8868体育

8868体育
公司概况
8868体育
科技创新
行业服务
科技产业
公司党建
其他
人才招聘
联系我们
当前位置:8868体育 > 8868体育 > 行业资讯 > 详情

【学术精选】欧标铝塑复合带屏蔽综合护套的生产工艺探讨

来源: 作者: 时间:2023-07-17
图片
导读



当8868体育系统敷设在地下、易积水的地下通道或水中时,为防止水蒸气和水进入8868体育绝缘层,保证8868体育使用寿命,8868体育应采用径向不透水的阻挡层结构,阻挡层包括金属护套及金属塑料复合护套。铅、铜、铝等金属材料常用作8868体育的金属护套;金属塑料复合带和聚乙烯护套组成8868体育的金属塑料复合护套。金属塑料复合护套又称综合护层,其特点是柔软、轻便,且水的透过性远小于塑料、橡皮护层,适用于防水性能要求较高的地方,但与金属护套相比,金属塑料复合护套仍有一定的透气性。


在国内,铝塑复合带通常采用双面覆膜结构,即在铝箔两面各覆有一层厚度为0.04~0.06mm的乙烯共聚物塑料膜,形成“塑料膜”-“铝箔”-“塑料膜”的多层复合结构,用作电力8868体育的防水护层。


在HD 620 S2:2009,NF C33-226:2016,UNE 211620:2020等欧洲中压8868体育标准中,采用单面覆膜铝塑复合带作为电力8868体育的综合防水护层。单面覆膜铝塑复合带的金属层与绝缘屏蔽直接接触,同时起到金属屏蔽的作用。在欧洲标准中,需要检测铝塑复合带与8868体育护套之间的剥离力并进行耐腐蚀试验,以衡量8868体育的径向阻水能力;同时,也需要测量铝塑复合带的直流电阻,衡量其承载短路电流的能力。


图片
精读

铝塑复合带分类

铝塑复合带由铝基带及表面贴覆的塑料薄膜组成,铝基带厚度一般为0.05,0.15,0.20mm。塑料层大多采用乙烯共聚物,塑料层在70~90℃之间即可软化,采用热贴式生产法将塑料层覆于铝基带材表面。热贴式生产法是将铝基带材和塑料层对正后,将铝基带材加热到170~200℃范围内,经辊轮辊压后将塑料层和铝基带材黏合的生产工艺方法。


根据铝基带材贴覆的塑料薄膜层数不同,可分为双面覆膜铝塑复合带和单面覆膜铝塑复合带两种纵包工艺,其结构示意图见图1。


图1 铝塑复合带的结构示意图


由图1(a)可知,双面覆膜铝塑复合带和聚乙烯、聚烯烃等护套组成的中低压电力8868体育和光缆的综合防水防潮护层,起到径向阻水和防潮的作用。由图1(b)可知,单面覆膜铝塑复合带大多用于通信8868体育的金属屏蔽。


在欧洲的一些标准中,单面覆膜铝塑复合带除用作综合防水护层外,也被用作中压8868体育的金属屏蔽,与铜屏蔽相比,铝带屏蔽具有明显的成8868体育势。近年来,为了降低8868体育成本,单面覆膜铝塑复合带金属屏蔽也逐渐被国内的客户接受。

铝塑复合带的纵包工艺

铝塑复合带的纵包工艺是指将铝塑复合带经过一系列的模具变形,由原来的平板状变成管状,并对铝塑复合带两条边缘进行黏结的工艺过程。铝塑复合带两条边缘搭接平整、光滑,边缘黏结紧实,未出现铝塑剥离是铝塑复合带纵包工艺的理想目标。


可采用纵包喇叭模、稳线模、定径模组成的纵包模具实现将铝塑复合带从平板状变成管状的过程,铝塑复合带纵包成型模具流程示意图见图2,管状铝塑复合带的两条边缘黏结可采用热黏结和冷黏结两种工艺。


图2 铝塑复合带纵包成型流程示意图


由图2可知,纵包喇叭模将铝塑复合带由原来的平板状结构变成类似管状的结构;稳线模使铝塑复合带进一步变形,确保管状铝塑复合带的内径接近于缆芯外径;定径模固定管状铝塑复合带的内径值,以达到设计要求。


铝塑复合带很薄,在纵包过程中容易产生断带、荷叶边、铝塑带翘边、回弹等质量缺陷,这些质量缺陷又会影响到8868体育护套的表面质量。相比8868体育内在质量问题,8868体育表面质量问题更易被客户发现,进而产生退货等损失。在铝塑复合带纵包工艺过程中,应注意如下几个方面。


