交联工艺学教学总结.ppt

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1、交联工艺学教学总结,国内交联电缆生产情况 1971年上缆和沈缆研制35kV交联电缆 1985年左右国内掀起引进干式交联机组热潮； 1990年后国内掀起引进高压电缆交联机组热潮，生产线达到20多条； 目前已经有20多家通过了两部110kV交联电缆鉴定。其中四家通过了220kV交联电缆鉴定。,交联电力电缆一般由导体、绝缘、屏蔽和护层四部分组成。 圆形导线采用正规绞合结构，每层递增六 根，相邻层绞向相反，最外层为左向。 紧压导线结构 分为圆形和扇形 对绞合后 的线芯采取一次紧压和多层紧压,提高填充系 数，缩小外径。 分割导线结构 常用于1000mm以上大截面 电缆，以减少集肤效应，提高通电能力 外

2、包半导电带。,二、品种 1.1kV交联绝缘电缆 特点：工作温度高（载流量大）、低温交联用普通设备生产、成本不高、环保、无须半导电层。有替代PVC电缆趋势。 有硅烷交联和辐照交联之分。 2.过氧化物交联电缆 过氧化物交联是在聚乙烯基料中加入一定数量的过氧化物交联剂（DCP），经过高温高压后，使聚乙烯绝缘发生交联。 适用于中、高压电缆。 有取代油纸电缆趋势。,3.架空绝缘电缆 特点：安全、耐候、无电晕、架设方便。 按电压等级分类有1kV、10kV、35kV； 还有变压器下引架空电缆和三芯集束电缆之分。 4.五芯电缆 主要是满足不同用户的需求，多用于低压系统，同时有五芯不等截面电缆和瓦形结构五芯电缆

3、。由此可以派生出同心电缆。 5.阻燃、耐火和阻水等电缆品种 因无10kV阻燃绝缘料，该类主要是在护层里采用 了相应材料。,交联电缆型号说明 用途或类别-导体-绝缘-内护套-铠装-外护套-派生 1 2 3 4 5 6 7 YJV23 交联聚乙烯绝缘钢带铠装聚乙烯护套电力 电缆 电力电缆型号中第1项即类别，用绝缘即YJ表示交 联绝缘电力电缆 ；型号中第2项即导体，因为是铜 而省略；型号中第3项即绝缘，因为已经在第1项表 示而省略；型号中第4项即内护套，用英文商业名称 V表示PVC套；型号中第5项即铠装，用数字2表示 钢带；型号中第6项即外护套，用数字3表示聚乙烯 套；型号中第7项因无派生而省略。,

4、第三节交联电缆性能 一、塑料基本性能的含义举例 1.体积电阻系数v：该系数越高，绝缘性能越好。 2.击穿场强：击穿电压与塑料厚度之比。越高越好 3.介电常数 :表示塑料极性大小的指标。该常数越小,塑料在电场的作用下极化强度越小,其介质损耗也越好。 4介质损耗角正切tg：该值越小，说明介质损耗越小，电缆绝缘性能越好。,6.抗拉强度：在拉力机机上，材料被拉断时单位长度上所承受的拉力。 二、局部放电性能 在导体和金属屏蔽层间施加工频电压后，如果绝缘 中有缺陷，在电场作用下，会产生局部放电并导致 绝缘材料逐步老化。 该项试验能够判断绝缘水平和寻找绝缘中的故障点 三、耐冲击电压性能 考虑到电缆可能受到大

5、气雷电过电压的冲击，因此 交联电缆应能够承受相应的冲击电压。,1.电树放电 四个阶段：潜伏期、生长期、饱和期、击穿期； 五个因素：内屏蔽局部凸起；微观裂纹；杂质或金属粒子；绝缘内应力；绝缘有水分； 第四节 交联方法 交联方法很多,主要有化学交联和物理交联两类 物理交联适用绝缘较薄的低压电缆；化学交联用于中高压电缆；,化学交联工艺简单、操作安全。交联度最高可以达到90%。化学交联分为过氧化物交联和硅烷接枝交联。 物理交联也称辐照交联，交联度最高不到70%,过氧化物交联设备和工艺 第一节 过氧化物交联机理 一、化学反应 交联聚乙烯料由分子式为（CH2-CH2）n的低密 度聚乙烯、过氧化物交联剂和抗

