Ligne d'extrusion continue de tubes corrugués à gaine en aluminium

Ligne d'extrusion continue de tubes ondulés à gaine en aluminium est un système de production par extrusion rotative continue (de type Conform/Conklad/SheathEx) qui transforme des tiges d'aluminium de haute pureté en un tube d'aluminium sans soudure et lâche autour d'une âme de câble, suivi d'un corrugage en ligne pour produire une gaine métallique pour les câbles d'alimentation basse tension à très haute tension (THT).

Ce procédé élimine les soudures longitudinales, offre une épaisseur de paroi uniforme et procure la barrière radiale contre l'humidité, la capacité de courant de court-circuit et la protection mécanique requises par les normes CEI 60840, CEI 62067 et les normes nationales connexes.

Qu'est-ce qu'une ligne d'extrusion continue de tubes annelés à gaine en aluminium et comment fonctionne-t-elle ?

Une ligne d’extrusion en continu de tubes ondulés à gaine en aluminium alimente plusieurs tiges d’aluminium propres (généralement de Φ9,5 mm ou de Φ12–15 mm, conformes à la norme GB/T 3954 A2 ou d’une pureté équivalente de 99,5 %+) dans une roue d’extrusion rotative (ou deux roues) dotée de rainures circonférentielles. La chaleur de frottement et la pression plastifient l’aluminium à une température d’environ 450 à 500 °C. Le métal s'écoule dans une chambre d'extrusion entourant un mandrin portique refroidi à travers lequel l'âme du câble passe à une vitesse synchronisée. Un tube en aluminium sans soudure se forme autour de l'âme sous la forme d'une gaine lâche ; il est immédiatement refroidi à l'eau pour protéger l'isolation en XLPE, puis ondulé (en hélice ou en anneau) selon le pas et la profondeur requis avant d'être enroulé.

Principaux avantages techniques

• Tube en aluminium véritablement sans soudure : pas de ligne de soudure, pas de bourrelet, aucun risque de corrosion ou de fissure lié au soudage.
• Épaisseur de paroi uniforme et concentricité supérieure grâce à l'alimentation équilibrée à tiges multiples et à la technologie Conform à double rainure.
• La protection du noyau refroidie à l'eau en ligne garantit l'intégrité de l'isolation même à des températures d'extrusion élevées.
• L'ondulation réglable en précision améliore la flexibilité, le rayon de courbure et la résistance à l'écrasement tout en conservant d'excellentes performances de barrière radiale contre l'humidité.
• Efficacité de production élevée et taux de rebuts inférieurs par rapport aux lignes de soudage.
• Compatible avec le fil machine en aluminium standard de coulée et de laminage continus (CCR) – coût de matière première inférieur à celui de la tôle d'aluminium ou du plomb.
• Conception robuste pour une exploitation industrielle 24h/24 et 7j/7 avec commande avancée par API + IHM, gestion des recettes et surveillance en temps réel.
• Personnalisable pour gaine lisse ou annelée selon les exigences du projet.

Flux de processus type :

1. Plusieurs bagues en aluminium de haute pureté (généralement 4 × Φ9,5 mm ou 2 × Φ12 mm, de grade A2 selon la norme GB/T 3954) sont dévidées, nettoyées en surface et introduites dans l'unité d'extrusion principale.
2. La machine d'extrusion Conform dotée d'une structure de roue à double rainure plasticise etextrude un tube en aluminium sans soudure du diamètre et de l'épaisseur de paroi requis.
3. L'âme du câble préfabriquée est déroulée à partir d'un grand support de portique à une vitesse linéaire synchronisée et traverse un tube d'insertion refroidi par eau et une filière d'extrusion. Une chemise de refroidissement protectrice empêche les dommages thermiques de l'isolation tandis qu'une gaine en aluminium ajustée de manière lâche est formée autour de l'âme.
4. Immédiatement après la filière, le tube en aluminium est trempé par refroidissement à eau pour stabiliser les dimensions et protéger le noyau.
5. Le câble gainé entre dans l'unité de corrugation où des ondulations hélicoïdales ou annulaires précises (pas de 10 à 50 mm, profondeur de 2 à 8 mm) sont formées selon les normes CEI, GB ou les spécifications du client.
6. Le refroidissement final, l'inspection et le bobinage sur de grandes bobines (jusqu'à 4500 mm) complètent le processus.

Cette méthode continue permet une production sur de grandes longueurs sans marques d'arrêt, une utilisation élevée des matériaux et une qualité constante adaptée aux applications exigeantes souterraines, sous-marines et à très haute tension.