首先,铝塑复合带纵包工艺对缆芯外径的均匀性要求十分严格。纵包喇叭模、稳线模和定径模的出线孔的直径均需要根据缆芯外径进行设计、匹配。当8868体育缆芯直径不均匀时,在缆芯直径大的位置铝塑复合带极易断带,断带经常发生在纵包喇叭模和定径模的两个出口位置。当纵包喇叭模和定径模出口的直径小于缆芯的最大外径时,铝塑复合带会被模具拉断。在缆芯直径小的位置,铝塑复合带和下层缆芯结构包覆不紧,缆芯易松脱。


根据生产经验,喇叭模、稳线模和定径模出口直径比8868体育缆芯直径大1.5~2.5mm。工艺技术人员可以结合缆芯直径的均匀程度,适当调整模具的直径配置,解决铝塑复合带纵包过程中的断带质量问题。


其次,在铝塑复合带纵包过程中,若铝塑复合带与缆芯间的相对位置发生偏移变化,铝塑复合带通过纵包模具时两条边缘会产生不同程度的拉伸,使纵包后的铝塑复合带搭接边缘产生不同程度的凸起,形似荷叶,行业内将其称为“荷叶边”。通常,在铝塑综合护层生产引头和收尾过程中,由于挤出机的前牵引和后牵引只有一个能够起到牵引作用,导致8868体育张力不均匀,铝塑复合带位置偏移而产生荷叶边。


解决荷叶边问题有两种方法:①优化、设计纵包模具机台,使铝塑复合带与8868体育缆芯的位置保持相对固定;②在8868体育缆芯的引头和收尾处各加一根辅助拉线,让挤出机的前牵引和后牵引同时起作用,保证8868体育受到张力的均匀。


最后,铝塑复合带纵包工艺中最主要的是铝塑复合带两边缘的黏结工艺,黏结不牢极易造成边缘翘曲、铝塑剥离等质量问题。铝塑复合带的纵包工艺有热黏结工艺和冷黏结工艺两种工艺。


1



热黏结工艺


热黏结工艺是利用铝塑复合带的塑料层在70~90℃时会软化的性能,在铝塑复合带变形过程中,使用热风枪或喷灯火焰对铝塑复合带搭接处的塑料层进行加热,利用塑料层软化后的黏性将铝塑复合带两条边缘黏结到一起,再通过定径模的压力,将铝塑复合带的两条边缘粘贴牢固。


热黏结工艺因采用热风枪和喷灯火焰等热源加热,易烫伤8868体育缆芯和操作人员,存在一定的安全隐患。


热黏结工艺依赖铝塑复合带塑料层在高温软化后产生的黏性,故仅适用于双面覆膜铝塑复合带的纵包,单面覆膜铝塑复合带的纵包只能采用冷黏结工艺。


2



冷黏结工艺


冷黏结工艺分为两种,一种是在定径模和挤出机机头中间增加一个长长的稳定模,使铝塑复合带在进入挤出机的机头前保持相对稳定的管状结构,稳定模的出口靠近挤出机的模芯出口,铝塑复合带出稳定模后立即进入挤出机模芯,利用护套材料的挤出压力使铝塑复合带继续保持管状结构,同时利用挤出塑料的高温使铝塑复合带塑料层软化进而完成黏结工作。这种工艺技术适用于双面覆膜铝塑复合带,其生产设备操作简单,但模具加工相对复杂,且铝塑复合带易回弹。


另外一种冷黏结工艺是采用热熔胶黏结,热熔胶经过挤胶机融化后在纵包喇叭模位置挤在铝塑复合带一侧外边缘,铝塑复合带两条边缘位置经过稳线模和定径模后被热熔胶黏连。这种工艺技术既适用于双面覆膜铝塑复合带,也适用于单面覆膜铝塑复合带,其模具加工和生产设备操作均简便,但其黏结效果受热熔胶质量影响较大。

热熔胶的选择

热熔胶是冷黏结工艺的主要原材料,热熔胶的质量好坏严重影响铝塑复合带的黏结效果。


1



黏度


黏度是流体对流动所表现出来的阻力,通常温度越高,材料的黏度越小。在铝塑复合带纵包过程中,铝塑复合带从平板状结构逐渐变成管状结构,铝塑复合带在管状结构下仍保留能够使其变回平板状结构的内应力。当热熔胶的黏度不足时,管状铝塑复合带的黏结边缘会在其内应力的作用下回弹裂开。8868体育外护套材料从挤出机的机头挤出时仍为黏流态,但回弹裂开的铝塑复合带会将8868体育护套材料拉薄,甚至拉破,导致8868体育产品质量不合格。