6、氧剂等组成的混合 物料。其中过氧化物交联剂采用过氧化二异丙苯 (DCP)，它具有分解温度低、交联效率高的特点， 在高温下，被分解为化学活性很高的游离基，经过 与聚乙烯化学反应，产生C-C交联键，形成网状大 分子结构。 DCP分解需要高温，在反应中生成H2O 和CH4等，反应只有在高温高压下进行，才能加快 反应速度，压缩绝缘中的气隙尺寸。,过氧化物交联聚乙烯组成 过氧化物交联聚乙烯由聚乙烯基料、交联剂和抗 氧剂组成。 1.聚乙烯 分类 低密度聚乙烯（LDPE）也叫高压聚乙烯，密度为0.915-0.930 聚乙烯结构 分子式为（CH2-CH2）n或（C2H4）n 交联绝缘料通常用低密度聚乙烯作基料

7、。 低密度聚乙烯柔软性好,结晶度低、加工温度低， 可以与分解温度低、交联效率高的过氧化二异丙苯 组合使用，且不会因生产过程中过氧化二异丙苯过 早分解而引起焦烧。,一、技术性能 1.主要机械物理性能 密度0.9220.003克/立方厘米 介电常数2.30 介质损耗角正切0.0005 体积电阻率110的14次方 介电强度35kV/mm 2.杂质含量 杂质颗粒数,低密度聚乙烯性能举例 密度：0.91-0.93； 抗拉强度：80-1600.1MPa 脆化温度：-70 体积电阻系数：10的14次方 击穿场强：18-40kV/mm 各种频率下介质损失角正切： 0.0005 各种频率下介电常数：2.25-2

8、.35 熔融指数： 2.0（高速加工常用0.3以下）,2.过氧化物 过氧化物是使聚乙烯产生交联作用的交联剂，目前 使用最好的交联剂是过氧化二异丙苯（DCP）。过 氧化物应具备下列优点： 过氧化物分解温度应高于自身熔点和聚乙烯熔 点，在低于分解温度时很少分解，一旦达到分解温 度就一下子完全分解了； 加工范围广，加工性能好，交联效率高； 高浓度、高纯度、无污染、低的挥发性、并要求 分解物容易挥发。 交联剂配比为2份左右，过多则机械、耐热、耐油耐溶剂性提高，而电性、抗冲击、耐寒性下降。,3.抗氧剂 抗氧剂应无毒，对交联反应无不利影响。 国内大多采用300抗氧剂，一般为0.5份，一些 厂采用熔点为90

9、抗氧剂代替165 300 抗氧剂,第三节 半导电料 经计算，绞合导体表面无屏蔽时的电场强度，比同规格光滑圆形导体的表面电场强度高出32%； 屏蔽主要为了均匀电场。内屏蔽防止绝缘层与导体之间产生间隙而引起局部放电；外屏蔽防止绝缘层与铜带之间产生间隙而引起局部放电。 半导电料有可剥离的、交联型及非交联型三种。 额定电压Uo为12kV及以下电缆的半导电绝缘屏蔽层应采用可剥离的非金属半导电层。 35KV及以上电缆的绝缘屏蔽如采用非可剥离半导电料，需用特别工具才能剥离。 高压、超高压电缆应用超光滑半导电料。,一、半导电料的组成 半导电料是以EVA或EEA作为基料，加50%左 右导电碳黑，加适量抗氧剂、交

10、联剂和润滑剂等， 经过混合造粒而成。 用于高压交联电缆的超光滑半导电料是采用特制 的乙炔碳黑混制而成并得到超光滑效果，使屏蔽与 绝缘之间的界面更加完美，大大提高电缆性能。 二、技术要求 1.应为大小和色泽均匀、光滑的黑色颗粒，不应有目力可见的焦烧粒子和杂质，不应有明显的粉末物质。,2.半导电料表示方法 半导电料按系列代号、特征代号和用途代号的排列 顺序书写表示。其中 系列代号：YP 特征代号：交联粘结型N 交联可剥离型B 热塑性S 用途代号：导体屏蔽用D 绝缘屏蔽用J 举例：YPND为导体用交联粘结型半导电屏蔽料 YPNJ为绝缘屏蔽用交联粘结型半导电屏蔽料 YPBJ为绝缘屏蔽用交联可剥离型半导

