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电缆塑料挤出工艺技术大全

来源: 线缆招聘网 发布时间:2018-04-16 15:49:25浏览次数:417次

  1. 聚乙烯和聚氯乙稀绝缘

  电线电缆的塑料绝缘一般采用直接挤包或抽真空挤包两种。挤包的绝缘层应紧密均匀的连续包在各种导电线芯上,其挤包厚度应保证工艺规定的塑料厚度。绝缘层的工艺厚度应符合并满足各种电线电缆相应的国家标准(或IEC标准)中对绝缘层标称厚度的要求。对有导体屏蔽要求的,其挤包的内导电层的厚度应不包括在绝缘层厚度内;测量绝缘层厚度六点的平均值应不小于标称值,而测出绝缘层最薄点值可以低于标称值,但不应小于工艺规定厚度标称值的90%-0.1mm。

电缆塑料挤出

  2. 绝缘线芯质量要求

  绝缘线芯挤包层经水槽冷却后,应经直流火花试验,检验绝缘层是否有质量缺陷,若线芯被击穿则应进行修复。绝缘不得有连续的竹节、波浪及偏芯;绝缘表面应平滑、平整,无疙瘩或塌坑;绝缘层横断面上应没有肉眼可见的气泡、气孔、夹杂和砂眼;塑料绝缘不应有塑化不均匀和焦烧等现象,绝缘线芯内挤制时不得进水,以免影响电气性能,绝缘线芯的识别标志应首尾一致。

  3. 护套

  (1)塑料挤出的护套表面应光洁圆整,护套横断面无肉眼可见的气泡、夹杂及砂眼等缺陷,护套挤包层应连续完整,挤包的护套厚度应满足工艺规定的标称厚度。其护套的标称厚度尺寸应符合各种电线电缆相应的国家标准的要求。

  (2)直接挤包在光滑表面的塑料护套,如单芯电缆,不加塑料薄膜绕包带者,其护套的平均厚度应不小于标称值,测出任一点的最小厚度应不小于标称值的85%-0.1mm。

  (3)直接挤包在非正规圆柱形表面的塑料护套,如在缆芯有绕包带、金属铠装、皱纹金属套上挤包外护套,测出任一点的最小厚度应不小于标称值的80-0.2mm。

  (4)塑料电线电缆的外护套表面,在挤塑过程中,必须进行打印厂名、型号、规格、制造长度、制造年份等永久性的识别标志。。其识别标志的打印方法可采用字轮字块凸字压印在护套上,或采用色带字块热印在护套表面上,或采用油墨喷印,印字要清晰完整连续。

  (5) 塑料护套出现缺陷时允许进行修补。

  一、塑料挤出工艺的技术要求

  1、聚乙烯和聚氯乙稀绝缘

  电线电缆的塑料绝缘一般采用直接挤包或抽真空挤包两种。挤包的绝缘层应紧密均匀的连续包在各种导电线芯上,其挤包厚度应保证工艺规定的塑料厚度。绝缘层的工艺厚度应符合并满足各种电线电缆相应的国家标准(或IEC标准)中对绝缘层标称厚度的要求。对有导体屏蔽要求的,其挤包的内导电层的厚度应不包括在绝缘层厚度内;测量绝缘层厚度六点的平均值应不小于标称值,而测出绝缘层最薄点值可以低于标称值,但不应小于工艺规定厚度标称值的90%-0.1mm。

  2. 绝缘线芯质量要求

  绝缘线芯挤包层经水槽冷却后,应经直流火花试验,检验绝缘层是否有质量缺陷,若线芯被击穿则应进行修复。绝缘不得有连续的竹节、波浪及偏芯;绝缘表面应平滑、平整,无疙瘩或塌坑;绝缘层横断面上应没有肉眼可见的气泡、气孔、夹杂和砂眼;塑料绝缘不应有塑化不均匀和焦烧等现象,绝缘线芯内挤制时不得进水,以免影响电气性能,绝缘线芯的识别标志应首尾一致。

