Industriële coronarollen spelen een cruciale rol in apparatuur zoals machines voor de verwerking van plastic folie, coronabehandelingsmachines en oppervlakteactiveringsproductielijnen. Een van hun belangrijkste prestatiekenmerken is de diëlektrische sterkte. De diëlektrische sterkte heeft een directe invloed op de spanning die de rollen kunnen genereren.corona rollerkan weerstaan, de ontladingsomgeving waarin het kan functioneren, of het defect zal raken en of het gedurende langere perioden stabiel kan werken.
Coronarollen gemaakt van verschillende materialen en met verschillende coatingstructuren vertonen echter aanzienlijke verschillen in diëlektrische sterkte. Zo hebben bijvoorbeeld gangbare siliconen coronarollen, epoxy gecoate coronarollen en keramische coronarollen verschillende diëlektrische sterktes.
Wat is de diëlektrische sterkte van een corona-rol?
Diëlektrische sterkte verwijst naar:
De maximale spanningsgradiënt die een isolatiemateriaal kan weerstaan zonder te bezwijken.
Industriële corona-walsen worden tijdens hun werking blootgesteld aan hoogfrequente, hoogspannings elektrische velden. Hun oppervlaktecoating moet voldoende diëlektrische sterkte bezitten; anders kunnen de volgende problemen optreden:
• Lokale storing
• Spanningsdoorslag als gevolg van vochtopname
• Lokale carbonisatie
• Instabiele corona-ontlading
• Oppervlakkige scheurvorming die leidt tot schade aan de gehele corona-rol
Daarom is de diëlektrische sterkte een cruciale indicator voor de beoordeling van materialen voor corona-rollen.
Wat zijn de diëlektrische sterktes van verschillende corona-rollen?
Op basis van gegevens van Jinhang Machinery en andere branchegenoten over veelgebruikte materialen voor corona-walsen, is de diëlektrische sterkte van verschillende coatings bij benadering als volgt:
• Diëlektrische sterkte van de siliconen corona-rol: circa 400 inch/kW
• Epoxygecoate corona-rol met diëlektrische sterkte: circa 500 inch/kW
• Diëlektrische sterkte van de keramische corona-rol: circa 300 inch/kW
Deze waarden kunnen worden gebruikt om de spanningsbestendigheid van verschillende materialen te vergelijken, maar ze vertegenwoordigen niet de absolute maximale spanning, aangezien het daadwerkelijke gebruik ook wordt beïnvloed door factoren zoals:
• Roldiameter
• Dikte
• Omgevingsvochtigheid
• Corona-ontladingsopening
• Oppervlakteruwheid
• Oppervlaktegeleidbaarheid
We zullen deze verschillen nu in detail analyseren vanuit meerdere technische perspectieven.
Waarom ligt de diëlektrische sterkte van siliconen corona-rollen doorgaans rond de 400 inch/kW?
Siliconen coronarollen behoren tot de meest beproefde structuren die worden gebruikt bij industriële coronabehandeling. De diëlektrische sterkte bedraagt ongeveer 400 inch per kilowatt, voornamelijk dankzij:
1. Het siliconenmateriaal heeft een flexibele structuur, maar een matige spanningsweerstand.
Silicone heeft goede diëlektrische eigenschappen, maar de moleculaire ketens zijn relatief flexibel. Hoewel het niet snel bros wordt, is de diëlektrische sterkte niet de hoogste van de drie materialen.
2. Het oppervlak absorbeert gemakkelijk vocht.
Siliconen absorberen vocht in vochtige omgevingen, en vocht vermindert de diëlektrische sterkte.
3. De thermische stabiliteit is matig in plaats van extreem hoog.
Siliconen zelf zijn zeer hittebestendig, maar drastische veranderingen in de thermische omgeving kunnen een lichte afname van de diëlektrische stabiliteit veroorzaken.
De diëlektrische sterkte van de siliconen coronaroller ligt daarom op een gemiddeld niveau, stabiel maar niet op het hoogste niveau.
Waarom heeft de met epoxy beklede corona-rol de hoogste diëlektrische sterkte, die ongeveer 500 inch per kilowatt bedraagt?
De met epoxy beklede corona-rol heeft een hoge diëlektrische sterkte van ongeveer 500 inch per kilowatt omdat:
1. De epoxycoating heeft een dichte structuur.
Na uitharding heeft de epoxyhars een dichte moleculaire structuur, waardoor deze minder gevoelig is voor vochtopname en effectief stroom blokkeert.
