Compuestos reticulados con peróxido para aplicaciones en cables, XLPE-a

Los polietilenos (PE) tienen unas propiedades de aislamiento excelentes. Sin embargo, un aumento temporal de la temperatura, por ejemplo, por una punta de carga en la aplicación como aislante de cable, puede causar un fallo funcional total: los rangos de ablandamiento y plastificación relativamente bajos producen un fallo termomecánico o incluso un goteo en el aislamiento. A través de una reticulación del polietileno (PEX o XLPE = cross-linked PE) se puede transformar el material termoplástico en uno termoestable. Éste puede ser utilizado a temperaturas de funcionamiento claramente más elevadas, posee mejores propiedades mecánicas, es más resistente a sustancias líquidas orgánicas y permite espesores más delgados. Se aplican diversos métodos de reticulación.

Aplicaciones típicas

Los compuestos reticulados con peróxido son denominados también PEX-a. Este procedimiento fue patentado en los años 60 y se sigue utilizando desde entonces en la industria del cable. El polímero base, el peróxido y los aditivos son mezclados intensamente en una primera etapa respetando unas temperaturas de proceso inferiores a 130 °C. El proceso de reticulación tiene lugar directamente después del procesado en una línea CV (Continuous Vulcanisation) aplicando presión y temperatura. Dado la complejidad del procedimiento, esta tecnología se utiliza especialmente para cables de alto rendimiento. Gracias al desarrollo de formulaciones y procesamientos resistentes al water tree, los XLPE reticulados con peróxido se convirtieron cada vez más en el material elegido para aislamientos de tensión media (MV) y alta (HV) para aplicaciones de tensión alterna. También son el material preferido para aplicaciones de corriente continua.

Requisitos de composición para la composición de cables reticulables de peróxido

Las aplicaciones requieren la mezcla intensa de los componentes de la formulación y un estricto control del proceso en relación con el perfil de temperatura, así como un alto grado de pureza del producto y de la instalación. En el caso de aplicaciones de MV, el peróxido es inyectado directamente en el polímero plastificado y mezclado intensamente a baja temperatura. El compuesto es filtrado y granulado.

Para las aplicaciones de HV, se prioriza la máxima pureza de la instalación y de su funcionamiento: los polímeros base son previamente filtrados, se elimina todo tipo de fuentes contaminantes dentro y fuera de la instalación y la producción tiene lugar en un espacio de atmósfera pura.

Las siguientes características de la amasadora Buss son los factores de éxito en este procesamiento: el peróxido se inyecta directamente en la cámara de procesado y se distribuye de manera óptima gracias al efecto de mezcla distributiva que se inicia inmediatamente. Las velocidades de cizallamiento moderadas y uniformes permiten que esto suceda a temperaturas de proceso bajas y que haya la menor degradación posible de los polímeros. La construcción en forma de cascada de la instalación facilita, además, un cuidadoso filtrado y granulado del compuesto.

Las instalaciones realizadas muestran de manera ejemplar la fusión de los conocimientos específicos de Buss relativos a la ingeniería de procesos, la ingeniería mecánica y la construcción de plantas y la convierten en referente de este sector de la industria.

Sección transversal de un cable industrial con aislamiento de compuestos de XLPE, fabricados con el equipo de preparación de compuestos reticulados con peróxido para cables BUSS.

Diseño típico de una instalación para la preparación de compuestos de XLPE para cables

Diseño típico de una instalación para la preparación de compuestos reticulados con peróxido para cables

Los sistemas de preparación de compuestos reticulados con peróxido BUSS ofrecen las siguientes ventajas específicas

  • Estrecho margen de temperaturas
    Con la amasadora BUSS se puede mantener un estrecho margen de temperaturas gracias a las tasas de cizallamiento uniformes y moderadas a través de toda la longitud del husillo, evitando así los picos de temperatura que se producen en otros sistemas. Esto permite mantener el control preciso de un estrecho margen de temperatura en toda la longitud del proceso.
  • Inyección de líquidos en cualquier posición de los pernos.
    Los pernos de inyección, que en la amasadora Buss se pueden montar en cualquier posición a lo largo de la sección de proceso, permiten inyectar componentes líquidos directamente en el polímero plastificado y en la posición óptima para el proceso. El proceso de mezcla comienza inmediatamente sin manchar la pared de la carcasa y permite obtener la mezcla con una longitud de procesamiento lo más corta posible.
  • Mezclado distributivo intensivo
    La amasadora BUSS realiza un mezclado distributivo intensivo, gracias a la combinación del movimiento de rotación y de oscilación axial del husillo de mezcla y amasado que producen flujos de elongación, una gran cantidad de superficies de cizallamiento y un mezclado a lo largo de varios canales.

  • Control de la temperatura en cualquier posición de los pernos
    Los pernos con sensores de temperatura que se pueden montar en cualquier posición a lo largo de la sección de proceso permiten tener un control óptimo de la temperatura, ya que se pueden revisar de forma precisa los límites de temperatura de los diferentes compuestos. Esta precisión se consigue gracias a que los pernos con sensores de temperatura están permanentemente envueltos de compuesto plastificado y la influencia de la temperatura de la carcasa puede ser prácticamente ignorada. Esto es un aspecto importante para poder llevar un control de calidad online.

  • Procesos de escalamiento fiables
    Los procesos de escalamiento de BUSS son valorados por su fiabilidad, desde las aplicaciones en laboratorios, pasando por proyectos piloto hasta la escala de producción. Esto es principalmente debido al exacto escalamiento geométrico de todas las dimensiones relevantes en instalaciones de diferentes tamaños, que no es posible conseguir de forma comparable con ningún otro sistema de máquinas de husillo. Con las más modernas tecnologías de simulación numérica y de dinámicas de flujo, así como 70 años de experiencia en el procesamiento se completa la exacta predicción y configuración de los procesos de escalamiento

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