  3. 护套

  (1)塑料挤出的护套表面应光洁圆整,护套横断面无肉眼可见的气泡、夹杂及砂眼等缺陷,护套挤包层应连续完整,挤包的护套厚度应满足工艺规定的标称厚度。其护套的标称厚度尺寸应符合各种电线电缆相应的国家标准的要求。

  (2)直接挤包在光滑表面的塑料护套,如单芯电缆,不加塑料薄膜绕包带者,其护套的平均厚度应不小于标称值,测出任一点的最小厚度应不小于标称值的85%-0.1mm。

  (3)直接挤包在非正规圆柱形表面的塑料护套,如在缆芯有绕包带、金属铠装、皱纹金属套上挤包外护套,测出任一点的最小厚度应不小于标称值的80-0.2mm。

  (4)塑料电线电缆的外护套表面,在挤塑过程中,必须进行打印厂名、型号、规格、制造长度、制造年份等永久性的识别标志。。其识别标志的打印方法可采用字轮字块凸字压印在护套上,或采用色带字块热印在护套表面上,或采用油墨喷印,印字要清晰完整连续。

  (5) 塑料护套出现缺陷时允许进行修补。

  二、塑料挤出的速度

  由塑料挤出机物料输送和均化段粘流体的流率分析可知,塑料流率(即挤出速度)和螺杆转速成正比,由于调节方便,螺杆转速是挤出过程中表征挤出速度的重要操作变量。因此,在一般情况下,提高螺杆转速是现代塑料挤出机提高生产能力,实现高速挤出的重要手段。但对塑料熔融长度分析得知,螺杆转速增加,一方面由于增强剪切作用,使粘性耗散热量增加;另一方面,在没有机头压力控制的情况下,螺杆转速增加,流率增加,物料在机内停留的时间缩短。而且后者的影响超过前者,会因熔融长度延长至均化段而破坏正常的挤出过程。所以需要增加螺杆转速来提高挤出速度时,还必须增加加热温度或采用控制机头压力才能达到目的。

  塑料挤出速度或塑化的好坏与使用的塑料材质和温度控制有关,各种塑料的塑化温度有所不同。如果要快速挤出塑料,只有材质优良,温度适当,才能实现。另外,挤出速度与挤出厚度也有密切关系,正常挤出过程中,出胶量大,挤出速度慢;反之,挤出速度就快,在保证质量的前提下,可适当提高挤出速度。

  三、牵引速度

  挤包制品是由牵引装置拖动通过机头的,为保证产品的质量,要求牵引速度均匀稳定,与螺杆转速协调,以保证挤出厚度和制品外径的均匀性。如果牵引速度不稳定,挤包层易形成竹节状,而牵引过慢时挤出厚度大,且发生堆胶或空管现象;牵引速度过快时,易造成挤出拉薄拉细,甚至出现脱胶漏包现象。所以正常挤出过程中,一定要控制好牵引速度。

  四、塑料挤出工艺中的冷却

  塑料挤出工艺制度中的冷却也是很重要的一项。一般分成螺杆冷却、机身冷却,以及产品的冷却。

  1.螺杆的冷却

  螺杆冷却的作用是消除摩擦过热,稳定塑料挤出压力,促使塑料搅拌均匀,提高塑化质量。但其使用必须适当,尤其不能过甚,否则机筒内塑料熔体骤然冷却,会导致严重事故的发生。而螺杆冷却在挤出前是绝对禁止使用的,否则也会酿成严重的设备事故。

  2. 机身的冷却

  机身冷却的作用是增加机筒散热,以此克服摩擦过热形成的升温,因为这一温升在塑料挤出过程中,甚至在切断加热电源后也不能停止,从而使合理的温度不能得以长期维持,必须增加散热,而使机筒冷却下来,以维持挤出过程中的热平衡。机身冷却是分段进行的,主要以风机冷却为主,考虑到机身各段的功能不同,对均化段冷却的使用尤其注意。

