挤压模挤出绝缘开着开着就偏心是怎么回事

一、 交联电缆用的原材料和半成品

交联电缆的导体绝大多数为圆形铜、铝绞线也有实芯导体,1kV以下可采用扇形导体

圆单线质量要求:表面光滑、无油污、无变黑、无碰伤、无划伤等。

交联电缆导体必须采用紧压线芯这是为避免在交联管道中的高温、高压下将屏蔽料和绝缘料压入绞线间隙而造成废品;同时还可以阻止水分沿导体方向渗入,从而防止水树枝的产生与发展可见,紧压工艺是保证电缆运行可靠性的一项关键措施

交联电纜用的绝缘料是:交联聚乙烯。

交联聚乙烯的大致组成为:聚乙烯:抗氧剂:交联剂=100:0.3~0.5:1.5~2.5

为保证绝缘料的清洁(生产的产品合格),包裝物必须保证完整无损凡有包装损坏的绝缘料不得使用。

35kV及以上的交联电缆要求使用超净料。

内屏蔽料用于交联电缆的导体屏蔽长期工作温度为90℃,20℃时体积电阻系数不大于1×103(Ω·cm)

内屏蔽料有交联型和非交联型两种,交联型可避免过载或短路时内屏蔽料变形或姠导体间隙流动非交联型材料加工和挤出都十分方便。

外屏蔽料用于绝缘屏蔽耐温等级与绝缘料相一致。

外屏蔽料分为易剥离型(剥離强度为8~20牛顿/10毫米)、可剥离型(剥离强度为20~40牛顿/10毫米)和不可剥离型三种26/35kV及以下的交联电缆,为施工方便而要求采用易剥离型或可剥離型外屏蔽料26/35kV以上的交联电缆,应采用不可剥离型外屏蔽料

交联电缆的外护套一般应采用耐温90℃的聚氯乙烯电缆护套料,与电缆的工莋温度相一致

额定电压大于0.6/1kV的电缆应有金属屏蔽层。金属屏蔽层一般采用铜带(多见)或铜丝(少见)金属屏蔽层除了可保证绝缘屏蔽为地电位(中性点)外,还可使接地故障电流通过

交联电缆的铠装层一般采用钢带或钢丝。钢带铠装层可承受径向压力钢丝铠装层鈳承受轴向拉力。

交联电缆的铠装钢带有涂漆钢带和镀锌钢带两种

内衬层主要起成缆时的扎紧作用。其材料要求为不易吸湿且与绝缘层具有相匹配的耐温等级可采用聚氯乙烯带、聚酯带、无纺布带等。

隔离层是为了防止金属屏蔽层(铜)和外面的铠装层(钢)形成原电池而加速腐蚀因此,铠装交联电缆的隔离层必须是不透湿的挤包隔离护套一般采用与护套相同的聚氯乙烯护套料。

填充是为了使电缆荿缆后圆整其材料要求为不易吸湿且与绝缘层具有相匹配的耐温等级。A级阻燃电缆采用石棉绳其它电缆采用普通填充绳。

二、 交联机組(简介)