11、电屏蔽料 YPSD为导体屏蔽用热塑型型半导电屏蔽料（架空电缆）,3.绝缘屏蔽的可剥离试验 是从老化前后的试样绝缘上，剥下挤包半导电屏 蔽，其剥离力应不小于4N和不大于45N，绝缘表面应无损伤，并无半导电屏蔽痕迹留在绝缘上。 4.超光滑半导电料光滑度求,第三章 过氧化物交联设备和工艺 第一节 过氧化物交联机理 一、化学反应 交联聚乙烯料由分子式为（CH2-CH2）n的低密 度聚乙烯、过氧化物交联剂和抗氧剂等组成的混合 物料。其中过氧化物交联剂采用过氧化二异丙苯 (DCP)，它具有分解温度低、交联效率高的特点， 在高温下，被分解为化学活性很高的游离基，经过 与聚乙烯化学反应，产生C-C交联键，形成

12、网状大 分子结构。 DCP分解需要高温，在反应中生成H2O 和CH4等，反应只有在高温高压下进行，才能加快 反应速度，压缩绝缘中的气隙尺寸。,二、交联工艺 影响交联的因素有材料的活性、交联温度和时间。 1.材料的活性 化学反应速度与参与反应的物质的浓度成正比。交联温度 应在DCP的分解温度以上至聚乙烯分解温度以下，温度增 加，交联速度增加。 2. 时间 DCP分解时间用半衰期来衡量， 表示DCP分解率50% 的时间。DCP一分钟半衰期的温度大约为175，温度升 高，半衰期缩短，即交联速度加快。不同温度下DCP半衰期 不同。由于510个半衰期内交联剂可以分解9799.9%，因 此5 10 作为交

13、联时间最好。 某材料最佳交联条件用（温度，时间）（、min）表示,3.压力 因为交联过程中，材料中的水份，低分子分 解物都会以气体的形式在绝缘中出现，如果 无外界压力作用，就会在绝缘中形成气泡， 因此加压十分必要。目前干式交联多数采用 氮气做保护媒介施压： 610 kV 0.8MPa； 35 kV 1.0MPa； 110 kV 1.2MPa,三、绝缘工艺技术及创新 1.无微孔绝缘，水含量最低 采用全干式交联和冷却工艺，可以使绝缘中的含 水量和微孔降低到最低。 高压电缆生产采用循环氮气冷却管，热交换快； 中压电缆生产采用闭路循环水冷和热交换原理。 2.光滑的层间界面 在高压电缆生产中使用超光滑半

14、导体材料。避免半导电层产生凸起并嵌入绝缘，而导致局部放电和水树现象出现。,三、绝缘工艺技术及创新 1.无微孔绝缘，水含量最低 采用全干式交联和冷却工艺，可以使绝缘中的含 水量和微孔降低到最低。 高压电缆生产采用循环氮气冷却管，热交换快； 中压电缆生产采用闭路循环水冷和热交换原理。 2.光滑的层间界面 在高压电缆生产中使用超光滑半导体材料。避免半导电层产生凸起并嵌入绝缘，而导致局部放电和水树现象出现。,3.电缆绝缘同心度 在生产时，保证电缆的同心度应采取如下措施： 在挤出过程，塑料应充分混合，分料器应对称，机头温度应符合要求； 交联管的温度分布应均匀，电缆尽量在管子中心位置并适当旋转； 应充分冷

15、却，避免缆芯在转向导轮上产生变形。 4.绝缘杂质的控制 高压电缆应采用超净化绝缘料和一套全封闭超净化 加料系统。在挤出中使用高效过滤网，滤掉大于30 m的杂质，在绝缘机头处安装杂质检测装置，对绝缘中的杂质大小、数量和位置检测并记录。,5.减少绝缘内的机械应力 采用在线松弛装置.该装置可以将已经冷却的电缆 再加热到一定温度， 以消除热应力， 减少绝缘收 缩，提高击穿电压。 改善交联工艺：适当降低绝缘表面交联温度，加 强预冷管长度，计算机软件控制线速，达到绝缘缓 慢冷却、绝缘向导体中心收缩而压紧导体的作用。 设置烘房。 6.除去绝缘中的气体 35kV及以下，常温下放一段时间； 高压电缆进烘房。,第