  3. 产品的冷却

  产品冷却是确保制品几何形状和内部结构的重要措施。塑料挤包层在离开机头后,应立即进行冷却,否则会在重力作用下发生变形。对于聚氯乙稀等非结晶材料可以不考虑结晶的问题,塑料制品可采用急冷方法,用水直接冷却,使其在冷却水槽中冷透,不再变形。而聚乙烯,聚丙烯等结晶型聚合物的冷却,则应考虑到结晶问题,如果采用急冷方法,会给塑料制品组织带来不利的影响,产生内应力,这是导致产品日后产生龟裂的原因之一,必须在挤塑工艺中予以重视;聚乙烯、聚丙烯等结晶型塑料的挤包层宜用逐步降温的温水冷却方法来进行,一般视设备辅机设施而定,冷却水槽应分段分节,水温可由塑料挤包层进入第一段水槽的75℃~85℃温度开始,逐段降低水温,直至室温,各段水温的温差越小越合理。

  五、电缆工艺技术之塑料挤出温度

  在塑料的挤出过程中,物料聚集态的转变以及决定物料流动的粘度都取决于温度,因此,温度是塑料挤出工艺中最重要的工艺参数。

  由于温度影响着塑料的熔融过程和熔体的流动性,因此挤出温度就和挤出工艺制品的质量有着密切的关系。有研究指出,低温挤出有以下优点:保持挤出塑料层的形状比较容易;由于挤包层中热能较小,缩短了冷却时间;此外温度低还会减少塑料降解,这对聚氯乙稀是很重要的。但挤出温度过低,会使挤包层失去光泽,并出现波纹、不规则破裂等现象;另外温度低,塑料熔融区延长,从均化段出来的熔体中仍夹杂有固态物料,这些未熔物料和熔体一起成型于制品上,其影响是不言而喻的。温度对产品的物理性能影响是复杂的,电缆乙烯类塑料绝缘层抗张强度与挤出温度有关,对应于最大抗张强度有一最佳挤出温度。提高低密度聚乙烯护套的挤出温度,能提高抗应力开裂强度。但也应当指出,挤出温度过高,易使塑料焦烧,或出现“打滑”现象;另外温度高挤包层的形状稳定性差,收缩率增加,甚至会引起挤出塑料层变色和出现气泡等。

电缆塑料挤出

  挤出物料的热量来自机筒加热和螺杆旋转剪切的粘性耗散和摩擦。前者在运行初期是很重要的,后者在运行稳定后是主要的。升高机筒温度很自然的会增加从机筒到塑料的热交换。在挤出稳定运行后,螺杆旋转剪切变形的粘性耗散和摩擦热量,常常会使塑料达到或超过所需温度。此时机内控制系统切断加温电源,挤出机进入“自然挤出”过程,并应视情况对机筒和螺杆进行冷却。实践经验指出,冷却螺杆还有助于改善挤出质量,但同时也降低了挤出流率。改善质量是由于冷却使螺杆均化段的有效槽深减少,增强了剪切作用。挤出过程中温度不是孤立的,在流率不变,螺杆转数不变时,增加挤出温度会使挤出压力降低。在低流率下,温度对压力的影响是很明显的,但影响会随流率的增加而逐渐减少。挤出温度增加,还使所需螺杆的功率也降低了。

  由于塑料品种的不同,甚至同种塑料(如聚乙烯)由于其结构组成的不同,其挤出温度控制不尽相同。如下表,列出了电线电缆生产中几种塑料的挤出温度,应指出表中操作温度的比较,只有对同一设备才有意义。设备不同,机筒壁厚薄不一样,测温点的深浅不一样,而且测温仅是测机筒和机头的温度,与物料的实际温度也不一样,应随时观察挤出过程中塑料的塑化质量,并调节温控,所以表中所示的挤出温度仅供参考。

