Регистрация Вспомнить пароль
Задать вопрос специалисту
CAPTCHA

Есть контакт! Заливка и герметизация кабельных разъемов: как избежать трудностей и «подводных камней»

6 Ноября 2015

Во время визитов на предприятия по производству изделий специального назначения мы неоднократно получали от специалистов линий заливки и герметизации запросы на решение задач в области герметизации кабельных разъемов. Надежность и сложные эксплуатационные условия изделий специального назначения устанавливают жесткие рамки к качеству их производства и не позволяют допускать ошибки на технологических этапах изготовления. До недавнего времени не было решений в области автоматизации отечественных материалов из-за неудобного коэффициента смешивания, относительно невысокой технологичности и высокой вязкости компонентов многокомпонентных компаундов.

ГК Остек и компания Dopag провели совместные исследовательско-практические работы в этом направлении. Результатом стали разработанные решения по автоматизации основных применяемых отечественных материалов (статья «Русские идут! Невозможное возможно. Автоматизация применения отечественных двухкомпонентных материалов», журнал «Вектор высоких технологий» № 3 (8) апрель 2014). О применении данных решений для герметизации и заливки кабельных разъемов пойдет речь в данной статье.

Подводные камни и способы их избежать Основные трудности на участках заливки возникают еще на этапах приготовления многокомпонентного компаунда. Для обеспечения полной герметичности кабельного разъема в компаунде должны отсутствовать воздушные включения и полости. Достичь этого при ручном перемешивании компонентов трудно, а для некоторых материалов, например, Виксинт У-1-18 — бывает просто невозможно.

Рис. 1 Процесс вакуумизации образцов ВК-9, полученных на оборудовании Dopag Eldomix(№ 1) и вручную(№ 2) Образец № 1 — клей ВК-9. Приготовлен на оборудовании Dopag Eldomix с предварительной дегазацией компонентов в баках системы. Образец № 2 — клей ВК-9. Приготовлен ручным перемешиванием ком- понентов, взятых непосредственно из заводской упаковки.

Для демонстрации разницы в качестве материала, приготовленного с использованием технологических решений компании Dopag и вручную, мы использовали часто применяемый материал — эпоксидно-полиамидный клей ВК-9 (без наполнителя). Приготовив двумя способами — на оборудовании Dopag Eldomix РИС 2a и вручную — одинаковое количество клея, мы поставили образцы в вакуумную камеру РИС 1.

Как видно на РИС 1 образец № 2 при разряжении воздуха в камере и достижении незначительного вакуума значительно изменился в размере, что свидетельствует о начале дегазации (наличии воздушных пор, полостей и включений) конечного компаунда. Наличие пор и включений в материале приводит к ухудшению качества и степени герметичности конечного изделия. Аналогичная картина наблюдается с материалами относительно невысокой вязкости, такими как Виксинты К-68, ПК-68 и их аналогами (различными пентэластами, эпоксидными и полиуретановыми компаундами).

a
Рис. 2 Оборудование Dopag — Eldomix и Metamix

Вакуумизировать уже готовый компаунд в условиях производства не всегда возможно из-за его ограниченного времени жизни, вероятностей «закипания» и ускоренного испарения одного из компонентов, из-за чего изменяются пропорции смешивания. Все это может привести к изменению свойств материала и нарушению технологического процесса, непредсказуемой работе всего изделия или сокращению гарантированного эксплуатационного периода.

Трудности также могут возникнуть в процессе перемешивания компаунда. Из-за сложных коэффициентов смешивания материалов и колоссальной разности вязкостей компонентов выполнить вручную эту, казалось бы, простую задачу качественно, не всегда получается. Рассмотрим, например, один из самых распространенных материалов для герметизации кабельных разъемов — кремний-органический компаунд Виксинт У-1-18. Пропорция смешивания по массе — 400:1, а вязкость компонентов: пасты У-1 — более 1000000 сП, катализатора 18 — порядка 1 сП.

В технологическом центре ГК Остек был проведен эксперимент по получению материала Виксинт У-1-18 двумя способами: перемешиванием компонентов вручную и в автоматизированном режиме с использованием оборудования Dopag Metamix РИС 2b. Задача: двумя способами получить качественный материал (образец порядка 100 гр.).

После полимеризации компаундов их разрезали для проведения внутренней и наружной инспекции. На РИС 3 виден результат ручного приготовления компаунда.

Рис. 3 Образцы Виксинт У-1-18, смешанные вручную

Большое количество полостей и воздушных включений в материале, полученном при ручном смешивании, ставят под сомнение герметичность, работоспособность и надежность всего изделия. Неравномерная полимеризация, области «сырого» материала в образце свидетельствуют о сложности и, зачастую, невозможности качественно и стабильно вручную подготавливать материал для герметизации. А если учесть, что от партии к партии соотношение смешивания компонентов может меняться, то подготовить качественный материал, отвечающий всем технологическим требованиям — задача далеко не начального уровня и требует к себе повышенного внимания.

Попытки вакуумировать смешанный вручную Виксинт У-1-18 не привели к желаемому результату. Произвести дегазацию материала не позволила его большая вязкость. Таким образом, для качественной герметизации кабельных разъемов необходимо иметь готовый компаунд изначально максимального качества.

