電纜銅導體防氧化的全程控制方法
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銅原子序數為29,隸屬于過渡金屬,密度是8.92g/cm3,熔點1083.4℃,具有良好的導熱和導電性能,但在潮濕的空氣中金屬銅表面與氧氣發生化學反應,生成Cu2(OH)2CO3,即銅綠,通常電纜生產廠中銅氧化多顯示表面發黑,正是這種銅導體表面氧化現象的存在,困擾著眾多電纜企業。
我們在長期日常生產中觀察發現,通過銅桿選擇、有效控制拉絲工藝及乳化液濃度和溫度、鈍化處理銅導體絞合或束絞銅絲表面、后續工序優化處理等手段,會有效控制電纜銅導體的質量、防止其氧化,會極大的提高工作效率,減少返工頻次,從而達到降低成本和提高內在產品質量的有益效果。
下面我們以中壓電力電纜生產為例,從銅桿抵達生產廠、儲存、拉絲、絞合、內芯存放到絕緣擠出,對每個步驟有效控制措施進行分析。
? 銅絲絞合(束絞)與化學交聯擠出工序
以銅絲絞合為例,在導體絞合過程中,各單絲以規則絞合或不規則絞合等方式絞合,經過各道壓模后金屬銅晶格改變結構,在強外力作用下,過模后銅導體溫度較過模前有較大提高,尤其是緊壓導體、扇形導體等,且框絞機目前無在線退火或降溫裝置,因此銅導體外層易氧化,在絞合前,選擇合適的絞合模具、緊壓輪、排線器,調整收線與放線張力,設備調整完畢后,操作者肉眼觀察上盤銅絲與放線架中心銅絲的表面光潔度,確保無明顯黑點,再啟動機器。
一般電纜企業會在絞合工序(框絞機、籠絞機)中施加抗氧劑,抗氧劑的配方是0.3%左右的苯并三氮唑酒精溶液,操作方法是將抗氧劑融入工業酒精之中,用輸液軟管滴入銅絲中,滴入標準以剛好浸潤銅絲為準,避免過少局部潛在氧化或過多浪費的現象發生,在所有防氧化工作準備穩妥后,再開機運轉。
收線處應保證收線盤干燥,收線盤裝滿后,用透明塑料薄膜密封,與銅絲拉制同理,很多電纜企業也省略了此步驟,若此步驟造成銅導體氧化,對低壓電纜影響尚低,對超高壓電纜而言,影響則不堪設想。銅導體在經過拉絲、絞合、儲存后,金屬銅晶格形態已基本穩定。化學交聯即在交聯劑、抗氧劑、耦合劑等條件下,將XLPE均勻地擠包在銅導體上。在將裝滿銅導體的放線盤啟動前,調整收放線張力,保證設備運行平穩。
▎總結
我國幾乎所有的電纜廠都面臨銅導體氧化的困擾,從金屬銅化學特性講,就是要保持金屬銅的還原性。在日常生產中,采用如下措施可減少銅導體氧化的幾率:
1.選擇質優金屬銅桿,規范供應商運輸、交貨流程與制度,銅桿到公司后,采取透明塑料薄膜密封措施,銅導體拉制、絞合后都應采取透明塑料薄膜密封措施;
2.采用合適的銅絲拉制工藝,定期檢查拉絲機的退火部件,優先選擇含抗氧劑的拉絲油,定期檢查乳化液濃度,保質期到期前一定提前更換;
3.銅絲絞合、擠包絕緣工序采用鈍化處理技術;
4.樹立質量意識,加強業務培訓讓以上工序操作者清楚銅絲氧化帶來的不良后果。
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