低壓電纜硅烷交聯聚乙烯絕緣表面凹凸不平解決方法
聚乙烯PE是非極性材料具有良好的電性能但其分子結構呈線性擠包成絕緣層后易開裂交聯技術是PE改性的主要手段之一交聯后的PE可顯著地提高其耐環境應力使用溫度及在高溫下的力學性能作為PE交聯方法之一的硅烷交聯使PE分子間形成C-Si-O-Si-C的交聯網絡目前以其簡單經濟和優越的性能而在低壓電纜生產中被電纜制造商所推崇由于不同生產廠家的硅烷交聯電纜料采用的擠出溫度擠出速度和交聯速度等加工工藝不盡相同對低壓電纜絕緣線芯擠出表面質量的影響也較大本文就生產硅烷交聯聚乙烯絕緣線芯過程中出現的表面凹凸不平鼓包問題進行分析并提出解決辦法和控制對策
1產生的原因
1.1生膠現象
交聯絕緣線芯在生產過程中有時會出現生膠現象也成為絕緣僵塊或硬塊產生這種現象的原因主要是1機頸或機頭的溫度不夠造成內部局部冷膠產生;
2由于機身溫度或剪切力不夠而引起的局部塑化不好;
3當過濾網的襯墊不到位最終影響到交聯絕緣料的擠出壓力也會產生生膠使絕緣線芯表面出現凹凸的硬塊
1.2老膠現象
交聯絕緣線芯在生產過程中有時會出現老膠現象也成為預交聯是由于交聯料擠出時機頭溫度過高或交聯料長期停留在流道內的死角所引起的該老膠呈琥珀色停留時間越長其顏色越深溫度越高其顏色也越深一般產生老膠的原因有
1擠出速度過快螺桿轉速越快螺筒內交聯料剪切作用力越強烈這樣使機身局部溫度升高導致老膠現象產生;
2交聯絕緣料在機筒內停留時間過長有一部分絕緣料產生過早交聯這樣線芯在出模時就造成了表面凹凸不平
3過濾網襯墊位移造成分流板處的膠料壓力分布不均勻形成流道死角這種情況下也會產生老膠同時也有可能因過濾網失去部分過濾的作用經過長時間生產后也會使積累在螺桿頭上的老膠在擠出時被帶出在絕緣層內混入老膠雜粒造成絕緣線芯出現質量問題
1.3材料穩定性
普通兩步法硅烷交聯聚乙烯先用硅烷與PE產生接枝反應生成可交聯的PE簡稱A料為了加速其交聯反應制成含有催化劑的母料簡稱B料再將AB料按照一定比例均勻混合擠塑成型后再溫水中交聯由材料穩定性引起的絕緣線芯質量問題原因主要有
1交聯聚乙烯絕緣料各組分混合不均勻由于A料中含有交聯劑和少量抗氧化劑若在生產過程中抗氧劑未攪拌均勻會造成絕緣料通過擠塑機高溫擠制后較為集中的抗氧劑受熱氣化在絕緣層內形成鼓包;
2交聯聚乙烯絕緣料貯存不當硅烷交聯聚乙烯料即使不加入催化劑在室溫下也將慢慢地進行交聯這是因為材料中含有微量的水分約50×10-4%引起的若貯存時高溫多濕會造成擠出絕緣層表面不光滑
1.4冷卻工藝
除了擠出溫度擠出速度交聯速度和材料穩定性因素外交聯聚乙烯從機頭擠出后冷卻工藝也存在可能導致絕緣線芯表面質量問題的因素
1電纜表面附有氣泡當電纜進入水中后其表面若有氣泡附著該位置冷卻后會有"小坑包"這是因為氣泡將空氣包覆于絕緣表面氣泡覆蓋的部分冷卻速度比與水接觸部分緩慢形成氣泡附著電纜表面的原因一般是冷卻用的循環水進入水槽時流速快水流急高速水流將空氣帶入水中一部分空氣附著到電纜表面形成氣泡;
2進入冷卻水前有水滴濺落在電纜表面與水接觸部分先冷卻收縮而與空氣接觸部分還處于高溫狀態因冷卻速度的差異形成絕緣線芯表面凹凸不平現象
2解決方法
2.1絕緣表面的"生膠"和"老膠"現象在線芯外觀上差不多容易引起混淆因此要注意區分解決方法
1從開機時間上進行判斷時間短的產生"生膠"可能性大時間長產生"老膠"可能性大;
2從工藝條件的變化來進行判斷結合"生膠"和"老膠"產生的原因進行綜合分析;
3擠出時線速度要嚴格按照工藝規范要求執行擠出速度變化后一定要密切關注擠塑機溫度的變化;
4檢查機頭各部位的溫度控制是夠準確查出是由哪個部位引起的然后再根據實際情況進行調整;
5必要時采取調整溫度調整擠出速度清理過濾網及機頭等查找原因
2.2選擇生產工藝穩定技術和管理水平高有連續監測雜質含量擠出樹脂熔融指數恒定的硅烷交聯聚乙烯絕緣料生產廠家保證材料性能的穩定性用兩步法工藝生產的硅烷交聯料的貯存期較短一般不超過6個月貯存時應避免高溫多濕以防材料發生交聯造成擠出表面不光滑
2.3電纜絕緣線芯從擠塑機機頭擠出后應整體平穩進入水中避免水珠濺在表面冷卻水循環過程中向水槽加水要特別注意宜采用大口徑低流速加水這是因為注水口的口徑小勢必提高水流速度高速水流會把大量空氣帶入水中另外可在絕緣線芯入水后約半米處增加細棉紗等除氣泡的裝置拂去附著的氣泡保持絕緣線芯表面光潔
綜上所述要避免硅烷交聯聚乙烯絕緣表面凹凸不平鼓包等質量缺陷必須提高員工自身素質和操作技能要嚴把材料質量關對不同廠家生產的交聯聚乙烯絕緣料要有一定的調整只有這樣才能提高產品質量提高經濟效益