16、二节 交联设备与辅助设备概述 一、交联生产线的布置方式 有卧式、倾斜式、悬链式、立式四种。 悬链线式生产线：挤塑机装在高的平台上，交链管呈悬链线状，不同规格的电缆在交链管中的悬链线是不同的，由于电缆运动及张力的变化，也会使悬链线上升或下移并与管壁相碰。为解决此问题，各机组普遍采用悬垂控制器，用其检测电缆在交联管的位置，发出信号控制下牵引提速或降速，使电缆始终保持在交联管的中心,二、交联机组基本组成 包含挤出、交联、和冷却系统；牵引和收放线装置；辅助装置和控制系统。 悬链线干式交联生产线一般按下列顺序布置： 放线架 储线器 计米（上）牵引 预热 装置 挤出机 上封闭器 加热段 悬垂控 制器 冷却

17、段 下封闭器 下牵引 辅助牵引 收排线架。 1.挤塑机和机头 挤塑机最为关键，又称主机。其中温度是最主要的参数，目前温度可以调整到1，一般采用电加热、水冷或风冷。,挤包内屏蔽采用6065挤出机；挤包绝缘采 用120150挤出机；挤包外屏蔽用8090 挤出机。 机头要求：料路必须畅通、在高挤出量时也不会 产生焦烧，同时应便于更换模具。 三层共挤装置：普遍采用。优点：挤出质量好、内屏蔽无氧化和擦伤，导体预热效率高。,2.交联管 交联管采用不锈钢材料，一般加热管直径为200毫米，冷却管直径为150毫米，分段安装，每段6米，整体呈悬链状。 3.储线器 为了有足够的时间换盘和导体接头，设有储线器，储线量

18、足可以保证至少有焊接两个接头的时间。 4.上（下）牵引装置 作用：拉动缆芯，使绝缘线芯在悬链管里建立起12吨的张力。CCV生产线牵引装置有三类： 上牵引的任务是保持恒速运转；下牵引的任务是根据悬链传感器发出的信号调节悬链线的形状和张力。,5.悬链传感器 有机械接触式和非机械接触式两种。前者是通过机械接触方式，控制电缆某一点在交联管中的位置，缺点是容易擦伤电缆，后者是德国sikora的技术，常被采用。 6.导体预热 可以提高生产速度、消除内应力的影响。预热温 度控制：120。300mm以下采用电阻发热原理， 效率可达6070%；高压和大截面电缆采用感应 （电磁场）加热原理，效率为2030%。 7

19、.上、下密封 都是“堵漏”密封装置。前者采用气动，使用安全；,后者采用液压传动，使用时比较稳定。下密封有单 密封和双密封之分，双密封可以大大减少原来因交 联管漏气而产生的废线。 8.扭绞器 安装在下密封后面，使交联管内的电缆轴向旋转。 消除绝缘下垂（偏心），保证了较大绝缘厚度的电 缆圆整性，使外层导体更紧。 9.氮气系统 一般用KLN-20Y（20立升液氮）发生器和QY- 150 汽化器。用液氮装置比用压缩机组方便。,10.交联工艺控制软件 该设备装在主机平台上，由温度和生产线控制框和 计算机组成 。具有对故障自动监测、自动报警、报 告自动生成等功能。 11.材料处理 验收-储存-干燥-传送

20、13.电缆外径和偏心测量仪（安装在伸缩管上）对电缆各层所测得的数据，由计算 机软件系统进行处理。显示装置是由带触摸式屏幕 的彩色显示器制成的，直径、各层厚度、偏心度等 均以图象和数字方式显示在该装置上。,14.绝缘料杂质扫描检测系统（安装在伸缩管上） 可以在线连续检测出20m大小的杂质并能定位 15.在线应力消除装置 装在冷却管中部,是将冷却后的电缆再加热到一定 的温度,从而消除热机械应力。,4.交联绝缘挤压式模具的选配 模具角度的一般选择方法：模套内部圆锥角应大 于模芯外部的圆锥角，前者一般为3045；后者 一般为2030 。 模套承线长度（定径长度）方法一般选择：当模 套孔径不变时，承线长

