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上海妙定電氣有限公司
主營產(chǎn)品： 直流系統(tǒng)接地故障定點儀,直流系統(tǒng)綜合監(jiān)測儀 |
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2019-10-14 閱讀(1801)
電線電纜生產(chǎn)過程中，銅導(dǎo)體氧化變色是個老大難問題，大家都知道，電纜的成本80%都在銅材，銅材本來就是比較貴重的金屬，加上現(xiàn)在昂貴的加工成本和人工費用，一旦氧化之后，線纜企業(yè)的損失可想而知。而銅的氧化在加工行業(yè)中出現(xiàn)氧化的情況極為普遍，往往清洗烘干后幾小時出現(xiàn)氧化變色，數(shù)日后起氧化渣，面對氧化過的銅，許多的線纜企業(yè)都會發(fā)愁，如何預(yù)防銅的氧化成了廠家急須解決的問題。
在電線電纜生產(chǎn)過程采取多種有效防護措施，能夠降低電線電纜銅導(dǎo)體氧化變色程度。采取一些適當?shù)拇胧┛梢詼p少甚至避免銅的氧化，比如：選用電解銅為原料，采用合適的銅桿加工工藝，使用含抗氧劑的拉絲油，連續(xù)退火工序使用抗氧劑;束絞線工序銅絲表面鈍化處理;銅導(dǎo)體存放時，適當包裹隔離空氣;絕緣材料使用過氧化物交聯(lián)劑，使絕緣有較高的電極電位，保持銅導(dǎo)體處于被還原狀態(tài);盡量縮短銅絲的受熱過程等等。
具體而言，防止電線電纜銅導(dǎo)體氧化變色的主要要從以下幾個方面入手：首先是要對電解銅加工成銅桿的控制。
目前，電解銅加工成銅桿通常有上引法和連鑄連軋法兩種方法。上引法是將電解銅加入工頻感應(yīng)熔化爐，通電后感應(yīng)加熱達到熔化銅料的目的。熔化的銅液經(jīng)過兩爐之間的狹小的熔溝進入保溫爐進行保溫，而后由引桿機構(gòu)利用結(jié)晶器冷卻水冷卻控制引出銅桿實現(xiàn)了銅桿的生產(chǎn)，銅桿冷卻到室溫后進入空氣中，后由收線機構(gòu)將銅桿盤成圈供下一道工序使用。上引法整個生產(chǎn)過程實現(xiàn)在隔氧狀態(tài)下的全過程生產(chǎn)，確保了產(chǎn)品的純度與無氧，避免了銅桿的氧化，能夠生產(chǎn)無氧銅桿。使用上引法生產(chǎn)的銅桿，電阻率低、結(jié)構(gòu)密實、加工性能好、外觀光潔、表面圓整、無氧化、無毛刺、無裂紋、無起皮及夾雜缺陷。 連鑄連軋法是將電解銅加入熔化爐，熔化的銅液經(jīng)過兩爐之間的狹小的熔溝進入保溫爐進行保溫，而后通過連鑄機、牽引機、滾剪機、校直刨角機、打毛機、連軋機、收桿裝置生產(chǎn)成銅桿。高溫熔化的銅在連鑄時，表面與空氣中的氧氣接觸，會形成氧化銅。雖然經(jīng)后道連軋去除了部分外層氧化皮，但還有部分氧化皮軋進了銅桿中。連鑄連軋生產(chǎn)過程中要使用抗氧劑的冷卻液，可減少銅桿表面氧化變色。
銅桿拉絲的控制，銅桿拉制大規(guī)格的銅絲，一般使用連拉連退機組，要經(jīng)過巨拉機拉絲、退火、冷卻、烘干、收線過程。連續(xù)退火時，要注意蒸汽保護氣體裝置正常運行，要使用含有抗氧劑的拉絲乳化液，銅絲表面不得有殘留的拉絲液，拉絲下盤后用塑料膜包裹好，存放在干燥的環(huán)境中，減少銅絲表面氧化變色。銅桿拉制小規(guī)格的銅絲一般要經(jīng)過大拉機、中拉機再到小拉機，要使用含有抗氧劑的拉絲乳化液，銅絲表面不得有殘留的拉絲液，拉絲下盤后用塑料膜包裹好，存放在干燥環(huán)境，再流轉(zhuǎn)到后道工序退火。