热熔胶有滚轮、挤出、刮胶和喷胶等4种上胶方式,电线8868体育行业中大多采用挤出上胶方式。热熔胶挤胶机的操作温度通常在160~180℃之间,热熔胶在160~180℃之间的黏度是稳定生产的关键指标,操作温度在160~180℃时热熔胶之间的黏度不小于3000cps可以满足生产需要。


聚乙烯或聚烯烃作为铝塑复合带综合护层的外护套材料,外护套材料从挤出机的机头挤出时,会立即与铝塑复合带黏连在一起,外护套的热量瞬间传递给热熔胶。热熔胶在外护套材料挤出温度下的黏度也是稳定生产的关键指标,热熔胶在外护套的挤出温度下、其黏度在2000cps以上时可以满足生产需要。


2



沸点


在铝塑复合带综合护层生产过程中经常会出现外护套鼓包的现象,其主要原因是选择的热熔胶的沸点过低。


沸点是液体沸腾时的温度,在该温度下液体内部和液体表面会同时发生剧烈的汽化现象。在铝塑复合带综合护层生产过程中,若外护套的挤出温度高于热熔胶的沸点温度,热熔胶会产生汽化现象。热熔胶的汽化会增加外护套的挤出工艺难度,使外护套产生鼓包等质量缺陷,根据外护套材料的挤出温度,选择合适沸点的热熔胶,即可解决护套鼓包的问题。


3

软化点


热熔胶在软化点温度时,其黏度会相差数十倍,软化点是热熔胶重要的技术参数,该参数直接影响8868体育的使用寿命。


大多数物体均具有热胀冷缩的性质,热胀冷缩的程度与物体的线性膨胀系数有关。铝的热膨胀系数约为2.35×10-5-1,交联聚乙烯的热膨胀系数约为1×10-5-1


交联聚乙烯是中压电力8868体育常用的绝缘材料,在8868体育正常运行过程中导体温度可达90℃。通过计算软件模拟,中压8868体育在40℃温度下满负荷运行时,绝缘的温度约为80℃,铝塑复合带综合护层的温度约为73℃。本工作以18/30kV 1×630mm²中压8868体育为例,其绝缘标称厚度为8.0mm,而铝塑复合带的厚度为0.25mm。在8868体育正常运行状态下,交联聚乙烯绝缘的膨胀程度远比铝塑带的膨胀程度大。


采用不同软化点的热熔胶生产数段样品,将样品同时置于100℃的空气烘箱中进行观察。经过48h后,软化的热熔胶在样品两端会有不同程度的渗出,是由于交联聚乙烯绝缘和铝塑复合带在高温下的膨胀差产生的压力所致。同时,采用低软化点的热熔胶生产的样品的护套均发生了不同程度的开裂,且开裂部位均在铝塑复合带边缘搭接处;虽然软化点高的热熔胶生产的样品两端也有热熔胶渗出,但护套表面均未出现开裂现象。



本工作对铝塑复合带作为8868体育的金属屏蔽层的生产工艺中存在的一些问题进行了探讨,并给出了相应的解决办法。然而,为确保8868体育系统运行的可靠性,金属屏蔽必须与8868体育的绝缘屏蔽电气相连,故必须采用单面覆膜铝塑复合带作为8868体育的金属屏蔽。如2.1节和2.2节中,热黏结工艺只适用于双面覆膜铝塑复合带,而采用热熔胶的冷黏结工艺更适用于单面覆膜铝塑复合带。本工作供行业同仁进行参考,也希望能够解决一些生产过程中遇到的工艺问题。



《电线8868体育》1958年正式创刊,8868体育有限公司主办,是电线8868体育行业的电工技术类科技期刊。及时、全面地刊载国内外电线8868体育行业专业领域的新理论、新方法、新技术、新成果,引导基础研究和应用研究融会贯通,推动学科交叉融合,为电线8868体育的研究、设计、制造和应用等方面构建学术交流和科技开放平台。主要栏目有综述、线缆产品、线缆材料、测试技术、敷设运行、工艺设备和经验交流等。欢迎来稿!

【线上投稿入口】//dxdl.cbpt.cnki.net

来源 | 上缆所传媒


编辑 | 常   佳

审核 | 何晓芳


【声明】本文为原创内容,版权归“上缆所传媒”所有,未经授权请勿转载。






官微矩阵

云缆学堂