VCV立式交联生产线 操作规程1.docx
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VCV立式交联生产线操作规程1
特变电工山东鲁能泰山
电缆有限公司电缆研究所
操作规程
芬兰VCV立式交联生产线
编号：
CG009-2003T
代替：
CG041-1999
2003年9月
共2第1页
本操作规程适用于芬兰VCV立式交联生产线10～220kV三层共挤交联电缆绝缘线芯等产品。
1.硫化过程描述及设备主要组成部分参数
1.1硫化过程描述
·交联电缆绝缘挤制是生产XLPE绝缘电力电缆的一个重要阶段。
绝缘、半导电层的挤出都在VCV全干式连续硫化线路内完成。
·该工艺过程包括导体预热、三层共挤、化学交联、循环氮气冷却。
硫化及冷却都在10巴氮气压力下进行的。
施加一定的压力是避免挤出层中出现气泡。
·硫化过程是当绝缘料温度超过130℃，过氧化物DCP分解并形成游离基，该游离基夺取聚乙烯分子中的氢原子，使聚乙烯主链上的某些碳原子变成活性游离基，两个大分子链上的游离基相互结合便形成－C－交联链，完成交联，同时释放出一些气体，这些气体在低压下会形成前面所述的气泡，交联反应随温度的升高而加剧。
这种交联一定要在高温和高压下才能进行。
除了在压力下冷却，所以进行连续性交联。
·交联度可利用溶剂萃取试验来测得，热延伸试验能直接测得形变情况。
·当加热温度很高时，则外半导电层会裂解，可剥离料要比不可剥离得敏感，热裂变是时间和温度的函数。
·电缆在出末端密封时，导体温度：
220kV高压电缆要低于50℃，66kV～132kV高压电缆要低于60℃，35kV中压电缆低于70℃，10kV低压电缆低于80℃。
·若使用水冷却，必须有一个中性区，中性区的作用是将冷却水与电加热区分开，同时它可以将电缆表面预冷却。
1.2设备主要组成部分及技术参数
电压范围：
10～220kV
生产规格：
铜120～2000mm2
批准：
会签：
校核：
审定：
标准化：
编制：
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铝150～2000mm2
电缆最大重量：
25kg/m
直径：
130mm
挤出厚度：
导体屏蔽0.4～2.5mm
绝缘2.0～35mm
绝缘屏蔽0.4～3.0mm
放线：
线盘侧板直径1200～3200mm
总宽最大2200mm
排线宽1800mm
线盘最大重量25000kg
储线器容量120m
轮径2000mm
导体最大直径80mm
辅助进线牵引夹紧长度1500mm
牵引力12kN
导体预热器冷却水
－耗量20升/分
－最高温度25℃
－最小压力4巴
导体温度Al180℃
Cu120℃
挤出机
1）导体屏蔽挤出机MPW8020D
螺杆直径80mm
长度20D
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操作规程
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最高转速48转/分
温控精度±1℃
最高连续产量35升/小时
2）绝缘挤出机MPW15024D
螺杆直径150mm
螺杆类型分离型
长度24D
最高转速40转/分
温控精度±1℃
最高连续产量250升/小时
3）绝缘挤出机MPW8020D
螺杆直径80mm
长度20D
温控精度±1℃
最高连续产量60升/小时
·EX-RAY8000壁厚及偏心测试集成
在EX-RAY8000与PSU之间进行数字传输，测量值输入到PSU菜单中，能分别设置报告。
·硫化设备
硫化管立式，有加压转环
加热区域数5
加热管直径250mm
管工作温度400℃最大值
冷却管直径250mm
管道总长约140m
立式管高约75m
冷却氮气或水
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氮气耗量（0℃1巴）8～12立方米/小时
系统设计压力400℃16巴
工作压力8～12巴
工作水耗量10立方米/小时
入口温度最高25℃
加热时间从20～220℃约17分
从220～400℃约15分
从20～400℃约32分
·加压转环直径3600mm
·在线应力消除特别冷却管直径250mm长60m
·履带牵引夹紧长度3000mm
牵引力45kN
·出线辅助牵引夹紧长度3000mm
牵引力12kN
·生产线速度最大25米
·收线线盘侧板直径2200mm～4500mm
总宽最大2200mm
排线宽1800mm
线盘最大重量2500kg
2.
