[科普] 什么是交聯(lián)工藝

發(fā)布時(shí)間：2019-05-10 14:40:51   

1. 交聯(lián)基本原理

為了使聚乙烯提高耐溫等級(jí)，我們可以采用化學(xué)或物理的方法使其變成體型分子結(jié)構(gòu)，這就叫交聯(lián)。

化學(xué)法交聯(lián)就是在聚乙烯中加入一定量的交聯(lián)劑（常用過氧化二異丙苯——DCP），在加熱到一定溫度時(shí)迅速分解生成游離基，游離基不穩(wěn)定，它奪取聚乙烯分子中的氫，使聚乙烯分子變成大分子游離基，它們的相互結(jié)合就形成了體型分子結(jié)構(gòu)。

2. 交聯(lián)度與工藝參數(shù)

交聯(lián)度是電纜熱性能的一個(gè)重要指標(biāo)。一般采用熱延伸法測量（200℃下承載20牛頓/厘米，15分鐘時(shí)的伸長率）。

⑴ 溫度

交聯(lián)過程是在硫化管的加熱段內(nèi)完成的，硫化管的溫度越高，交聯(lián)度也越高（其它因素不變時(shí)）。一般來講，考慮到各種因素，干法交聯(lián)的硫化管溫度在290~310℃左右為宜。

⑵ 線速度

很顯然，線速度越高，生產(chǎn)效率也越高，但交聯(lián)度會(huì)變低（其它因素不變時(shí)）。一般來講，線速度受以下幾個(gè)因素控制：

① 額定電壓：電壓越高，絕緣越厚，交聯(lián)速度越慢，因此線速度越受限制。

② 電纜規(guī)格：截面越大，要求擠出機(jī)的出膠量越大，因此線速度不能太快。

③ 冷卻水溫和水位：冷卻水溫低、水位高，對(duì)冷卻有利，但對(duì)交聯(lián)度不利。

④ 硫化管：溫度越高、管路越長，線速度越可加快。

⑶ 擠出溫度

擠出溫度主要取決于原材料的配方。要求擠出的材料既充分塑化又沒有先期交聯(lián)。

3. 屏蔽與絕緣層的擠包

⑴ 內(nèi)屏蔽層的擠出

l 擠出溫度

內(nèi)屏蔽料分為交聯(lián)型和非交聯(lián)型兩種。前者溫度控制要求更高。由于材料、設(shè)備的不同，擠出溫度也有差異。但擠出溫度的選擇原則是：

① 總原則：要求擠出的材料既充分塑化又沒有先期交聯(lián)。

② 加料段：溫度不宜過高。以免料粒過早軟化或粘連，造成出膠量減少或不均。

③ 導(dǎo)膠管：溫度不宜過低。否則機(jī)身壓力過大，易損壞設(shè)備。

內(nèi)屏蔽擠出參考溫度（±5℃）

由于內(nèi)屏蔽料伸長率較小，擠包要求緊密，表面要求圓整，故采用擠壓式模具。

內(nèi)屏蔽層應(yīng)均勻，表面光滑、無明顯絞線凸紋，不應(yīng)有尖角、顆粒、燒焦、擦傷痕跡。厚度以工藝性良好，經(jīng)濟(jì)合理為準(zhǔn)，一般取0.5~0.8mm。

l 模具選擇（擠壓式）

內(nèi)屏蔽層模芯孔徑D1 = 導(dǎo)體直徑d +（0.3～0.6）

孔徑過大，易造成偏心；孔徑過小，易產(chǎn)生竹節(jié)。

內(nèi)屏蔽層模套孔徑D2 = 導(dǎo)體直徑d + 2 × 內(nèi)屏蔽層厚度t1

⑵ 絕緣層的擠出

l 擠出溫度

絕緣料為交聯(lián)聚乙烯。由于材料、設(shè)備的不同，擠出溫度也有差異。擠出溫度的選擇原則與內(nèi)屏蔽層相同。

絕緣擠出參考溫度（±5℃）

絕緣層要求無氣泡、雜質(zhì)等；厚度六點(diǎn)平均值不小于標(biāo)稱值，最薄點(diǎn)不小于標(biāo)稱值的90%－0.1。

l 模具選擇（擠壓式）

絕緣層模芯孔徑D3 = 內(nèi)屏蔽后直徑D2 +（0.5～0.8）

孔徑過大，絕緣易形成“耳朵”；孔徑過小，易刮傷內(nèi)屏蔽層。

絕緣層模套孔徑D4 = 內(nèi)屏蔽后直徑D2 + 2×絕緣層厚度t2 + 2×模芯嘴厚度δ

對(duì)于三層共擠設(shè)備：

絕緣層模芯孔徑D3 = 內(nèi)屏蔽層模套孔徑D2

絕緣層模套孔徑D4 = 內(nèi)屏蔽后直徑D2 + 2×絕緣層厚度t2 + 2×模芯嘴厚度δ

⑶ 外屏蔽層的擠出

l 擠出溫度

外屏蔽層采用半導(dǎo)電絕緣屏蔽料。由于材料、設(shè)備的不同，擠出溫度也有差異。擠出溫度的選擇原則與內(nèi)屏蔽層相同。

絕緣屏蔽擠出參考溫度（±5℃）

外屏蔽層應(yīng)均勻，表面光滑、無明顯絞線凸紋，不應(yīng)有尖角、顆粒、燒焦、擦傷痕跡。厚度以工藝性良好，經(jīng)濟(jì)合理為準(zhǔn)，一般取0.5~0.8mm。