21、度越长，挤出表面越光滑、 紧密，而且挤出直径稳定。但是承线过长，会影响 挤出量， 甚至脱节。 承线长度一般为模套孔径 的0.51.0倍。 模芯和模套孔径的选择：模芯孔径应稍大于导体 外径，以大0.30.7mm为好超大截面导体，可以再 放大些。模套孔径可以按挤包标称厚度进行选择,用于绝缘线芯的模具大小应适宜，选配模芯前， 应先测量半制品直径，根据实测值就大不就小； 取模具时，应检查模具尺寸、外观质量，确保模 具完好光洁； 配模的理论公式 模芯 D1 =d+e1 模套 D2=D1+2+2+e2 其中D1：模芯出线口内径；D2：模套出线口内径； d：挤塑前半 制品外径； ：模芯嘴壁厚 ：挤出标称厚度

22、；e1：模芯 放大值； e2：模套放大值。以上单位：mm 开绝缘线芯时，模芯e1取0.30.7mm ；模套 e2 取13mm。,第五节 悬链式交联管 目前红外线干式交联生产线已经替代了蒸汽管交 联生产线。该方法生产绝缘中的微孔数仅为蒸汽交 联1%，而微孔大小由1020微米降低到15微米。 一、悬链形式的选择 悬链式交联管有两种：全悬链线式和半悬链线 式 如果采用全干式工艺（气体中交联和冷却）则应用 全悬链线式；一般为了提高生产效率，制造35kV及 以下电缆采用半干式工艺（在水中冷却）则采用半 悬链线形式。即加热段和过渡段采用悬链线形式管 子，冷却段采用直线形式管子并允许绝缘线芯水冷 时与管子接

23、触。半悬链式直线管可以上倾或下倾。,二、悬链线的基本参数 1.悬链线常数y0（悬链线最低点高度） 它决定了悬链线的形状。悬链线常数越大，曲线比 较平，越小曲线越弯曲。 y0=F0/ W 其中y0为悬链线常数；F0为电缆受到的张力，不应 大于下牵引的最大牵引力； W为电缆单位长度的重 量。 Y0越小厂房越高； y0越大电缆受到拉力越大。 2.曲线悬垂角a a 是机头处的水平线与悬链线的夹角。夹角主要,与绝缘厚度有关，绝缘越厚，其熔融态因自重而 下垂变形的可能性越大，因此应有较大的悬垂角。 常常是：35kV时的悬垂角大于15；110kV时的悬 垂角大于20； 220kV时的悬垂角大于25。悬垂 角

24、还与交联速度、牵引速度有关。 3.悬链线最高点高度 4.悬链线或半悬链线长度 三、加热系统 加热管一般分六个加热区，可以根据工艺要求进 行分别控制。总要求是升温应快，希望15分钟能够 升到400。,加热方式有两种： 钢管直接加热：是把钢管作为变压器的次 级线圈，通大电流后钢管管壁相当加热电阻 间接式加热是采用各式加热器加热： 16kV/m加热器温度最高600钢管最高加热 至450。每个加热器本身有一个风机，停机 时开风机，10分钟内钢管降到100。每个加 热区有两个热电偶。,五、气体交联-水冷却系统 该系统生产效率高于全干式系统，主要用于35kV 及以下电缆的生产。系统由加热段、冷却段和隔离

25、预冷段组成。 1.隔离预冷段的方法是使N2从隔离段上部进入， 在下部接近水面处排出，并将睡眠生成的蒸汽带 出，一般每小时排放3立方米的N2。 2.经隔离段后，绝缘线芯被冷却到100以下，并 使水面温度保持在80 以下，隔离段不应小于10米 3.冷却段的水量及水位实现了自动控制。,六、悬垂中点控制 一般，在加热管的中部实施悬垂中点控制。有接触 式和非接触式两种，现在常用后者。并采用感应线 圈、桥路平衡原理，实现了悬垂中点的自动控制。 七、CCV生产线的同步控制 上下牵引必须同步，维持电缆线速稳定； 挤塑机出胶量必须与线速度同步，确保线径均 悬垂控制器不断输出交流信号，经过处理，调节下牵引的速度，

26、以使绝缘线芯一直处于交联管的中心位置。 通过计算机软件控制，实现了整机同步运行。,第六节 交联机组操作步骤 一、开车前准备 1.检查主机、辅助装置、供水系统、供电系统、供 气系统、计算机控制系统、润滑系统及各种仪表、 量具、工具是否完好。 2.准备收线盘、核对装盘量，并检查收线盘质量。 3.对润滑点加油润滑。 4.仔细阅读生产任务单，校对电缆型号、规格、材料应与生产任务相同。 5.调整上牵引上下左右位置及导轮位置，使上牵引、挤出机和上密封三点一线，确保导体从机头中心通过。,6.根据导线实测外径和工艺厚度选配模具，并调整模芯和模套的安装距离。 7.按挤包后外径，准备下密封橡皮和垫圈。 8.应提前