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·
3
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检
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热空气干燥器料斗一般不用清除，但要检查防止料斗内材料块。
热空气发生器的循环气过滤器和料斗装料器的过滤器及灰尘分离器应根据需要进行维修、更换。
如果新加的材料与原来的材料有很大差别，料斗及装料器应彻底清除干净。
热空气干燥器的干燥时间有化合物的温度和干燥器容量来决定。
干燥温度都由化合物质量来决定，干燥时间及温度的推荐值见干燥器和化合物指导手册。
·机头及挤出机的准备工作
·机头的清洁
机头应在热状态时拆开，用刷子清洁。
分馏件应使用装用工具抽出，硝酸化的表面可用一铜刷轻刷。
在清洁时，要特别注意固定的锥形体、筒体及中心球面的清洁，不得损坏。
·机头模具
在机头装配前要检查一下模具的尺寸是否适合待生产电缆。
模具应无损伤，料流面光洁。
·三层共挤挤出机头、模具的计算说明
模芯1
导体与模芯1之间的间隙表
确定间隙时，导体质量如椭圆度及直径的变化也考虑在内。
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ds1=导体直径＋间隙（mm）
du=ds1+1.0（mm）L=（84-du）/0.73+38.5（mm）
模芯2
Tip2模芯
ds2=导体屏蔽直径（mm）
du=ds2+1.0（mm）L=（107.3-du）/1.3+29
模芯3
Tip3
电缆直径＜90mm时，使用较小的模芯3（直径100mm）
电缆直径＞90mm时，使用较大的模芯3（直径139mm）
较小的电缆可以修正一下较小的模芯3（＜100mm）
模套
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ds3=导体直径＋2×（导体屏蔽＋c×绝缘厚度＋绝缘屏蔽厚度）mm
L=（149.2-ds3）/1.30+3×（ds3-ds2）/2
对XLPEc=1.06
注意：
单层挤出ds2=ds1
3.4.3装配
·机头的匹配面及匹配零件都应洁净，用于导体的部位可用硅酮油润滑，除此以外机头装配不需用任何润滑剂。
·匹配的管道应固定紧密以防泄漏。
·导体引入机头之前，定心时，中心铛装配于模芯1内部象导体一样运作，用于排料。
3.4.4机头的预定心
·挤出机头应预定心，其目的是使机头处于中立性位置。
3.4.5挤出机的排料清洁
·一次开车完毕，挤出机应用开车料排料进行清洁，移开匹配器法兰及止板，将机身加热到正常运行温度。
·挤出机螺杆转速调到20～30转/分，运行5～10分钟，观察排料质量及出胶量，当正常排料时，可停止，为挤出机下次运行做好准备。
3.4.6移去螺杆进行清洁
·不必要的螺杆拆卸应避免，当出现下列情况时，需卸下螺杆
a.排料没有满意的效果；
b.挤出料不均匀和怀疑进料有结块；
c.挤出机已运行较长时间，并且一些材料已集中到螺杆螺纹的缓冲区边缘，应把这些凝结料磨去；
d.在高压或超高压电缆生产之前，挤出机螺杆应被卸下并仔细清除干净；
e.如果上一次运行的过滤网件看上去较脏。
·如果螺杆必须卸下来清洁，则应按下列步骤：
a.将挤出机的温度加热到挤出开始时温度，卸下连接法兰和止板；
b.用清洁料排料清洁，降低机身温度，直到化合物未融化就排料，同时应检查挤出机内应无遗留下来的原先用过的料；
c.螺杆在低速5～10转/分下运转；
d.将清洁料排空，这时可较容易地将螺杆卸下；
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注意：
当拆下或插上螺杆时，在机身末端始终要使用导向/保护环以防筒体或末端拉坏；
e.用黄铜刷打扫螺杆，然后将螺杆螺纹刃上的结料磨去，直到表面光滑（等效抛光表面）；
f.打磨后，整个螺杆用棉布蘸一点清洁剂（酒精）擦干净，螺杆表面应无磨痕。
注意：