l 模具選擇（擠壓式）

外屏蔽層模芯孔徑D5 = 絕緣后直徑D4 +（0.5～0.8）

孔徑過大，易造成偏心；孔徑過小，易產(chǎn)生竹節(jié)。

外屏蔽層模套孔徑D6 = 絕緣后直徑D4 + 2×外屏蔽層厚度t2 + 2×模芯嘴厚度δ

對(duì)于三層共擠設(shè)備：

外屏蔽層模芯孔徑D5 = 絕緣層模套孔徑D4

外屏蔽層模套孔徑D6 = 絕緣后直徑D4 + 2×外屏蔽層厚度t2 + 2×模芯嘴厚度δ

4. 交聯(lián)工藝（干法）

干法交聯(lián)設(shè)備與濕法交聯(lián)設(shè)備基本相同，只有交聯(lián)管路的加熱方式不同，干法交聯(lián)是采用電熱輻射加熱。

干法交聯(lián)管道溫度與線速度、管道加熱段長度、冷卻段長度、電纜規(guī)格等密切相關(guān)。

    交聯(lián)管加熱段溫度控制范圍參考表（±10℃）

干法交聯(lián)因?yàn)榧訜釡囟容^高，高聚物會(huì)發(fā)生氧化降解，因此需要惰性氣體加以保護(hù)。氮?dú)庥捎趤碓簇S富、價(jià)格便宜而被廣泛采用。

交聯(lián)型屏蔽料，特別是絕緣料中含有交聯(lián)劑（過氧化二異丙苯），在高溫下的分解產(chǎn)物及交聯(lián)副產(chǎn)物等小分子會(huì)變成氣體，如果沒有壓力的控制，就會(huì)形成較大的氣泡，所以，交聯(lián)反應(yīng)一定要在壓力下進(jìn)行，一般在0.7~1.2MPa。

5. 開停車程序

⑴ 開車前準(zhǔn)備

① 選擇封閉墊及配模：按生產(chǎn)的電纜規(guī)格準(zhǔn)備好上、下封閉墊和模具，并裝機(jī)。

② 擠出機(jī)加熱及保溫：為使擠出機(jī)溫度滿足工藝要求，應(yīng)提前3～4小時(shí)升溫。

③ 穿牽引線：將牽引線從上牽引引至下密封，并繞在下牽引輪上，連接在收線盤上。

④ 導(dǎo)線接頭：將導(dǎo)線與引線用接頭鋼管（最好是銅管）液壓連接，放線盤升到位，張力適當(dāng)，儲(chǔ)線器儲(chǔ)滿導(dǎo)線。

⑤ 牽引與收線：按工藝要求選擇上、下牽引，輔助牽引，收線的檔位。

⑥ 屏蔽料干燥：屏蔽料應(yīng)在使用前進(jìn)行干燥，溫度40～60℃，時(shí)間為4小時(shí)以上。

⑦ 收線：按計(jì)劃長度選擇收線盤，調(diào)好排線節(jié)距、限位、排線導(dǎo)輪的角度。

⑵ 開車

① 走線：調(diào)好上、下牽引，并使其同步。

② 張力調(diào)節(jié)：調(diào)節(jié)下牽引使導(dǎo)線張力適當(dāng)，投入懸控器，當(dāng)懸控器指示為零或擺動(dòng)不大時(shí)，意味著張力調(diào)好。調(diào)好收放線張力。

③ 擠出機(jī)啟動(dòng)：走線后先啟動(dòng)內(nèi)屏蔽機(jī)，調(diào)好后分別啟動(dòng)絕緣和外屏蔽機(jī)，當(dāng)各層厚度、偏心度外觀質(zhì)量調(diào)好后，（待牽引線出下封后）將下封閉封好。

④ 水氣工藝：開啟水泵使冷卻水進(jìn)入冷卻管道。

⑤ 封上封閉器：擠出機(jī)調(diào)整完畢后可封上封閉器。

⑥ 交聯(lián)管加熱：按給定工藝溫度加熱管道。

⑦ 供氮：按操作程序和工藝規(guī)定供氮。

⑧ 成品標(biāo)記：當(dāng)溫度、壓力符合工藝要求時(shí)，在下封閉處作出標(biāo)記，X（60）米后為成品。

⑨ 啟車完畢：將成品線收在線盤上，調(diào)好速度和排線節(jié)距，轉(zhuǎn)入正常生產(chǎn)。

⑶ 停車

① 停止交聯(lián)管加熱電源。

② 分別將擠出機(jī)停止供料。

③ 把水位調(diào)到控制范圍的最高位置。

④ 停止供氮，降低擠出機(jī)轉(zhuǎn)速，減小電纜外徑，釋放氮?dú)?，氮?dú)夥磐陼r(shí)全線停車。

⑤ 管道內(nèi)壓力為零時(shí)，打開連鎖裝置和上封閉器。

⑥ 作出成品標(biāo)志，將帶絕緣的廢線走出管路。

⑦ 停水泵，放掉冷卻水。

⑧ 擠出機(jī)按規(guī)定清理。

⑨ 關(guān)閉所有開關(guān)、閥門。