为保证生产的连续性最好采用双收、双放,当然储线器(一般可储100米以上)是必不可少的收放线多采用龙门式的,也有采鼡地轴式的

上牵引要求摩擦力大、牵引稳定、转速均匀、不“打滑”,以确保悬垂度控制的稳定

国内大多采用单牵引轮,直径在1500mm以上调速范围在1.2~20米/分,有的为了增加摩擦力而在牵引轮外附加皮带压紧导线

挤出机由机筒、螺杆、机头、传动部分组成。

机筒采用硬质匼金制造材料硬度要求达到洛氏75~76,机筒加热以油加热为好——温控比电加热稳定但加热系统复杂,热量损失较多

螺杆采用不锈钢戓氮化钢制造,硬度略低于机筒硬度一般为洛氏65左右。

机身和螺杆应具有强制冷却能力机身可风冷,螺杆可水冷

由于挤出粘度较大(尤其外屏蔽料),所以挤出负荷较大最好采用压力表监视挤出压力。

由于内屏蔽的结构用量小一般采用Φ65机。

内屏蔽料中的填料成汾比较多挤出过程中的摩擦热较大,因此螺杆不宜过长一般长径比选20∶1,压缩比选3∶1转速范围在10~60转/分左右。

另外最好配套安装洎动加料和预先干燥装置。

由于绝缘层的结构用量较大普遍采用Φ150机。

螺杆长径比一般为25∶1压缩比为2.5∶1~3∶1,转速范围在9~45转/分左右出胶量应达到200公斤/小时以上。

另外最好配套安装自动加料和预先干燥装置。

外屏蔽的结构用量比内屏蔽略大一般采用Φ90机。

一般长徑比选20∶1压缩比选3∶1,转速范围在14~41转/分左右

1+1+1机头:太落后已被淘汰。1+2机头:现在比较多见0+3机头:较少,先进

采用1+2机头或0+3机头,使层间接触紧密消除了气隙,避免了层间污染从而提高了电缆的电性能。

由于交联管承受高温、高压(力)应选用无缝钢管,最好昰不锈钢管管径为200~300mm。

交联管可分为悬链式和垂直式两种长度分别约为120米和100米,垂直式的偏正芯容易控制但费用较高。

交联管的加熱多为变压器加热(干法)以交联管壁作为变压器的二次回路,其热效率很好

为了确保牵引稳定运行,下牵引最好采用两个牵引第┅个为牵引轮,第二个为履带式牵引

6. 水气与电气控制部分

水、气控制可分为自动和手动,一般安装在机头附近由机长负责指挥调控。

電气控制部分分为集中控制(总控台)和分散控制(各控制屏)

7. 仪表操作维护规程(随设备不同而差异较大)——略

为了使聚乙烯提高耐温等级,我们可以采用化学或物理的方法使其变成体型分子结构这就叫交联。

化学法交联就是在聚乙烯中加入一定量的交联剂(常用過氧化二异丙苯——DCP)在加热到一定温度时迅速分解生成游离基,游离基不稳定它夺取聚乙烯分子中的氢,使聚乙烯分子变成大分子遊离基它们的相互结合就形成了体型分子结构。

交联度是电缆热性能的一个重要指标一般采用热延伸法测量(200℃下承载20牛顿/厘米,15分鍾时的伸长率)

交联过程是在硫化管的加热段内完成的,硫化管的温度越高交联度也越高(其它因素不变时)。一般来讲考虑到各種因素,干法交联的硫化管温度在290~310℃左右为宜

很显然,线速度越高生产效率也越高,但交联度会变低(其它因素不变时)一般来讲,线速度受以下几个因素控制:

① 额定电压:电压越高绝缘越厚,交联速度越慢因此线速度越受限制。

② 电缆规格:截面越大要求擠出机的出胶量越大,因此线速度不能太快

③ 冷却水温和水位:冷却水温低、水位高,对冷却有利但对交联度不利。

④ 硫化管:温度樾高、管路越长线速度越可加快。

挤出温度主要取决于原材料的配方要求挤出的材料既充分塑化又没有先期交联。

3. 屏蔽与绝缘层的挤包

内屏蔽料分为交联型和非交联型两种前者温度控制要求更高。由于材料、设备的不同挤出温度也有差异。但挤出温度的选择原则是:

① 总原则:要求挤出的材料既充分塑化又没有先期交联

② 加料段:温度不宜过高。以免料粒过早软化或粘连造成出胶量减少或不均。

③ 导胶管:温度不宜过低否则机身压力过大,易损坏设备

内屏蔽挤出参考温度(±5℃)

由于内屏蔽料伸长率较小,挤包要求紧密表面要求圆整,故采用挤压模式模具

内屏蔽层应均匀,表面光滑、无明显绞线凸纹不应有尖角、颗粒、烧焦、擦伤痕迹。厚度以工艺性良好经济合理为准,一般取0.5~0.8mm

l 模具选择(挤压模式)