27、2小时加温。 9.检查上下密封及机头密封圈质量 10.根据工艺，调节上下牵引和辅助牵引的手柄。 11.按挤包后外径，调节排线节距。 12.考虑屏蔽料和绝缘料的干燥。 13.检查接头机，准备夹具、模具和焊接套管，使之满足相应导体接头要求，必要时预演一次。 14.开车前启动净化系统,二、开车步骤 1.挤出机各区温度符合规定后，打开法兰，分别进行单动排料，应随时注意电机负荷、仪表指针，如有异常，立即停车检查。 2.排料正常后，清理螺杆头，装好滤板，合上机头 3.将导线穿过机头与引线连接，把上下牵引放置联动，开动牵引，保持线在管的中心位置。 4.开启水位调节按钮。 5.调节主密封开关，进行密封，控制水

28、的流出量，确保电缆表面与下密封口有少量水流出为宜。 6.把三台挤塑机拨至联动，注意压力、负载变化、观察塑化质量、测厚度、外径和偏心。,7.启动上密封伸缩套，与机头良好密封。 8.启动高压水泵，向冷却管充冷却水，。至水位控制处。 9.启动交联管加热按钮，待管壁温度至150时，开 氮气阀门，快速充氮气，使氮气压力达到规定值。 10.当交联管温度和电缆尺寸符合规定后，取样做热延伸试验。 三、正常生产 1.严格控制挤塑机温度、负荷、机头反压力、氮气压力、水气平衡、悬垂度中点、水位、密切关注网络电压、仪表指示灯和警铃情况。 2.经常检查，发现异常及时采取措施或停车处理。,3.借助微机，跟踪生产过程每个工

29、艺参数，出现问题及时处理。 4.如有报警，应检查自动适配系统是否失效，以便根据报警提示，手工调整处理。 5.经常检查材料的可使用性（含生产料、开车料、清洗料）。 6.经常观察料斗及供料系统。 7.确保交联低分子气体的定时有效排放。 8.如果导体预热，应检测导体温度。 9.检查运转部位有无障碍物、声音、温度异常否。 10导体接头应牢固、无虚焊和毛刺、尺寸符合要求,四、停车程序 1.需要停车时，应关闭交联管加热和供气阀门，排放交联管氮气，打开风机冷却，使交联管急聚冷却。当氮气压力降为零时，才可以打开上密封。 2.停止上下牵引和三台挤塑机。 3.关闭高压水泵和交联管水阀。 4.打开机头，排清机筒余料

30、，拆机头和螺杆。,第七节 质量缺陷及排除 一、焦烧 1.焦烧现象 塑料表面有颗粒焦烧物或浅黄色僵块。 2.问题原因及改进方法 螺杆长期使用未清洗，积存烧焦物在滤网和螺杆 头上，经常带出，拆螺杆、机头清洗彻底即可； 设置加温太高，长期生产绝缘材料预交联老化， 积累带出。降低挤出温度，检查加温系统； 材料放置时间过长。建立制度材料先来先用。 缩短连续生产时间，规定不要超过10天。,二、塑化不良 1.表现 塑料有无色不连续僵块俗称“老胶”或没有塑化好的 颗粒。表面发乌，合逢处有一条明显的痕迹。 2.问题原因及改进方法 温度过低，适当提高即可； 机脖温度波动，差23度，会出现无色不连续僵块，可能是热电

31、偶接触不良、开快车造成。 螺杆和牵引速度太快，塑料没有完全塑化，适当放慢速度，延长加温和塑化时间，提高塑化效果 却属材料问题，换料。,局部放电 1.原因 绝缘中出现缺陷，可能有气孔、杂质、焦粒等。 内外屏蔽擦伤。 2.消除方法 防止绝缘和屏蔽料受潮； 定期清理螺杆和机头； 加料间应实现全密封送料； 预防内外屏蔽擦伤,第四章 辐照工艺及其设备 第一节 辐照交联的反应机理 一、辐照原理 高能辐射的作用是高能射线将能量传递给被照物 质后，产生了大量的活性很强的过渡态粒子，主要 有离子、激发分子、自由基、离子基等等。 二、辐射量的计量 1.高能射线能量 其单位是电子伏,即电子在电场作用下运动,经1伏电

