关于电缆料使用方面的若干问题讨论.doc

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关于电缆料使用方面的若干问题讨论

一、关于原材料的进厂检验判定问题

这里主要是指材料机械性能检验试样制备过程的试片压制及测试环境温度，对于PE、PVC等流动性好的材料，一般不存在问题。

主要是低烟无卤阻燃料的原始（老化前）机械性能和氧指数测试。

我们想就多年来所遇到的一些有关测试过程问题谈一点看法：

1．影响低烟无卤阻燃材料机械性能检测的因素

l低烟无卤阻燃料模压试片时的模压温度：

对于低烟无卤阻燃料的试片模压温度，目前尚无统一的标准规定，不同行业标准规定的模压温度也不同。

例如：

通信行业标准YD/T1113-2001中规定的模压温度为140℃，机械行业标准JB/T10707-2007中规定的模压温度为165～180℃。

由于低烟无卤阻燃材料的熔融温度较低，90℃左右即软化，100℃左右即熔融，从软化到熔融的时间过程很短，且其流动性较差。

从这一性质来看，显然材料的试片模压温度不需要很高，只要能保证制得的试片密实、平整光洁、厚度均匀、没有气孔等缺陷就可以；因此，我们采用的模压温度为170±5℃。

l模塑过程：

模塑过程包括加料、预热、加压、冷却四个阶段；加料时应将适合模具重量的料粒均匀加入模具中，并使靠近模具中部的料粒略微隆起（这样做的目的是使材料在熔融流动时，料粒间的气体容易排出）；预热时压机刚好接触闭合，使材料在接触压力（不致使材料流动的最低压力，一般为≤2Mpa）下保持4分钟（较厚的模板保持6分钟）；预热时间到后，立即加压至全压（15Mpa）并保持4分钟。

冷却，冷却应采用全压（压力为15Mpa）冷却，至40℃以下然后脱模。

l试片的检验：

冷却后检查试片是否平整光洁、厚度均匀、没有气孔；如有缺陷则应舍去。

l制片污染：

我们在某电缆厂看到，试验人员带着沾满油污、编织线间沾有铜沫、木屑的旧手套进行加料等全过程制片操作，结果使试片污染，导致拉力试验的抗张强度和断裂伸长率均不合格。

去掉手套重新操作，复测拉力试验的抗张强度和断裂伸长率结果都合格。

因此，制片的干净程度也会直接影响测试结果。

l测试环境温度：

试验时的环境温度应严格按照相关标准规定控制试验环境温度。

环境温度对低烟无卤材料的抗拉强度反映较明显。

一般天气炎热时反映抗拉强度不合格的较多，当天气转凉特别是到冬天这类反映就几乎没有了，这就进一步说明环境温度的影响很明显。

因此，试验室内的环境温度一般为23±2℃。

虽然每个光、电缆厂的试验室都有空调或恒温装置，但我们也看到有的厂家在夏季不开空调，结果由于强度不合格投诉至供应商，当供应商到现场打开空调，将环境温度校正到标准规定的温度复测后，结果又合格了。

