夏 衛(wèi)

（無(wú)錫電纜廠有限公司，江蘇 無(wú)錫214028）

0 引言

橡皮絕緣電線電纜經(jīng)歷了100多年的發(fā)展歷史，是所有電線電纜產(chǎn)品中歷史最為悠久的品種。隨著橡膠工業(yè)的發(fā)展，各類人工合成橡膠不斷開(kāi)發(fā)研制出來(lái)，如硅橡膠、氯丁橡膠、乙丙橡膠、丁苯橡膠、氯磺化聚乙烯等。

橡皮絕緣電線電纜也和其他電線電纜一樣，通常是由導(dǎo)電線芯、絕緣層和護(hù)套層構(gòu)成。絕緣層的作用是防止電流沿徑向泄露，使電流只能沿著導(dǎo)電線芯流動(dòng)。因此，絕緣層的材料必須具有良好的電氣絕緣性能，能承受相當(dāng)?shù)碾妷?，具有較高的絕緣電阻和較低的介質(zhì)損耗。此外絕緣層還必須有一定的物理機(jī)械性能和良好的加工工藝性能。絕緣層厚度的選擇，主要是根據(jù)電纜電壓的高低、絕緣材料本身的耐電壓強(qiáng)度以及在使用中可能受到的彎曲、扭轉(zhuǎn)、拉伸等外界機(jī)械力的作用等綜合因素而定，同時(shí)也要考慮加工工藝的可行性。

乙丙橡膠有優(yōu)越的電性能，用于高壓電纜絕緣時(shí)有不發(fā)生電樹(shù)、水樹(shù)的突出優(yōu)點(diǎn)。乙丙橡膠具有高度的飽和結(jié)構(gòu)，分子鏈比較柔順，具有許多優(yōu)點(diǎn)：耐臭氧性非常好、耐氣候性和顏色穩(wěn)定性非常好、耐老化性能優(yōu)越，長(zhǎng)期使用在85～90℃的條件下不發(fā)生龜裂，耐寒性較好，在－55℃時(shí)曲撓性仍較好、彈性大、壓縮變形小，又具有較好的耐化學(xué)腐蝕性。但乙丙橡膠也有缺點(diǎn)，它不耐油、不耐燃、硫化速度慢、生產(chǎn)加工時(shí)尺寸不穩(wěn)定、表面毛糙，為此，本文將探析影響乙丙絕緣生產(chǎn)工藝穩(wěn)定性的因素，并介紹相關(guān)的改進(jìn)措施。

1 擠出設(shè)備和工藝分析

隨著 GB／T5013—2008、JB／T8735—2011、MT818—2009的執(zhí)行，以乙丙橡膠為基膠的絕緣被廣泛使用，但在乙丙絕緣生產(chǎn)的過(guò)程中存在著不穩(wěn)定性。本公司115連續(xù)硫化機(jī)組是熱喂料雙層擠出設(shè)備，是生產(chǎn)電纜絕緣層的主要設(shè)備，擠出機(jī)螺桿長(zhǎng)徑比為12∶1。

乙丙絕緣生產(chǎn)的過(guò)程：將乙丙基膠按照配方的要求生產(chǎn)出乙丙膠片，然后將乙丙膠片在開(kāi)放式煉膠機(jī)上破料混壓，橡料預(yù)熱到一定溫度后，混合均勻劃成條狀料，條狀料的厚度和寬度分別為8mm和150mm左右，送入擠橡機(jī)喂料口，啟動(dòng)擠出機(jī)，膠料通過(guò)螺桿送到擠出機(jī)的機(jī)頭，通過(guò)模芯和模套使乙丙膠料包覆在導(dǎo)體上，完成絕緣層的擠出成形。由于膠料在煉膠機(jī)上停留的時(shí)間及輥距、溫度不同，使膠料的可塑性不夠穩(wěn)定，同時(shí)由于輸送和使用過(guò)程中橡料的冷卻，會(huì)使膠料溫度產(chǎn)生很大波動(dòng)，這些因素將會(huì)影響擠出絕緣產(chǎn)品的質(zhì)量。本文著重對(duì)MYPT－1.9／3.3內(nèi)屏蔽和絕緣一次擠出進(jìn)行分析。表1是115連續(xù)硫化機(jī)組采用熱喂料方式內(nèi)屏和絕緣雙層一次擠出的情況（型號(hào)及電壓等級(jí)：MYPT－1.9／3.3）。

