus, les scénarios applicables aux deux processus diffèrent considérablement, comme le montre le tableau ci-dessous :

IV. Conclusion : base fondamentale pour la sélection des processus

Le choix entre les deux processus équilibre essentiellement"exigences de performances"et"coût-efficacité":

Si le produit doit répondreexigences en matière de haute-tension et de-fiabilité élevée(par exemple, les isolateurs de lignes de transmission) et que le budget est suffisant, le "sertissage-première encapsulation" est préféré. Ce processus garantit l’étanchéité des interfaces et la résistance mécanique grâce à des procédures complexes.

Si le produit est destinébasse-tension, production de masse(par exemple, les isolateurs de distribution d'énergie) et sensible au coût-, "l'encapsulation-premier sertissage" convient. Il améliore l’efficacité et réduit les coûts en simplifiant le processus.

De plus, avec le développement de la technologie des processus, un processus « d'encapsulation amélioré -premier sertissage » est apparu dans l'industrie (par exemple, application d'adhésifs spéciaux à l'interface du raccord-silicone, adoption de structures de sertissage étagées), qui peut améliorer partiellement les performances d'étanchéité. Cependant, il ne peut toujours pas remplacer complètement les avantages du "sertissage-première encapsulation" dans les scénarios à haute-tension.