Étapes clés du processus :

1. Déroulage de fil machine en aluminium → nettoyage/polissage de surface.
2. Extrusion continue (configurations à une roue et double gorge ou à quatre canaux et double roue).
3. Déroulement synchronisé de l'âme du câble à travers un mandrin refroidi à l'eau.
4. Refroidissement immédiat après découpe.
5. Unité de corrugation en ligne (pas de 10 à 50 mm, profondeur typique de 2 à 8 mm).
6. Tireuse à chenilles et réception à grand tambour.

Par rapport au soudage longitudinal traditionnel à l'arc sous argon des bandes d'aluminium, la méthode d'extrusion en continu ne présente aucun défaut de soudure, offre une concentricité supérieure (circonférence généralement ≥ 99 %) et un écart d'épaisseur compris entre ± 5 %.

Comparaison technique : Gaine en aluminium sans soudure par extrusion continue vs. soudée

Typical Technical Parameters of Current Production Lines

Line speed is generally limited by thermal protection of the cable core (typically up to 12 m/min for large EHV sizes). Output can exceed 1000 kg/h aluminum on advanced SheathEx configurations.

Selection Logic and Application Guidelines

Select continuous-extrusion corrugated aluminum sheath when the cable requires:

• Rated voltage from MV (6–30 kV) through HV (66–150 kV) to EHV (220–500 kV).
• High short-circuit current capacity with homogeneous aluminum cross-section.
• Radial water-blocking performance superior to laminated foil + copper wires.
• Reduced overall cable weight versus lead sheath (aluminum density ~2.7 g/cm³ vs lead ~11.3 g/cm³).
• Long continuous manufacturing lengths and lower installation handling cost.

Typical applications include:

• Underground and tunnel-laid XLPE power cables (IEC 60840 / IEC 62067).
• Fire-resistant and special railway/signal cables.
• Certain OPGW and composite designs where aluminum tube provides mechanical and electrical functions.

Corrugation improves flexibility and crush resistance; smooth seamless variants are also produced by diameter reduction after extrusion when compact construction and tighter bending radius are prioritized.

Standards, Material and Quality Requirements

Aluminum feedstock must meet GB/T 3954 or equivalent purity (≥99.5 %) with controlled impurities to ensure conductivity and extrudability. Finished sheath thickness and integrity are verified according to IEC 60840 (measurement of metal sheath thickness) and IEC 62067 for higher voltages. Factory tests include dimensional checks, air-tightness or water-penetration resistance, and short-circuit current rating calculation based on actual aluminum cross-section.

Recent production data (2021–2025 industrial reports) confirm roundness of 99 % and thickness deviation within ±5 % on optimized four-channel dies, with weld-zone tensile strength in comparable continuous processes exceeding 78 MPa and elongation ~33 %.

Practical Considerations and Failure Prevention

• Thermal damage to core: Mandatory water-cooling jacket inside the mandrel and immediate post-die cooling. Process stops must be managed to avoid localized overheating.
• Concentricity and thickness variation: Optimized multi-channel die design and precise temperature control (induction heating on advanced lines) are required for diameters >120 mm.
• Corrugation quality: Pitch and depth must match bending-radius requirements; excessive depth risks cracking; insufficient depth reduces flexibility.
• Rod surface quality: Oxide or contamination causes surface defects or incomplete bonding in the chamber—continuous cleaning is essential.
• Line synchronization: Pay-off, extrusion and haul-off speeds must remain matched to maintain loose-fit geometry and avoid stretching or buckling of the sheath.

Proper process control yields a stress-free corrugated sheath that maintains integrity through installation bending and long-term thermal cycling.

Applications

• Seamless aluminum sheath for medium-voltage, high-voltage and extra-high-voltage power cables (IEC 60840 / IEC 62067 / relevant GB standards).
• Underground and submarine power transmission cables requiring long-term radial moisture protection.
• Oil-filled and specialized high-reliability cables.
• Renewable energy grid projects and long-distance transmission lines where lightweight, flexible and corrosion-resistant metallic sheathing is critical.

Corrugated aluminum sheath significantly enhances cable flexibility and mechanical performance while providing a reliable moisture and chemical barrier.

Key Takeaways

The Aluminum Sheath Corrugated Pipe Continuous Extrusion Line delivers a seamless, homogeneous aluminum metallic sheath with superior uniformity, no weld defects, and excellent electrical and mechanical performance for MV to EHV power cables. It uses standard aluminum rod feedstock, supports continuous long-length production, and meets the radial moisture barrier and short-circuit requirements of current IEC and national standards. Technical parameters (tube OD 60–180 mm, wall 1.5–5.0 mm or higher, controllable corrugation) allow precise matching to cable design needs.

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