Slangeekstrudering med tørrvakuumteknologi

Nordenham, Germany Produksjon av undersjøiske kabler er kjernekompetansen til det tyske selskapet Norddeutsche Seekabelwerke, som tilhører moderselskapet General Cable. Isolasjonslag og gelcoat rundt kabeltrådene er laget av polyetylen (PE). Disse PE-beleggene påføres kabeltrådene ved bruk av slangeekstrudering. Tørr Mink klovakuumteknologi benyttes i denne prosessen, og da kun behovskontrollerte Mink MV-klovakuumpumper. De opprettholder pålitelig det ønskede vakuumnivået gjennom hele produksjonsprosessen, og gir dermed et betydelig bidrag til den høye produktkvaliteten.
Fig. 1: Anleggene til Norddeutsche Seekabelwerke (NSW) ligger ved elven Weser i Nordenham. Kilde: Norddeutsche Seekabelwerke. Source: Busch Dienste GmbH
Fig. 1: Anleggene til Norddeutsche Seekabelwerke (NSW) ligger ved elven Weser i Nordenham. Kilde: Norddeutsche Seekabelwerke. Source: Busch Dienste GmbH

Norddeutsche Seekabelwerke (NSW) ble grunnlagt så tidlig som i 1899. Den første undersjøiske kabelen, med en lengde på 7993 kilometer, ble lagt i 1904. NSW har vært heleid av General Cable Corporation siden 2007 og er kompetansesenteret for undersjøiske kabler i denne internasjonale gruppen med selskaper. De holder til i sitt opprinnelige anlegg i Nordenham/Weser (fig. 1). Med egen pir og egne kabelleggingsskip «kveiles» de undersjøiske kablene direkte fra fabrikken rett på skipene før de fraktes til driftsområdet hvor de skal legges. I dag produserer NSW undersjøiske kabler med en lengde på opptil 10 000 kilometer. NSWs hovedprodukt er mellom- og høyspentkabler som legges under vann. Utvalget inkluderer transatlantiske kabler til kabling for offshore-vindparker, tilkoblinger fra øyer til fastlandet og kabler som legges tvers over innsjøer eller elver. Kabler for telekommunikasjon eller optiske kabler samt kobberkabler til motorvikling inngår også i produktutvalget deres.

NSW bruker for øyeblikket tre enkeltskrueekstrudere til slangeekstrudering, som drives med en skruediameter på 45 til 150 millimeter. Dette brukes hovedsakelig i fremstilling av mellomprodukter, dvs. individuelle kabler som senere prosesseres sammen med andre kabler for å utgjøre en undersjøisk kabel. Avhengig av produktet (fig. 2), påføres tre ulike PE-belegg rundt en kobbertråd ved hjelp av en form. Det første laget er et tynt PE-belegg som jevner ut overflaten på kobbertråden. Det faktiske isolasjonslaget er laget av en annen PE-plast. Som mekanisk beskyttelse ekstruderes ytterligere ett PE-plastlag på kobberlederen som et tredje belegg. I løpet av denne prosessen blir vakuum tilført formen i hulrommet mellom tråden og belegget. Vakuumet sørger for at de tre lagene kleber seg direkte til tråden eller direkte til hverandre og at det ikke forekommer noen luftinklusjon.
 


Fig. 2: Undersjøiske kraftkabler i to ulike utgaver med PE-belegg. Kilde: Busch Dienste GmbH

Tidligere benyttet NSW væskeringvakuumpumper på ekstruderne, noe som viste seg å være ekstremt vedlikeholdsintensivt og upålitelig. Disse vakuumpumpene hadde en 7,5 kW motor hver som drivverk, og kunne ikke justeres. Det var bare mulig å stille inn vakuumnivået manuelt via en falsk luftventil. Vannet som ble brukt til å drive vakuumpumpene skapte problemer. En tank ble installert i vannkretsen for å holde vannmengden så stor som mulig. Ettersom smeltemassen ekstruderes ved temperaturer på 200 til 210 grader Celsius, ble vannet oppvarmet til nesten 100 grader Celsius i enkelte tilfeller. En større tank ble installert og dermed ble vannmengden ytterligere økt, men dette hjalp ikke med å løse problemet. Vakuumnivået som kan oppnås ved å bruke væskeringvakuumpumper, avhenger av vanntemperaturen. Det laveste sluttrykket oppnås ved temperaturer på ca. 15 grader Celsius. Høyere temperaturer har negativ innvirkning på sluttrykket. En annen komplikasjon var at vannet ofte måtte byttes ut fordi monomerer og partikler samlet seg i det. De hadde en aggressiv effekt både på vakuumpumpene og materialet i hele vannkretsen, noe som betød at deler måtte skiftes ut gjentatte ganger. Svikt i vakuumpumpene førte også til nedetid i ekstruderingsprosessen.

To Mink MV 0080 C klovakuumpumper (fig. 3) er nå installert på hver av de tre ekstruderne. NSW valgte denne vakuumteknologien fordi den allerede hadde vært brukt i mange år i pneumatisk tilførsel av materialer til ekstruderne med positive resultater. Mink klovakuumpumper brukes i denne prosessen for å generere vakuum for sugetransport av granulatet. Dette har vist hvor pålitelige og økonomiske Mink vakuumpumper er. Mink MV-størrelsene som nå brukes til slangeekstrudering, kjører fullstendig redundante og kontrolleres slik at de drives skiftevis. På grunn av lengden på kablene som produseres, kan en ekstruderingsprosess ta opptil én uke. Dette betyr at vakuumet i løpet av denne tiden opprettholdes permanent og det forhåndsinnstilte sluttrykket holdes presist. Lekkasjer under tilførsel av trådene i ekstruderingsformen kan føre til større eller mindre mengder luftlekkasje. Det frekvenskontrollerte drivverket i Mink MV-vakuumpumpene sørger for at settpunktet opprettholdes ved å endre hastigheten. Manuell kontroll er ikke lenger nødvendig. En separator står foran hver individuelle vakuumpumpe for å sikre at ingen tilførte partikler kan komme inn i vakuumpumpene. Drivkraften til Mink MV-vakuumpumpene er 2,1 kW per pumpe, noe som er betydelig lavere enn væskeringvakuumpumpene med 7,5 kW per pumpe som ble brukt tidligere.
 


Fig. 3: Mink MV-klovakuumpumpe med integrert frekvenskontroller for behovsavhengig kontroll av sluttrykk og pumpekapasitet. Kilde: Busch Dienste GmbH

Avgjørelsen om å installere de nye Mink MV-vakuumpumpene i mai 2017 har vist seg å være den riktige. De seks Mink MV-klovakuumpumpene fungerer helt problemfritt og effektivt. Vedlikehold begrenser seg til å tømme eller rengjøre separatorene montert oppstrøms, samt en årlig giroljeskift.


Kategorier
Vil du vite mer?
Kontakt oss direkte i (Busch Norge):
+47 64 98 98 50 Kontakt oss