孔径过大,易造成偏心;孔径过小易产生竹节。

绝缘料为交联聚乙烯由于材料、设备的不同,挤出温度也有差异挤出温度的选择原则与内屏蔽层相同。

绝缘挤出参考温度(±5℃)

绝缘层要求无气泡、杂质等;厚喥六点平均值不小于标称值最薄点不小于标称值的90%-0.1。

l 模具选择(挤压模式)

孔径过大绝缘易形成“耳朵”;孔径过小,易刮伤内屏蔽层

绝缘层模芯孔径D3 = 内屏蔽层模套孔径D2

外屏蔽层采用半导电绝缘屏蔽料。由于材料、设备的不同挤出温度也有差异。挤出温度的选择原则与内屏蔽层相同

绝缘屏蔽挤出参考温度(±5℃)

外屏蔽层应均匀,表面光滑、无明显绞线凸纹不应有尖角、颗粒、烧焦、擦伤痕跡。厚度以工艺性良好经济合理为准,一般取0.5~0.8mm

l 模具选择(挤压模式)

孔径过大,易造成偏心;孔径过小易产生竹节。

外屏蔽层模芯孔径D5 = 绝缘层模套孔径D4

干法交联设备与湿法交联设备基本相同只有交联管路的加热方式不同,干法交联是采用电热辐射加热

干法交联管噵温度与线速度、管道加热段长度、冷却段长度、电缆规格等密切相关。

交联管加热段温度控制范围参考表(±10℃)

干法交联因为加热温喥较高高聚物会发生氧化降解,因此需要惰性气体加以保护氮气由于来源丰富、价格便宜而被广泛采用。

交联型屏蔽料特别是绝缘料中含有交联剂(过氧化二异丙苯),在高温下的分解产物及交联副产物等小分子会变成气体如果没有压力的控制,就会形成较大的气泡所以,交联反应一定要在压力下进行一般在0.7~1.2MPa。

① 选择封闭垫及配模:按生产的电缆规格准备好上、下封闭垫和模具并装机。

② 挤絀机加热及保温:为使挤出机温度满足工艺要求应提前3~4小时升温。

③ 穿牵引线:将牵引线从上牵引引至下密封并绕在下牵引轮上,連接在收线盘上

④ 导线接头:将导线与引线用接头钢管(最好是铜管)液压连接,放线盘升到位张力适当,储线器储满导线

⑤ 牵引與收线:按工艺要求选择上、下牵引,辅助牵引收线的档位。

⑥ 屏蔽料干燥:屏蔽料应在使用前进行干燥温度40~60℃,时间为4小时以上

⑦ 收线:按计划长度选择收线盘,调好排线节距、限位、排线导轮的角度

① 走线:调好上、下牵引,并使其同步

② 张力调节:调节丅牵引使导线张力适当,投入悬控器当悬控器指示为零或摆动不大时,意味着张力调好调好收放线张力。

③ 挤出机启动:走线后先启動内屏蔽机调好后分别启动绝缘和外屏蔽机,当各层厚度、偏心度外观质量调好后(待牵引线出下封后)将下封闭封好。

④ 水气工艺:开启水泵使冷却水进入冷却管道

⑤ 封上封闭器:挤出机调整完毕后可封上封闭器。

⑥ 交联管加热:按给定工艺温度加热管道

⑦ 供氮:按操作程序和工艺规定供氮。

⑧ 成品标记:当温度、压力符合工艺要求时在下封闭处作出标记,X(60)米后为成品

⑨ 启车完毕:将成品线收在线盘上,调好速度和排线节距转入正常生产。

① 停止交联管加热电源

② 分别将挤出机停止供料。

③ 把水位调到控制范围的最高位置

④ 停止供氮,降低挤出机转速减小电缆外径,释放氮气氮气放完时全线停车。

⑤ 管道内压力为零时打开连锁装置和上封闭器。

⑥ 作出成品标志将带绝缘的废线走出管路。

⑦ 停水泵放掉冷却水。

⑧ 挤出机按规定清理

⑨ 关闭所有开关、阀门。

四、 质量缺陷嘚原因与排除方法

交联废品的种类及其原因和解决办法

原料不洁加料时混入,

选购好料净化上料,控制好挤塑温度

挤塑不当,料潮冷却不充分(同一圆周上)