不要使用任何油类清洁螺杆；
g.螺杆的螺纹齿部分应清洁干净，按入螺杆时无黄油粘在套筒内；
h.筒体内颗粒要用风吹干净；
i.检查一下进料箱的密封气垫有无损坏；
j.在轴承末端的螺旋内齿应使用石墨润滑脂进行润滑；
k.使用完清洁料后，料斗及进料箱必须严格清洁。
3.4.7插入螺杆
·当插入螺杆时，必须使用导向环进行保护。
·用XLPE生产时，如果挤出机必须停机，则内部的XLPE最大停留时间为10分钟，对高压电缆在开车时应考虑使用热塑性材料。
·螺杆开始排料时，材料从打开的机筒流出之前，螺杆转速不能超过5-8转/分，然后排料时间持续5-10分钟，转速20-50转/分（绝缘挤出机为15-20转/分）这一时间，可能出现的污染会从挤出机内排出。
·上述的排料可用剩余在挤出机内的开车料来进行。
·排料后，将过滤网装在止板上，后装配上匹配法兰。
3.4.8过滤网
·在筒体末端的前部，有止板。
在止板装有滤网，可防止污染物进入电缆，同时它还对材料形成足够的后压。
·装过滤网时，注意一组滤网中起支撑作用的滤网和经过滤作用的最稠密滤网都不可少，切每次运行完后必须更换一次。
·滤网选择规定如下：
注：
数值单位为网眼（网眼＝每英寸长度的线数）
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·上述工作完成后，挤出机待用，并将清洁的过程和时间做好记录。
3.5每年对材料斗及下料口上的原材料析出物做一次清理，并做好记录。
3.6每年对运输管道做一次清理并做好记录。
3.7每次运行高压电缆前对冷却管道清理一次，并做好记录。
3.8每年对交联管进行一次清污，并做好记录。
4.开车前的准备工作
·材料干燥处理必须在开车使用之前4小时进行。
干燥料斗应装满材料。
·每次用剩的绝缘料应将密封塑料包装薄膜重新扎紧，保持绝缘料不受潮。
·机头加热应在生产前大约3小时开始，加热区的设定温度为120℃，在开始之前2小时对挤出机进行加热，并根据生产材料的适宜温度来设定温度，对是相同融融指数的材料可以设定相同的温度。
·材料区域温度设定举例
材料型号
设定温度
最大融体温度℃
HFDA-4201SC
Z1:
60～70
Z2～Z5:
118～120
适配器：
118～120
十字头：
120
135
LE4201S
Z1:
90
Z2～Z4:
118
Z5:
120
适配器：
120,十字头：
120
LE0500
Z1:
60～70
Z2～Z5:
118～120
适配器：
118～120
十字头：
120
145
HFDA-0801BK55EC
Z1:
90
Z2～Z4:
118
Z5:
120
适配器：
120
十字头：
120
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4.3预热器
·导体温度（生产）应输入到NCC硫化计算程序内，铜、铝所需最大预热温度：
Cu=100℃
Al=150℃
·生产期间，在控制板上调节预热，并在机头前用一表面温度计测导体实际温度。
当线速逐渐上升，预热器功率会跟随线速上升，但为安全起见，应过一会检查一次导体温度。
注意：
－检查流向变换器的冷却水。
－检查水流量是否足够高，冷却水温度是否在制造商推荐值范围内。
－检查感应线圈应适合生产导体并正确固定。
4.4运行参数
·运行参数大部分都在NCC硫化计算程序内建立。
·某些生产线结构参数，像加热和冷却长度等都已输入到程序中，这些参数不能修改。
·当建立一新的工作程序时，输入电缆材料、结构及有关可变的所有信息，程序会计算出运行参数，如线速、加热区加热分布、挤出机挤出量等。
当使用“Normal（正常）”模式时，程序会告诉有关线速度的限制因素。
·电缆按生产速度在硫化管内运行，硫化管温度分布取决于电缆表面材料和管本身所允许的最高温度。
·一般情况下，对高压及超高压电缆，在氮气中半导电化合物允许最高表面温度大约为275℃，对中压电缆不可剥离半导电料，最高表面温度为280℃。
·硫化管温度的最大值400℃。
4.5机头定心