表1 內(nèi)屏和絕緣雙層一次擠出情況

絕緣最大外徑與最小外徑之差小于1mm時(shí)，目測(cè)到的絕緣外徑粗細(xì)還不明顯；當(dāng)超過(guò)2mm時(shí)，絕緣外徑粗細(xì)就比較明顯了。通過(guò)表1可以看出，生產(chǎn)的絕緣存在絕緣外徑波動(dòng)大，絕緣表面毛糙的問(wèn)題，這給批量生產(chǎn)帶來(lái)了難度。

2 絕緣外徑粗細(xì)不穩(wěn)定的原因及改進(jìn)措施

2.1 喂料方式

熱喂料方式生產(chǎn)，橡料必須經(jīng)開(kāi)放式煉膠機(jī)破料混壓，混合均勻后劃成條狀料，由于是手工操作，條狀橡料的厚度可以保持一致，但寬度就無(wú)法保持一致，加上橡料輸送和使用過(guò)程中橡料的冷卻，會(huì)使橡料溫度產(chǎn)生很大波動(dòng)，會(huì)影響產(chǎn)品的質(zhì)量。為保證橡料的厚度和寬度的穩(wěn)定，試著采用冷喂料的生產(chǎn)工藝。冷喂料方式生產(chǎn)，對(duì)橡頁(yè)的厚度、寬度要求較高，通過(guò)對(duì)生產(chǎn)情況的觀察，發(fā)現(xiàn)橡頁(yè)的厚度、寬度不一致，擠出機(jī)出膠量就會(huì)波動(dòng)，從而影響外徑粗細(xì)。當(dāng)橡頁(yè)厚度控制在1.20～1.50mm、寬度控制在700～750mm時(shí)，橡頁(yè)正好填滿螺桿機(jī)筒處于飽和狀態(tài)，絕緣的外徑比較穩(wěn)定。

2.2 塞料不均

不管熱喂料還是冷喂料，都需將橡料放進(jìn)“料口”，通過(guò)螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)橡料一方面作徑向剪切另一方面作縱向前行至擠出機(jī)頭。正常生產(chǎn)時(shí)應(yīng)密切注意進(jìn)料口的情況，料口要始終保持有一定的回料，但不宜過(guò)多或過(guò)少。如果過(guò)多會(huì)造成料口堵死，甚至造成進(jìn)料停止；如果料口沒(méi)有回料，則說(shuō)明螺桿中沒(méi)有多余的橡料，會(huì)造成脫料和絕緣外徑波動(dòng)，此情況只要盡快補(bǔ)料恢復(fù)到正常即可，不需要調(diào)整線速度。根據(jù)生產(chǎn)中得到的經(jīng)驗(yàn)，料口的回料應(yīng)控制在一個(gè)拳頭大小。

2.3 配模不當(dāng)

正常產(chǎn)品的模芯選擇的要求是：導(dǎo)體外徑＋（0.2～0.6）mm，模套選擇的要求：標(biāo)稱外徑－0.1mm～標(biāo)稱外徑＋0.1mm，由于 MYPT－1.9／3.3是內(nèi)屏與絕緣雙層一次擠出，導(dǎo)體外重疊繞包了一層0.3mm的半導(dǎo)體布帶，再加上半導(dǎo)電布帶的接頭連接處外徑要比正常的繞包外徑大，所以模芯選擇應(yīng)是導(dǎo)體外徑＋（0.7～0.9）mm，中間模芯按照正常要求選擇，模芯＋1.5mm（屏蔽層厚度），模套的選擇比較重要，不僅影響產(chǎn)品的外徑，還對(duì)產(chǎn)品表面質(zhì)量影響較大。由于乙丙橡膠在硫化前彈性和拉力較小，相融性黏性較差，極易產(chǎn)生表面毛糙。另外，在選擇模套時(shí)要注意模套承線的長(zhǎng)短，相同孔徑時(shí)，模套承線長(zhǎng)，擠出時(shí)壓力大，擠包密度大，表面光滑；模套承線短，擠壓力就小，擠包密度小，容易產(chǎn)生表面毛糙。在選擇模套時(shí)還要注意模芯和模套之間的距離，即模間距，模間距大擠壓力則大，反之?dāng)D壓力就小。如標(biāo)稱厚度為4.0mm時(shí)，模間距一般選擇3.5～4.0mm較為適宜。所以，模套孔徑的選擇要考慮到絕緣實(shí)際的外徑、模套的承線長(zhǎng)短、模間距，模套是否合適。當(dāng)模套選擇比標(biāo)稱外徑小1.5mm左右時(shí)，通過(guò)生產(chǎn)發(fā)現(xiàn)絕緣線芯的外徑波動(dòng)比原來(lái)小，表面雖然還有點(diǎn)毛糙，但和前面生產(chǎn)的產(chǎn)品比較已有明顯好轉(zhuǎn)，通過(guò)對(duì)生產(chǎn)中的觀察，外徑大，其表面較光滑；外徑小，其表面就要毛糙一點(diǎn)，模套還可以選擇小點(diǎn)，當(dāng)選擇模套比標(biāo)稱外徑小2mm左右時(shí)，外徑波動(dòng)可以控制在1mm以內(nèi)，目測(cè)絕緣外徑基本接近，表面光滑，產(chǎn)品基本滿足設(shè)計(jì)要求。