合理配模,烘料升高水位或降低冷却水温。

调整好悬垂度及时清理管道异物,防止模套过热停车清洁模套。

检查机械、电气系统故障并排除适当调整模芯的大小,控制绞线外径

硫化工艺不当(气压低、线速快、冷却水位高等)。

查清具体原因逐一排除。

结构不完善(导体、绝缘)绝缘层内含有杂质,外伤

令导体圆整、光滑规范操作、净化上料,严防磕碰伤

五、 產品实验与检验

例行试验即出厂试验即每根电缆均需进行的试验。它包括以下几项:

用三相变压器同时对三芯电缆进行电压试验时电壓应为表值的1.73倍。

② 绝缘厚度:平均值不小于标称值最小值不低于标称值的90%-0.1。

⑵ 四小时交流电压试验

本试验适用于3.6/6 kV以上的电缆 试样長度不少于5米,在每相上施加试验电压4小时试验电压如下:

交联电缆的绝缘材料是XLPE,其基料是PE等成份而交联工艺是通过将线性分子结構的聚乙烯(PE)材料通过特定的加工方式,使其形成体型网状分线结构的交联聚乙烯

使得长期允许工作温度由70℃提高到90℃(或更高),短路允许温度由140℃提高到250℃(或更高)在保持其原有优良电气性能的前提下,大大地提高了实际使用性能

交联电缆的交联方法有多种,目前常用的交联方法有过氧化物化学交联(即DCP交联)、硅烷交联和辐照交联其中硅烷交联根据材料的不同又分为温水交联和免水煮硅烷交联。不管通过哪种交联方式交联的结果都是交联电缆热延伸符合国家标准中性能要求。

DCP交联生产线采用悬链或立塔设备设备、厂房造价高,而且需要消耗掉大量的水、电、气等因而投资较大;由于生产线较长仅适合于大长度电缆的生产;对环境的要求高,需要专門的生产车间

硅烷交联生产线仅需普通挤塑机和加热装置(热水池或蒸汽室),投资少对环境要求低,生产灵活适合于大长度或短段電缆的生产可以根据客户的需求制造不同长度的电缆。

辐照交联辐照交联就是利用电子加速器产生的高能量电子束流,轰击绝缘层及護套将线性分子结构的聚乙烯(PE)材料高分子链打断,被打断的每一个断点成为自由基自由基不稳定,相互之间要重新组合重新组匼后原来的链状分子结构变成三维网状的分子结构而形成交联。

另外辐照交联生产过程中所施加的辐照剂量距其破坏剂量留有很大安全余喥聚乙烯辐射破坏剂量为1000KGY,而加工剂量约为200KGY加之特殊配方改进,在相当宽的范围内仍是受辐射交联状态所以在较长的前期使用过程Φ受到辐射其性能会有所提高。辐照交联电缆的型号:YJ(F)-(辐照)交联聚乙烯绝缘F:辐照。

交联电缆以其耐温等级高、抗过载能力强、物悝机械性能好、使用寿命长等优点已被广泛采用。

过氧化物的化学交联、电子束的辐照交联、硅烷的温水交联三种交联方式生产的线缆在交联线缆市场上共存。

从上表可以看出由于化学交联生产工艺的特殊性,在耐高压、大截面线缆上有其它交联方式不可替代的优势;中低压普通交联线缆辐照交联、温水交联相互竞争已成现实;但在耐高温、阻燃和除聚乙烯材料外的其它聚合物交联上辐照交联有独特的优势。

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原标题:PVC异型材挤出模具调试常見问题分析

型材生产过程中常见问题

在口模出口处如果型坯各部分的平均速度相等,若不考虑自重的影响那么均匀挤出的型坯还要受箌三方面的作用:

当口模出口处的型坯在牵引机的作用下,所产生的牵引速度小于型坯的挤出速度时就会产生堵模现象

产生堵模的原因主要有以下几点:

1. 牵引机打滑、牵引力太小。(清除型材表面的水调整上下履带的正压力) 2. 牵引机转速不稳定、时快时慢。(检查牵引機) 3. 物料过塑型坯无法支撑牵引力(降低机筒温度) 4. 温度失控,某一侧出料偏快(检查热电偶) 5. 定型模或水箱真空度太大,型材所受阻力大(调整真空) 6. 配方中润滑剂过量,流动性太强挤出速度不稳定。(调整润滑剂比例) 7. 定型模进料端爪口处入料斜度过小过短(加长入料斜面*) 8. 爪口处出料偏快(吹气冷却或停机修出料*)9. 定型模爪口处缝隙前大后小(检查定型模定位系统及型板是否错装)

型材在牽引过程中所受到的阻力过大,就会产生振动现象(三佳称作“打抖”)型材生产时若振动必定在型材表面形成垂直于牵引方向的振纹,严重影响型材表观质量并且对模具的磨损比较快,影响模具寿命产生阻力的原因主要有两方面,一方面是生产时真空太强另一方媔是模具尺寸不合理。修模时先保证在合理的真空前提下来修理模具尺寸合理的真空是指在保证型材的外形尺寸和大面平整度的情况下朂小的真空度。去除阻力优先考虑修理定型块并且注意要保证形状控制点的尺寸。图一中四处A点为产品的外形尺寸控制点若型材外形呎寸已经在零位或负差,此时就不能再采用去除材料的方式修理A点B点尺寸要注意压条装配后的配合尺寸,若B点让位过多在负压的作用丅,压条槽上爪凸出造成压条外翻,配合尺寸大

若修理定型块无法完全去除阻力,再考虑修理定型模由于整根型材不可通过定型模,可以用锯条锯型材的一部分来通过定型模的方式来感觉阻力大小振动有时是修理其它问题不当造成的,尤其是在爪口处熔焊后相对應部位要注意让位。

尽量不要采用在定型模入口处滴油或在水箱中加肥皂等非常规手段消除振动现象否则会污染冷却水,小水孔容易被沝垢堵塞

在生产过程中型坯不能稳定的进入定型模,时而与定型模接触时而分开,就象人剧烈运动后呼吸很急促这种现象称作喘气。喘气最直观的表现是定型模一的真空表一直在不停的摆动喘气现象相对型材的其它常见问题是比较难以修理的一个问题。产生喘气的原因可从以下几个方面考虑:

1. 阻力喘气时定型的阻力不会太大,太大就会振动由于阻力不明显,就不易发现此

时可以通过局部成型嘚方法来找阻力,如平开框先将悬壁处完全成型并计时,按照牵引速度来计算大约是从多少块定型块后开始有问题然后再依次单独试各爪口。

2. 真空喘气时真空肯定不稳定,这时需将各段定型模之间以及定型模与水箱之间可能漏

气的地方密封密封后若真空过大可能会慥成阻力大,可在机床上打开几个真空口放气

3. 型坯过塑,型坯定型中不能很好的传递牵引力此时适当降低机筒温度。

4. 爪口处出料太慢充不满定型模造成漏气。

外形尺寸超差要首先考虑形状控制点的尺寸是否正确外形走正差时,可直接将后面定型块让位外形走负差時,与名义尺寸相差较大时需加大定型模的形状控制点的尺寸。相差较少时可直接补焊水箱一前面定型块的形状控制点的尺寸,此时┅定要注意相应部位要让位否则可能会出现抖、喘现象。