·三个挤出层由螺钉调节定心，绝缘及导体屏蔽的调节螺钉在后侧（电缆入口侧），绝缘屏蔽的调节螺钉在机头（电缆出口端），对每层，有4个内六角螺钉，螺距1mm。
·当开始排料或电缆运行之时，电缆挤出层不均匀，则需要调节，每层调节都相似。
·开始时，在相应的电缆层最薄处将螺钉逆时针旋转（松开），然后，在最薄一侧将螺钉顺时针转动，修正时最初为60～90℃，修正顺序为：
导体屏蔽、绝缘屏蔽、绝缘，最后上紧所有的螺钉。
5.开始运行
·引线应提前穿线好，线末端与伸缩套之上机头之间的距离大约0.3～0.4米。
·当线张紧时，计算一下电缆重量以备后用，生产过程中的一般正常引力是电缆重量的1.3倍。
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·在一定生产速度下计算出的挤出机转速值通过PSU输入到LCU中，如果PSU不适宜，则可在第6步之后通过挤出机RPM电位计输入。
·按下DRAIN打开管通风，下密封及汽水阀盖关闭。
·打开挤出机料斗滑动部分，材料转移系统开始运作。
·SYNCHRON按钮被按下，生产中的线速度可以在线速度显示器上显示出来。
·挤出机驱动打开。
·挤出机rpm／s通过旋动MASTER-电位计，升至4转／分。
·导体屏蔽的挤出机速度升至8转／分，以保证半导电材料首选从机头出来。
·当所有的挤出层从机头出来时，导体屏蔽挤出机的转速调至低于原始值。
·机头定心，挤出机的rpm／s由MASTER电位计调低。
·按下TUBE HEAT键开始管道加热。
·移去定心销。
·导体从机头拉出，导体与引线相连。
·按RUN键和调节张紧电位计将线张紧，电缆张力可以从位置控制显示上观察到。
·如果使用水冷却循环，可打开。
·运用LINE-SPEED-电位计将速度调至0.1米／分,挤出机rpm／s使用MASTR-电位计升高，在接头之上挤出一塑料管，用手将该塑料管牵拉超过接头，以便它接触到引线电缆的绝缘部分，便可防止水或气体进入导体，为将接头保护好，应仔细用带包扎。
但应注意接头处外径不能比电缆直径大。
·旋转LINE-SPEED-电位计两转增加线速度，以适合MASTER设定值，线速度可以从线速度显示器上看出。
·为检验绝缘屏蔽的厚度，可以切下一表面，若偶尔切得太深，则需用包带扎好。
·关闭伸缩套。
·按下SUPPLY，管加压。
·按下START，生产线开始自动硫化。
·当开始启动状态后（START-键停止闪亮）计长仪重新设定。
·检查一下密封的紧密程度。
·对截取的第一个电缆产品，检查电缆内屏蔽表面光滑程度（硅油试验），检查电缆结构尺寸，需要调整的立即进行。
并取样检查电缆绝缘的热延伸。
6电缆生产
6.1在生产中，所有的生产参数应由计算机收集起来，如果无数据收集系统，应记录下来。
这样，对
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一些工艺问题的原因很容易追踪到。
·若有报警，则应立即查找到原因。
·原材料是否适宜应不时地检查。
·检查副产品的收集情况，并排出。
·检查末端密封情况。
·导体预热温度应不时测量。
6.2电缆质量跟踪
·生产中对每盘电缆都应检查其质量情况。
电缆的圆整度、偏心度、表面质量等。
若需采取措施应立即采取。
·应使用厚度及偏心在线检测系统。
·决定电缆交联度时，应进行热延伸试验。
7停机
7.1停机准备
·生产长度实现后，应做好以下工作：
a.清洗料及开车料备好；
b.下次运行用的导体或引线准备好；
c.挤出机的启动工具和清洁机头的工具应准备好。
7.2停机方法
·估计好这次运行还需要的导体长，若储线器已缠绕好，则关闭放线。
·放线盘更换为下次使用的导体或引线。
·放线转换到自动模式。
·挤出机料换成清洁料。
·当清洁料已注入挤出机后，挤出机和机头的END键可按下。
·线速减至结束速度，结束速度可为0.1米／分。
·按下END键后生产的电缆不能使用，即生产总长为按下按钮时的值。
·硫化时间和结束冷却时间一过，生产线自动排水，管温度低于70℃。
·伸缩管在生产线降压后可打开。
·生产线停止。