  塑料挤出温度

  塑料品种加料段熔融段均化段机脖机头模口

  聚氯乙稀130~140℃150~170℃175~180℃170~180℃170~175℃170~180℃

  聚氯乙稀150~160℃160~170℃175~185℃175~180℃170~175℃170~180℃

  聚乙烯140~150℃180~190℃210~220℃210~215℃200~190℃200~210℃

  聚乙烯130~140℃160~170℃175~185℃170~180℃170~175℃170~180℃

  氟-46260℃310~320℃380~400℃380~400℃350℃250℃

  加料段采用低温,这是由加料段承担的“任务”决定的,加料段要产生足够的推力,机械剪切并搅拌混合,如温度过度,使塑料早期熔融,不但导致挤出过程中的分解,而且引起“打滑”,造成挤出压力波动,并因过早熔融,而致混合不充分,塑化不均匀,所以这一段温度一般用低温。

  熔融段的温度要有幅度较大的提高,这是因为塑料在该段要实现塑化的缘故,只有达到一定的温度才能确保大部分组成得以塑化。

  均化段的温度最高,塑料在熔融段已大部分塑化,而其中小部分高分子组成尚未开始塑化,就进入均化段,这部分组成尽管很少,但其塑化是必须实现的,这时其塑化的温度往往需要更高。因此,均化段的挤出温度有所升高是必要的,有些时候,可以维持不变,而赖以塑化时间的延续,实现充分塑化。

  机脖的温度要保持均化段的温度或稍有降低,这是因为塑胶挤出筛板变旋转运动为直线运动,而且由于筛板上的孔将塑胶熔体分散为条状物,在进入机头时必须在其熔融状态下将其彼此压实,显然温度下降太多是不行的。

  机头承接已塑化均匀且由机脖压实的熔体塑料,起继续挤压使之密实之作用,塑胶在此有固定的表层与机头内壁长期接触,若温度过高,势必出现分解甚至是焦烧,特别是在机头的死角处,因此机头温度一般要下降。

  目前挤出机中模口采用的温度升高、降低都有实例,一般模口温度升高可使表面光亮,但模口温度过高,不但会造成表层分解,更会造成成型冷却的困难,使产品难于定型,易于下垂自行形变或压扁变形。

  因此,尽管各种塑料的挤出温度的控制高低不一,但都有一个普遍的规律,即从加料段起到模口止,都有一个温度从低-高-低的变化规律。如果挤出过程中温度控制的不合适,塑料就会产生很多缺陷,影响挤出制品的质量。

  六、挤塑工序原材料的处理

  电线电缆绝缘和护套用塑料主要为PVC、PE、XLPE等。对原材料处理的最基本要求有以下几点:

  1)去除塑料中过量的水分或潮气。

  2)去除固体杂质。

  3)均匀混入某种塑料和配合剂。

  1.干燥

  塑料中含有水分或塑料受潮,不仅会影响挤出过程的正常进行,还会影响产品的质量。因为水分在挤出过程中受热转变为水蒸气,在成品塑料层中产生许多气泡,它不仅会影响绝缘和护套的机械性能,更为严重的是它将降低绝缘耐电强度,所以绝缘应严格控制其含水量。

  2.去除固体杂质

  为保证电线电缆产品的电气绝缘性能,必须对原材料中的机械杂质进行严格控制。为此,除对电缆料生产厂提出较高的要求外,还应搞好生产环境的卫生,避免在生产中混入新的杂质,在机头处装过滤网滤除已混入的杂质,对于要求较高的产品,挤出机应安装真空密闭料斗,并在机头前装有线芯去污装置。

  3.混合配合剂

  鉴于目前电缆料的供应情况,某些批量小,特殊要求的塑料,要常在电缆厂加工,较完善的办法是,在捏合机上进行混合,然后在塑化挤出机上进行塑化造粒。对于要求不高的产品也可以在装有搅拌器的加料斗内进行。

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