表2是找到配模上差異以后的生產(chǎn)效果（型號(hào)及電壓等級(jí)：MYPT－1.9／3.3）。

表2 找到配模上差異以后的生產(chǎn)效果

2.4 放線張力不均勻

乙丙絕緣擠出時(shí)，因橡料要達(dá)到正硫化時(shí)間較長(zhǎng)，生產(chǎn)時(shí)的線速度相對(duì)其他產(chǎn)品而言要慢，在此情形下線速越慢，放線張力就越不穩(wěn)定，張力緊，牽引輪拉不動(dòng)，放線時(shí)有明顯的停頓，造成絕緣外徑的不穩(wěn)定，張力松，線芯就會(huì)下墜，到機(jī)頭時(shí)不在模芯的中間，造成偏心。所以生產(chǎn)中要經(jīng)常調(diào)整放線張力，根據(jù)盤容量的大小進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，盤容量大，張力小一點(diǎn)；盤容量小，張力應(yīng)相應(yīng)加大。

3 絕緣表面毛糙的原因及改進(jìn)措施

3.1 機(jī)身、螺桿、機(jī)頭溫度控制不當(dāng)

由于乙丙材料的黏性小、相融性差、硬度差，采用冷喂料工藝生產(chǎn)時(shí)，其機(jī)身、機(jī)頭、螺桿溫度控制上要略高于其他絕緣膠料。為使橡料從進(jìn)口到出料口達(dá)到充分塑化，就需要適當(dāng)提高螺桿、機(jī)身的溫度。通過(guò)多次的生產(chǎn)，基本掌握了機(jī)身各段的溫度，進(jìn)料口溫度控制在55～60℃，塑化段溫度控制在60～65℃，輸送段溫度控制在50～55℃。螺桿溫度由于無(wú)法測(cè)量，只能通過(guò)螺桿冷卻水的回水溫度來(lái)控制，一般控制在50℃左右。溫度高，則多加點(diǎn)冷卻水；反之，則關(guān)小冷卻水。機(jī)頭溫度應(yīng)控制在70～75℃。

3.2 膠料塑性偏低

膠料塑性低大致有2個(gè)原因：一是原材料本身因素，二是橡料加工因素。原材料塑性低，可以通過(guò)調(diào)整配方加以改善。橡料加工因素，主要有原膠塑煉不足，塑煉時(shí)間短，違反了工藝操作規(guī)程等，這些都會(huì)造成橡料塑性偏低，導(dǎo)致絕緣線芯表面毛糙，嚴(yán)格工藝規(guī)程，加強(qiáng)督促監(jiān)管力度，能夠有效避免加工過(guò)程中造成的塑性低的問(wèn)題。

3.3 工藝線速度較快

由于115擠出機(jī)螺桿的長(zhǎng)徑比適宜熱喂料方式，采用冷喂料方式生產(chǎn)，通過(guò)適當(dāng)降低線速度，經(jīng)生產(chǎn)實(shí)踐，比原線速度降低20%，可以相對(duì)增加乙丙膠料在螺桿中的混合時(shí)間，來(lái)提高其塑化程度，從而保證絕緣產(chǎn)品表面光滑。

4 結(jié)語(yǔ)

乙丙絕緣生產(chǎn)過(guò)程中存在的外徑不穩(wěn)定及絕緣表面毛糙問(wèn)題，通過(guò)喂料方式的改變、工藝參數(shù)的調(diào)整以及選擇合適的工裝等措施的實(shí)施得到了有效的改善，且效果明顯，使得乙丙絕緣批量生產(chǎn)的質(zhì)量日趨穩(wěn)定。乙丙絕緣膠料的生產(chǎn)還會(huì)出現(xiàn)許多問(wèn)題，這就要求我們?cè)诮窈蟮墓ぷ髦胁粩嗵剿鳎粩嘟鉀Q，生產(chǎn)出高質(zhì)量的產(chǎn)品，更好地為電力行業(yè)服務(wù)。

［1］GB／T5013—2008 額定電壓450／750V及以下橡皮絕緣電纜［S］

［2］JB／T8735—2011 額定電壓450／750V及以下橡皮絕緣軟線和軟電纜［S］

［3］MT818—2009 煤礦用電纜［S］