虽然最终皆大欢喜，但也尴尬。

以上仅就低烟无卤阻燃材料进厂检验的原始机械性能，从材料的制片、测试方面看到的问题谈了我们看到的几点问题。

应该看到，要真实的反映低烟无卤阻燃材料的性能，除试样无表面缺陷外，关键是要解决试片中的微孔缺陷。

另外还要严格控制试验环境温度。

2．关于氧指数测试

除气体混合比例正确外。

点火程度和被测烛状试样周围温度也容易引起测试误差。

点火时应以试样端部刚好点燃，立即撤去火源为准。

不应为了担心没点燃或怕熄灭而使火源多停留一会儿，这样做往往在点火过程就已将试样烧掉了一部分。

另外，烛状试样的玻璃挡风罩温度也应引起注意，应该每测一个试样换一个挡风罩，避免由于挡风罩温度越来越高而造成试样周围温度升高而产生测试误差，造成误判。

二、关于挤出加工的若干问题

这个问题我们主要想从关于聚乙烯和低烟无卤阻燃两种材料的挤出方面谈一点看法。

1.关于聚乙烯材料挤出

对于材料的选用和挤出加工，作为材料制造厂家不如使用材料的光、电缆厂熟悉。

但是，我们还是针对一些现象谈一些看法。

l配模：

聚乙烯护套在挤出加工时过大的配模拉伸比，导致过度拉伸而增大了取向性，同时也增大了热收缩。

因此，挤出聚乙烯材料时，除了冷却时采用合适的缓冷措施外，合适的配模拉伸比也是至关重要的。

我们常常看到，为了减少换模次数，提高生产效率，从大规格到小规格往往会用一套模具加工多种规格的电缆。

建议为了提高产品质量，最好不要用一套模具加工多种规格的电缆。

l缆芯的污染问题：

例如：

某厂的RF缆，采用线性低密度聚乙烯电缆料挤出外护套。

采用挤管式模具，挤出时加抽真空，在挤出过程中出胶均匀流畅、表面光滑，但缆在出机头模口进入冷却水槽前，随机间断出现鼓包，鼓包时观察抽真空压力，发现每当出现鼓包时压力有明显波动。

现场找问题，温控、真空泵都没问题，那问题出在哪里呢？

后对RF缆进行解剖，发现外导体焊缝有间断漏焊，漏焊处与护套鼓包处一一对应。

观察上道工序，外导体铜带纵包成型焊接有漏焊，轧纹冷却时少量冷却水渗入漏焊处，过机头时由于机头的高温（230℃）使水蒸发产生气体导致鼓包，换缆芯后排除。

又如：

某厂的镀锡铜丝编织屏蔽缆芯，同样采用线性低密度聚乙烯电缆料挤出外护套，挤出后同样出现间断鼓包，经解剖后发现缆芯屏蔽上有间断黄油沾染，鼓包处与黄油沾染处一一对应，由于黄油层很薄，不易发现，过机头时由于机头高温导致黄油挥发鼓包，换缆芯后排除。