銅絲退火工序的控制，銅絲經(jīng)過多道拉絲延伸后，晶體結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，晶格畸變、錯位產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，表現(xiàn)為銅絲硬化，延伸率變小，導(dǎo)體電阻率上升。將銅絲緩慢加熱到一定溫度，保持足夠時間，然后以適宜的緩慢冷卻，對銅絲進行熱處理即退火。目的是改善銅絲的塑性和韌性，晶格重新排列，消除內(nèi)應(yīng)力。目前，退火的方式有罐式退火和水封式管式連續(xù)退火。罐式退火的步驟是，銅絲裝罐，封閉罐子，抽真空到-0.1 MPa，保持一定時間后，充氮氣或二氧化碳到0.2-0.4 MPa，升溫到規(guī)定溫度，保溫一定時間后，吊罐空氣冷卻，再吊水中冷卻到常溫后，放氣出爐。要確保罐式退火高溫下，全過程銅絲不與空氣接觸，冷卻到室溫出爐，能夠有效防止銅絲氧化。
水封式管式連續(xù)退火是將銅絲直接在大功率加熱管中走線，控制加熱溫度和走線速度達到退火目的。進線端開口，利用冷卻水產(chǎn)生的蒸汽排出管內(nèi)空氣，使銅絲高溫退火不氧化，出線端使用水封式，阻止空氣進入。特別要提出的是冷卻水中需增加抗氧劑，抗氧劑能在銅絲表面產(chǎn)生一層均勻的鈍化膜，能保持銅絲表面光澤，不易氧化變色。退火的銅絲用塑料膜包裹好，存放在干燥的環(huán)境中。
銅絲束絲和絞線過程(簡稱束絞過程)的控制銅絲束絞前，若銅絲沒有經(jīng)過抗氧劑的鈍化處理，可以在束絞絲工序補充處理。抗氧劑的配方是使用0.2% - 0.4%苯并三氮唑酒精溶液，將抗氧劑溶解在工業(yè)酒精中，用輸液管滴入束絞絲中，滴入量以酒精能夠濕潤銅絲為準，滴入過多會飛到設(shè)備上造成浪費。同時，酒精溶液易揮發(fā)，能起潤滑和冷卻束絞線的作用，可防止緊壓導(dǎo)體在銅絞線過拉拔模時溫度升高而引起表面氧化。束絞導(dǎo)體下盤后用塑料膜包裹好，存放在干燥的環(huán)境中。
絕緣罐式硫化工序的控制傳統(tǒng)的罐式硫化工藝，一般適用天然-丁苯膠絕緣，用秋蘭姆(TMTD)硫化的絕緣橡皮，采用防老劑MB和DNP并用。防老劑MB在硫化過程中，能純化銅表面，形成金黃色的化學(xué)較穩(wěn)定的保護膜，防老劑DNP 是銅抑止劑，與活性銅離子形成穩(wěn)定的螯合物。防老劑MB 和DNP 有協(xié)同效果，生產(chǎn)中導(dǎo)體用聚酯薄膜或絲棉紙(電纜隔離紙)作隔離層，絕緣線芯兩端密封后再硫化，選用合適的硫化罐汽壓，縮短硫化時間等。硫化后，束絲導(dǎo)體外表面能形成金黃色的保護膜，束線內(nèi)層會變紅色，嚴重的變成黑褐色。束絞銅絲經(jīng)過抗氧劑鈍化處理，對一次硫化能改善銅絲外觀質(zhì)量，需要二次硫化不可避免還會出現(xiàn)銅絲變色問題。
熱塑性塑料絕緣工序的控制。熱塑性塑料絕緣正常情況下對銅絲氧化沒有影響。電纜料中使用了劣質(zhì)原輔材料，常規(guī)檢測指標合格，但長期使用就會對銅絲造成損害。PVC絕緣的增塑劑，如DOP、DOS、鄰苯二甲酸雙十一酯、偏苯三酸三辛酯、氯化石蠟等存在游離酸離子析出，會腐蝕銅絲而氧化發(fā)黑，嚴重影響電纜性能。盡量不使用含有環(huán)氧大豆油電纜料，這種電纜料時間長久后表面會出油，銅絲會氧化變色，影響電纜產(chǎn)品質(zhì)量。