Рис. 4 Образцы Виксинт У-1-18 и У-4-21, полученные на оборудовании Dopag Metamix

Чтобы проверить, возможно ли улучшить процесс герметизации кабельных разъемов по разработанной технологии, на оборудовании Dopag Metamix были получены и протестированы пробные образцы основных высоковязких материалов, применяемых для герметизации кабельных разъемов РИС 4.

Для тестирования и контроля качества материала полученные пробные образцы были разрезаны и проинспектированы. В объеме полученных образцов полностью отсутствовали воздушные включения, полости и неоднородные по своим свойствам области, так как принцип работы оборудования полностью исключает возможность попадания воздуха внутрь готового компаунда. Полностью заполимеризовавшийся материал подтверждает однородность перемешивания компонентов компаунда.

Переходим к главному

Главной целью эксперимента было не только получение максимально качественных образцов материалов, а решение задачи по безошибочной герметизации кабельных разъемов, исключения брака на этом этапе производства изделий специального назначения. Чтобы окончательно убедиться в необходимости применения разработанных решений была произведена пробная заливка ряда разъемов серии ШР материалом Виксинт У-1-18 непосредственно из оборудования Dopag Metamix.

Рис. 5 Распайка и обработка разъема серии ШР
Рис. 7 Поверхностная инспекция качества герметизации разъема

Чтобы полностью воспроизвести технологический цикл производства жгутового изделия и герметизации кабельного разъема, разъемы были распаяны РИС 5, затем все внутренние поверхности обезжирены Нефрасом С2 и обработаны подслоем П-11 (в соответствии с технологическими этапами герметизации кабельных разъемов).

Выдержав необходимое время для сушки подслоя, в автоматизированном режиме произвели заливку ряда разъемов РИС 6.

Рис. 6 Заливка разъема серии ШР Виксинтом У-1-18 из Dopag Metamix

После полимеризации компаунда разъем вскрыли и проинспектировали его содержимое на предмет герметичности и наличия воздушных пор, полостей и пузырей РИС 7.

Заполимеризовавшийся компаунд имеет характерную гладкую поверхность с отсутствием различного рода пор и полостей. Отсутствуют области «сырого» (непромешанного) материала, что исключает вымывание компаунда при попадании влаги в разъем. Все это гарантирует наружную защиту кабельного разъема от внешних факторов.

Немаловажным является состояние компаунда во всем объеме кабельного разъема. На следующем этапе проверки качества герметизации компаунда и его полимеризации из разъема вырезали произвольный сектор и проинспектировали внутреннюю часть залитой области РИС 8.

Внутреннее состояние компаунда, подготовленного и залитого на оборудовании Dopag, характеризуется полной полимеризацией и отсутствием воздушных полостей. Полученные данные свидетельствуют о максимально возможной герметизации кабельного разъема, которая предохранит изделие от внешних воздействий среды (влага, грязь и т.д.) и тяжелых эксплуатационных условий (перегрузки, вибрации, механические воздействия и т.д.).

Рис. 8 Внутренняя инспекция качества герметизации разъема

Несколько слов о технологическом решении

Принципиальная схема работы решения по подготовке, смешиванию и дозированию многокомпонентных компаундов представлена на РИС 9.

Особенностями всей линейки технологических решений по автоматизации многокомпонентных материалов являются возможность производить дегазацию материала и система агитации, поддерживающая материал в гомогенном состоянии. А отсутствие контакта компонентов материала внутри оборудования исключает регулярную промывку систем после каждого использования.

Рис. 9 Общая схема работы оборудования

Технологические решения по автоматизации процессов подготовки, смешивания и дозирования материалов для герметизации кабельных разъемов можно разделить на два направления:

Для каждого из направлений характерно свое оборудование и необходимые дополнительные опции, обеспечивающие корректную работу системы и гарантирующие получение однородного безвоздушного материала.

Для высоковязких материалов характерно использование оборудования класса Metamix. Для подачи высоковязкой пасты дополнительно применяется экструдер РИС 2.

Рис. 10 Современный участок ваку- умной заливки на базе Dopag Eldomix 103

При автоматизации процесса приготовления текучих материалов разработка и конструирование системы в основном происходят на базе оборудования класса Eldomix, в большинстве случаев с дополнительными опциями дегазации и агитации материала РИС 2b.

В настоящее время активно ведется работа по внедрению технологических решений на производственные предприятия. Уже сегодня на участках заливки можно видеть системы подготовки, смешивания и дозирования материала — пример современного участка вакуумной заливки на базе Dopag Eldomix 103 на одном из отечественных предприятий показан на РИС 10.

Задачи по безошибочной герметизации кабельных разъемов всегда вызывали интерес и требовали новых технологических решений, минимизирующих ошибки на каждом из этапов данного технологического процесса. ГК Остек приглашает желающих в свой технологический центр для демонстрации автоматизированных решений в области герметизации кабельных разъемов и проведения экспериментальных работ с изделиями заказчиков.

Автор, должность:
Максим Голубьев, ведущий специалист по продажам
Отдел:
группа финишной сборки
Email:
materials@ostec-group.ru
Издание:
Вектор Высоких Технологий № 2(15), апрель 2015