2. Gelijkmatige isolatielaag en hoge hardheid
Epoxycoatings hebben een hoge hardheid, waardoor de kans op blootliggend metaal kleiner wordt en de doorslagspanning dus hoger.
3. Betere uniformiteit van de corona op het oppervlak
De hoge dichtheid van de coating resulteert in een meer uniforme verdeling van het elektrische veld aan het oppervlak, wat bijdraagt aan een verbeterde diëlektrische sterkte.
Daarom worden coronarollen met epoxycoating vaak geprefereerd voor zeer stabiele coronabehandelingsapparatuur in de industrie.
Waarom is de diëlektrische sterkte van keramische corona-rollen relatief laag, ongeveer 300 inch/kW?
Hoewel keramische coronarollen een uitstekende hardheid, hoge slijtvastheid en goede prestaties bij hoge temperaturen bezitten, bedraagt hun diëlektrische sterkte slechts ongeveer 300 inch/kW.
De redenen zijn als volgt:
1. Keramische materialen bevatten microporiën.
Zelfs keramiek met een hoge dichtheid heeft een microporeuze structuur, wat onder hoge spanning gemakkelijk kan leiden tot plaatselijke concentratie van het elektrische veld.
2. Goede warmtegeleiding, maar enigszins slechte isolatie
Keramiek heeft een hoge thermische geleidbaarheid, maar de elektrische doorslagsterkte is niet zo goed als die van epoxyharscoatings.
3. Thermische schokken kunnen microbarsten veroorzaken.
Microbarsten verminderen de diëlektrische sterkte en kunnen, zelfs als ze met het blote oog niet zichtbaar zijn, de hoogspanningsweerstand van de corona-rol beïnvloeden.
Hoewel keramische coronarollen geschikt zijn voor zeer abrasieve toepassingen, zijn ze qua diëlektrische sterkte niet de optimale keuze.
Is een hogere diëlektrische sterkte altijd beter voor corona-rollen?
Dit is een veelvoorkomende misvatting.
Hoewel een hogere diëlektrische sterkte betekent dat het materiaal minder snel doorslaat, wordt de prestatie van een corona-rol niet bepaald door één enkele parameter.
De diëlektrische sterkte moet in evenwicht zijn met de volgende factoren:
• Tribologische eigenschappen van het oppervlak
• Thermische stabiliteit
• Materiaalelasticiteit
• Chemische bestendigheid
• Uniformiteit van de corona-ontlading
• Kosten en verwerkingshaalbaarheid
Bijvoorbeeld:
• Epoxy corona-rollen hebben de hoogste diëlektrische sterkte, maar een hoge hardheid en een slechte elasticiteit.
• Keramische corona-rollen zijn zeer slijtvast, maar hebben de laagste diëlektrische sterkte.
• Siliconen coronarollers hebben een matige diëlektrische sterkte, maar een goede algehele chemische stabiliteit.
Daarom moet de keuze voor coronarollen gebaseerd zijn op een combinatie van apparatuurvereisten en materiaaleigenschappen, in plaats van blindelings te kiezen voor materialen met de hoogste diëlektrische sterkte.
Heeft de diëlektrische sterkte van de corona-rol invloed op het effect van de coronabehandeling?
Het antwoord is ja, en wel in aanzienlijke mate.
De effecten zijn onder andere:
1. Een onvoldoende diëlektrische sterkte leidt gemakkelijk tot doorslag.
Zodra er slijtage optreedt, verschijnen er brandplekken, verkoolde plekken of zelfs volledige afschilfering van de corona-rol op het oppervlak.
2. Een matige diëlektrische sterkte zorgt voor stabiliteit van de corona.
Dit maakt een uniforme coronabehandeling en een regelbare intensiteit mogelijk.
3. Een onvoldoende diëlektrische sterkte kan het materiaal te hard maken.
Hoe harder het materiaal, hoe groter de kans op een negatieve wrijving bij dunne filmmaterialen, en dit kan zelfs de stabiliteit van de apparatuur beïnvloeden.
Daarom moet de diëlektrische sterkte van de corona-rol nauwkeurig worden afgestemd op het te bewerken materiaal, de structuur van de apparatuur en het spanningsbereik.