因此，往往出现的一些挤出加工问题，除了材料本身的问题，也应注意到被挤护套或绝缘的缆芯工艺缺陷，并科学合理地使用模具。

2.关于低烟无卤材料的挤出

l众所周知，低烟无卤阻燃材料添加了许多无机物（金属水和氧化物，如氢氧化铝或氢氧化镁）而使材料的熔融粘度大、流动性差、挤出时摩擦生热大。

因此，挤出加工没有PE、PVC材料那么容易。

针对低烟无卤阻燃材料的这些特性，对挤出机要求有以下几点：

1.螺杆：

螺杆压缩比要小，以减小挤出加工对材料的剪切应力。

典型的低烟无卤材料用螺杆，整个螺杆从进料段开始长度的约2/3为1.2：

1，剩余计量短为1.0：

1；要有合适的螺槽深度，过浅的螺槽深度会产生高的剪切应力，反而使负载增大。

2.电机功率要足够，足够大的电机功率，可使材料在较低的温度下顺利挤出。

3要有完善的机身冷却，以减小摩擦温升对材料的影响。

4挤出模具：

配模拉伸比要小，推荐拉伸比1.5～2.0，模套定径区尽量要短。

5冷却：

直接采用冷水，冷却水距机头的推荐距离约为200mm。

l某厂用90机挤出低烟无卤阻燃料，该机为上世纪60年代生产，电机功率不够，只有55kW。

螺杆压缩比为3.0，机身冷却风机四个中只有一个转的，结果挤出不成。

后联系该厂附近的某厂代加工，采用150机，低烟无卤材料专用螺杆，电机功率160kW，机身冷却风机完好，结果一次挤出成功。

l某厂用低烟无卤阻燃料生产铁路计轴信号电缆，设备问题不大，采用挤管式模具，挤出也较顺畅，但就是挤出的护套表面呈螺旋状凸起。

检查发现模套定径区过长，重新设计加工模具，减短了模具定径区长度，不仅解决了表面问题，并且大幅度提高了挤出速度。

l某厂采用低烟无卤阻燃材料生产电线，投诉挤出速度慢。

经现场服务调查，该厂用大压缩比螺杆挤出电线，要求挤出速度达到65米/分钟。

而材料到35米/分钟时，由于螺杆的剪切摩擦生热作用，已开始分解，表面粗糙，断面出现密布的气孔。

沟通换低压缩比的低烟无卤材料专用螺杆，得到的回答是：

材料要适应设备，我们没有专用螺杆。

l另外，低烟无卤阻燃材料随着阻燃要求（氧指数）的增高，无机物的添加量也越多，同时材料的比重也越大，比重越大材料的摩擦生热就越大。

这样在挤出速度上，比重高的挤出速度就比比重低的挤出速度慢。

总之，要采用低烟无卤阻燃材料，提高产品质量，提高生产效率，就要针对材料特性，考虑挤出设备的配置，模具的使用等综合因素，合理安排生产进度，使低烟无卤阻燃材料的性能正确发挥，制造出优质的低烟无卤阻燃产品。

三、关于低烟无卤阻燃护套的开裂问题

1．加工工艺的影响

一是加工温度的设定与调整。

温度过高会造成聚合物的分解，过低会造成塑化不良，直接影响电缆的力学性能及产品表面光洁度；二是挤塑机螺杆的压缩比选用不当，会造成高剪切下高聚物断键，由于压缩比较大，挤出速度无法达到正常水平，致使物料在机身内滞留时间过长，在摩擦所产生高温作用下，聚合物提前分解在护套内部产生气孔，造成护套断裂伸长率下降，影响产品的抗开裂性；三是挤出模具的影响。

基于低烟无卤阻燃材料的高填充性，为保证挤出流道畅通，须选择合适的挤出模具结构。

总之，低烟无卤阻燃电缆料的挤出，需根据各自挤出设备的不同特点，选定合适的加工温度，尽可能采用专用螺杆，对存储期较长进行预烘干处理，采用压力较小的半挤压或半挤管模具，一般会得到较好挤出效果。

2．产品结构的因素

这里主要是说钢带铠装结构，铠装电缆一般外径较大，铠装层由两层0.5或0.8毫米厚的钢带间隙绕包而成，其表面平整度较差，挤包这种结构的外护套只能采用挤管或半挤管模具，物料经拉伸后包覆在铠装层外的护套厚度不均匀，外层钢带边缘最薄，内部应力较为集中，在施工过程中遭遇过度弯曲或局部严重受力极易发生护套开裂。

针对双钢带铠装结构，预防护套开裂较为有效的办法是在铠装层外绕包或纵包一层电缆无纺布，这样既可保证护套前缆芯的平整度，又能保证护套厚度基本均匀。

3．工程设计选型及储存的因素

低烟无卤阻燃电缆一般用于某种特定环境，如地铁，隧道，机场，车站，高层建筑等人员相对密集的场所，以防因火灾引发的二次伤害。

如果将这种电缆设计敷设在城市轻轨的高架上或其它露天场地，由于阳光直射，环境温度变化较大，容易诱发护套开裂。

其次施工敷设过程中的过度弯曲（远远小于电缆允许的弯曲范围，甚至是直角弯曲），以及电缆长期无包装露天堆放都是引发电缆纵向开裂的因素。

四、关于材料的贮存

l材料的贮存环境应阴凉、通风，干燥，并避免阳光直射。

在这种环境且包装完好的情况下，一般阻燃类材料、抗电痕材料和尼龙料可存放3个月不会因受潮影响挤出，其他材料可贮存1年。

l材料的贮存应本着先进先用的原则，以免造成部分材料放置时间过久受潮。

五、关于材料的烘干问题

对于每种材料的具体烘干温度这里就不谈了，主要谈谈烘干设备的配置。

随着电线电缆和光缆产品的发展，材料的种类也在发展，特别是用于电线电缆和光缆产品的绝缘和护套料，绝大多数都是共混材料，都会随着环境温度、空气湿度的变化不同程度的使材料受潮。

因此在电缆厂一般都会配备专用烘干设备，以根据情况对材料进行烘干处理。

但也有许多厂不配专用烘干设备，材料一旦受潮影响挤出，就让供应商拉回去烘干，给供应商带来了不必要的财力物力投入，也使电缆制造厂延误了生产进度。

还有认为挤出机加料斗带烘干功能就行了，这对小线可以，对大线怎能来得及？

又找供应商？