若形状控制点尺寸正确爪口处尺寸肯定偏小,此时可加大供料使爪口处成型饱满以使外形尺寸达到公差要求。

型材若是整个上下面尺寸偏小要注意是否为牵引机的压力过大造成。

修理壁厚时严禁修口模尺寸

对於胶条口或压条口尺寸若偏大先注意型状控制点A是否正确,若外形走正差可修理A点若外形在零位或走负差,则需修理B点

对于胶条口戓压条口尺寸若偏小,先注意型状控制点A是否正确若外形走负差可修理A点,若外形在零位或走正差则需修理B点。

若需修形状控制点A尺団去除材料时从后面定型块修理,增加材料时尽量从定型模一开始补焊

若尺寸偏小在A点补焊,需在外侧作让位处理

以上修理方案是茬爪口出料与大面一致或略慢于大面的前提下。

主型材与压条配合后常有配合尺寸A偏大的情况出现此时需根据实际生产情况来决定修理壓条还是修理主材来解决。若修理压条可将压条上的B尺寸减小来使压条“内扣”从而解决问题减小压条B尺寸可以修理C点或D点,修理C点时鈳将机头与定型都“挑角”受到分型的影响,定型模上C点不太容易修而D点可以直接通过铣床加工,相对比较方便若修理主材,需使主材上的B尺寸加大加大B尺寸可以在E点的定型块上补焊或在F点铣去0.1mm-0.2mm(在小面外形尺寸走负差或零位时,优先采用铣F点的方式来修配合)

型材弯曲的根本原因是型材在生产过程中在型材内部有残余应力而形成残余应力主要有两个原因,一是冷却不同步另一个是型材在牵引时各蔀分所受到的阻力不一致。 因冷却不同步造成弯曲主要有以下几种情况:

A. 模头出料不均匀各处壁厚差异较大,此时若定型各部分的冷卻效率一致型材易向壁

B. 模头加热系统失控,造成出料不均;

C. 定型模冷却系统不合理各部分冷却效率不一致如图

若型材向N侧弯曲,則可堵W一侧水孔或加大N侧的真空(闷W一侧定型块上过水孔非常有效)

D. 牵引速度过快,由于定型冷却系统不可能各部分冷却效率都一致在速度慢时,都能满

足冷却定型要求冷却效率差异起不到主导作用,但当挤出速度太快冷却效率差的一侧已无法满足冷却定型的要求,型材就会向冷却效率差的一侧弯曲 因阻力原因造成弯曲主要有以下几种情况:

B. 牵引机上下履带速度不一致

C. 型材各部分阻力不一致,主要表在大面与爪口阻力不一致 修理型材弯曲问题时,有时会感到很无奈使用了各种办法,型材都无动于衷这是因为弯曲是由冷却囷阻力共同作用的结果。例如如图的推拉框向左向右弯曲都有可能。已知条件是爪口侧的冷却效率好于导轨一侧,(因为爪口处单壁哆均为双面冷却),型材若向导轨一侧弯曲时就不易判断是阻力原因还是弯曲原因造成的弯曲,因为加大真空使型材紧贴定型模虽嘫冷却效率加大,但同时也加大的导轨一侧的阻力此时可将定型块爪口一侧的过水孔闷严,减小爪口侧的冷却效率然后再将导轨侧的萣型块拐角让位减小阻力。

型材若向爪口一侧弯曲说明爪口一侧的阻力要比导轨一侧大,此时可将定型块导轨一侧的过水孔闷严减小導轨侧的冷却效率,然后再减小爪口一侧的定型块阻力

尽量不采用调整水箱直线度的方法来消除弯曲,因为调整后阻力大模具磨损快,且阻力太大对型材的物理性能有一定的影响。不论何种原因引起的弯曲都可以通过增加烘烤装置来消除内应力来解决弯曲的问题。此外可以将定型模与水箱之间脱开一段距离让型材自由冷却一段时间来消除内应力,此时需注意距离不可太长否则型材外形形状无法保证。

同一根型型材锯成两段后在水平面上放平后出现如图所示的缝隙A称作型材的角尺度超差。型材角尺度超差是因为型材本身扭曲造荿的扭曲有左右扭曲和上下扭曲两种情况。

左右扭曲非常容易修理通过在定型模上型板上装偏心键或直接在定型块一侧补焊,另一侧讓位来解决上下扭曲(典型的是悬壁上翘),此时若直接修悬壁非常麻烦悬壁下侧定型块要让位,上侧需补焊下压其实此时可采用與左右扭曲一致的修模方法来解决。

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