Waarom zijn er zulke significante verschillen in de diëlektrische sterkte van gangbare corona-rollen?
Vanuit het perspectief van de materiaalkunde wordt dit voornamelijk bepaald door drie factoren:
1. De interne moleculaire structuur van het materiaal
Verschillende materialen hebben zeer uiteenlopende polarisatiemogelijkheden, moleculaire dichtheid en hygroscopische capaciteit, wat resulteert in variërende diëlektrische sterktes.
2. Laagdikte en uniformiteit
Zelfs bij hetzelfde materiaal leiden een grotere dikte en uniformiteit tot een hogere diëlektrische sterkte.
3. Oppervlakteafwerkingsproces
De oppervlakteruwheid van de corona-rol beïnvloedt:
• Piek elektrisch veld
• Lokale concentratie van hoge spanning
• Ontladingsgat
Hoe verfijnder het proces, hoe stabieler de diëlektrische sterkte.
Welke coating voor corona-rollen heeft de beste diëlektrische sterkte voor hoogspanningscorona-behandeling?
Voor hoogspanningstoepassingen geldt over het algemeen:
• Corona-rollen met epoxycoating zijn het meest geschikt voor hoogspanningsbehandelingen (hoogste diëlektrische sterkte).
• Siliconen coronarollers zijn geschikt voor middenspannings- en algemene coronabehandelingen.
• Keramische coronarollen zijn geschikt voor toepassingen met zware slijtage, maar lagere spanningseisen.
Elke apparatuurtechnicus kiest de optimale combinatie op basis van het spanningsbereik, de materiaalcompatibiliteit en de verwachte levensduur van de apparatuur.
Zal de diëlektrische sterkte van een corona-rol in de loop der tijd afnemen?
Ja.
Langdurige blootstelling aancorona rollersBlootstelling aan een hoogspanningsveld kan ertoe leiden dat het materiaal de volgende veranderingen ondergaat:
• Veroudering
• Vochtabsorptie
• Micro-scheurtjes aan het oppervlak
• Plaatselijke verharding
• Plaatselijke ophoping van hoge temperaturen
Al deze factoren verminderen de diëlektrische sterkte.
Daarom vereisen corona-rollen een goede reiniging, inspectie en periodieke vervanging.
Is de diëlektrische sterkte van industriële corona-walsen voldoende? Hoe kan dit worden vastgesteld?
Corona-systemen vereisen doorgaans verwerkingsspanningen van enkele kilovolt tot tientallen kilovolt, daarom geldt het volgende:
• Siliconenrollen zijn voldoende voor het verwerken van films met een lage dichtheid.
• Epoxyrollen zijn beter geschikt voor toepassingen met hoge spanning.
• Keramische rollen zijn de beste keuze als slijtvastheid belangrijker is dan een hoge diëlektrische sterkte.
Het werkelijke criterium is:
De diëlektrische sterkte moet groter zijn dan een veiligheidsfactor die een veelvoud is van de bedrijfsspanning.
Industriële normen vereisen doorgaans een diëlektrische sterkte van ≥ 2–3 keer de bedrijfsspanning voor een veilige werking van de corona-rol op lange termijn.
Is de diëlektrische sterkte van een corona-rol afhankelijk van de dikte ervan?
Ja, de diëlektrische sterkte is direct gerelateerd aan de laagdikte, maar het is niet simpelweg een kwestie van "hoe dikker, hoe beter".
Algemene richtlijnen:
• Dikkere coating → Verbeterde isolatie, maar kan leiden tot een lagere ontladingsefficiëntie.
• Dunnere coating → Gevoeliger voor ontlading, maar verhoogt het risico op defecten.
Daarom worden industriële corona-walsen doorgaans ontworpen met passende diktenormen op basis van de verschillende materialen, in plaats van de laagdikte blindelings te verhogen.
Biedt Jinhang Machinery aftersalesondersteuning voor rollen?
Absoluut. Als klantgerichte fabrikant van rollen bieden wij een uitgebreide service na verkoop, inclusief technisch advies, installatiebegeleiding en probleemoplossing. Voor elke rol die onder de in de tekeningen vermelde mechanische omstandigheden kwaliteitsproblemen vertoont, bieden wij gratis reparatie of vervanging gedurende de garantieperiode. Ons doel is ervoor te zorgen dat uw productielijn stabiel en efficiënt blijft.