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·在机头之后切断导体。
·模套衬套打开，启动绝缘挤出机，推出模套，挤出机停止。
·从机头内拉出导体。
·打开机头与挤出机连接接头并立即清洁。
打开挤出机法兰，清洁机头。
·若螺杆未移出，可试运行下次使用的开车料。
进一步详见3.4部分。
8.故障状况
8.1供电故障
·供电发生故障后，生产线停止运行。
甚至瞬间的电源故障也会引起生产线的停机，从挤出机释放的余压会在挤出机模具前推出一团料，比电缆粗得多，无法通过下密封支撑法兰。
因此，要释放压力，打开密封。
·如果没有辅助电源设施来保证加热区的正常冷却，只有等待。
当生产线已停止，挤出的疙瘩将会使管内压力保持几分钟后，氮气会开始泄露到主机房内。
因此，不能有人站在挤出机旁边，安排好通风，戴好耳罩。
·当停电过后，应立即启动氮气热交换的水泵，加热区的冷却循环，储线器、放线架、收线架（电源故障时，牵引轮、履带牵引开着，则应关闭）。
·如果停电故障在10～15分钟内迅速修好，物料还不会凝固，绝缘挤出机也可以启动，但要仔细压力增加情况：
如果压力很快达到600～700巴，挤出机要马上关闭。
如果不是这样，让挤出机以2～4转/分的速度进行10～20秒后，启动生产线，然后按正常步骤进行生产。
·如果供电没有很快恢复，在机头内和连续部位的粘接料就无法消除，连接管应尽快打开。
压力会从机头里泄露，应安排好通风。
·当停电故障排除后，采取下列措施：
加热区完全冷却下来后，把管中剩余压力放出。
·挤出机立即加热后，便进行排料，清洁。
·如果一台或几台挤出机螺杆不能转动，电机电流还未达到极限，这时把温度升高10～20℃，注意如果螺杆不转，则电机电流将达到最大值，这种状况不能保持时间过长。
·如果挤出机还不能启动，可逐渐升温直到170℃，使化合物可以移动，时间不超过30分钟。
·机头可以卸下来进行清洁。
清洁时，光将它们彻底冷却，然后快速加热，将机头上的塑料表层熔化清理下来。
8.2紧急停机
如果生产线停止运行，报警中心发出报警，告知某处紧急停车按扭已按下，应查明原因。
重新启动生产线步骤如下：
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·将紧急停机按扭复位。
·重新启动储线器、放线及收线。
·慢慢启动绝缘挤出机和生产线。
·进入正常运行。
（加热区自动关闭冷却）
8.3电源断开
8.3.1在上牵引之前断开
·如果时间允许，首先要进行减速。
在导体末端到达上牵引盘之前，生产线必须停机。
利用绝缘挤出机挤出“疙瘩”，可保持管内压力，但不要挤出太多，否则化合物会充满伸缩套管。
8.3.2在上牵引与机头之间断开
·生产线立即停止，但是不能使用紧急停机按扭。
·开动加热区的冷却系统。
·管内压力利用挤出机象8．3．2那样将其保持在硫化管内。
·如果导体末端已进入了管中，所有管内的电缆或许会从下密封中冲出。
这样硫化管内的压力也会放出来。
8.3.3在机头和张力轮之间
·必须立即停下。
·开动加热区的冷却。
·停在热的管中的电缆将会很快熔化并粘到硫化管上，只有管子完全冷却下来才能清除。
步骤如下：
a.将管加热到150℃。
b.仔细地牵拉，牵引力控制在不会再次断开。
（小电缆应用水拉）
c.如果电缆还未松开，温度要逐步上升，在此情况下硫化管通风系统要关闭，以防止进入氧气引起燃烧。
·如果电缆绝缘着火，将氮气吹入硫化管中，这样会灭火（注意：
伸缩套管的限位开关应处于闭合位置，否则氮气阀打不开）。
8.4挤出机内材料短缺
8.4.1导体屏蔽挤出机
·在没料时挤出机应立即停止。
因材料用完时，挤出机内部的料流停止，并有可能初步交联，因此建议停机清洁。
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·找出材料短缺的原因，记下无导体屏蔽的米数。
8.4.2绝缘挤出机
·料斗内材料块用完时，要降低生产速度并加料。
·如果挤出机内所有材
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