32、位差时,电子所获得的能量。 2.照射剂量,3.吸收剂量 吸收剂量是指在单位体积内，单位质量的物 质所吸收的能量，是辐照加工中最重要参数 三、辐照交联聚乙烯反应机理 不同的物质敏感性不同，有的反应强烈，有 的反应轻微。聚乙烯属于交联型高聚物，用 很低剂量的射线辐照就能产生游离基，并相 互结合发生交联。最后生成稳定的立体网状 交联体。,第二节辐照交联工艺 1.工艺特点 电线电缆辐照交联主要是利用电子加速器产生的电 子束照射绝缘层使其发生交联。 工艺简单，在常温、常压的空气中交联。 交联反应容易控制，废品少，效率高。 绝缘层内无残留水份。 2.电子射线特性 电子加速器功率大，射线强，便于连续加工。

33、电子加速器射线可调，可停可开，可大可小，节约能源，又能安全操作。,无生成物杂质，产品纯净度高并简化了工艺过程 用于电线电缆的加速器多为直流高压加速器，不 同截面的产品，照射方式不同。 对于小截面产品，在束下装置上通常采用8字形或 变形跑道式卷绕，卷绕股数可达60股，线速可达 200m/min。 对于中等截面产品，采用双面照射和跑道式卷绕 方式，卷绕股数6至12股，最高线速100m/min生产 范围：1kV 50300mm；10kV 185mm架空线。 对于大截面产品，采用环行或旋转照射方式，最高线速20m/min，生产范围：240 300mm。,第三节 电子加速器 用于辐照加工的电子加速器有两

34、大类：电子直线 加速器和高压电子加速器。常用后者，它由高压发 生器和高真空加速器组成。 一、结构简介 1.高压发生器：即产生高电压的设备。 2.电子枪：即电子发生器，可以给出符合要求的电 子束。希望它性能可靠、电子束流强、稳定性好。 目前大多数采用点发射方式。 3.加速系统：其任务是通过形成电场，使电子在电 场作用下不断加速，获得所需能量。目前常用加速 管形式，其加速管的真空度可达10的负6次方。,4.真空系统：由高真空的扩散泵或分子泵及 他们的 前级机械泵联合组成。使所有电子通过之处，都保 持10的负6次方真空度。，避免电子与气体分子发 生碰撞而失散。 5.聚焦透镜：任务是减少电子在行进中的

35、损失。 6.扫描系统：主要任务是应用扫描装置，使电子束 在引出窗处形成具有一定宽度的束带，穿过薄的钛 窗后，才加以应用。钛铂或铝铂越薄越好。 7.控制系统：主要控制电子枪、真空系统、聚焦、扫描等工作，还必须有安全连锁保护，向安全生产程序的自动化方向发展,二、电子加速器的工作原理 与电视机的工作原理十分相似，电子都是由电子 枪的灯丝产生。灯丝加热后会逸出电子, 工作原理概 括为：由高频振荡电源获得射频电压, 经射频变压器 和倍压整流堆后获得高频高压, 使得高电埸中被加热 的灯丝上的电子脱离灯丝并定向移动。这些电子, 在 束流管的真空腔中, 被分压电埸逐级加速, 并在聚焦 和扫描磁场的作用下, 形

36、成束状, 且以极高的能量穿 越扫描钛窗,轰击从钛窗下面通过的被照物的分子键, 导致产品迅速发生交联反应等,3.注意事项 应注意人身安全，特别是射线防护。 3.1在钢筒充气前，必须先抽掉内部的空气。当钢筒处于低真空时，不允许向钢筒内部任何电器送电 3.2钢筒内的压缩气体气压不得低于16.5kg/cm(1.65MPa)。 3.3加速器运行时，真空度不得劣于1.0610-3Pa，否则会引起加速器内部放电，并容易减少电子枪使用寿命。 3.4加速器调试和运行期间，不允许发生大的击穿，会使加速器的零件损坏。出现大的击穿现象要分析原因，排除故障后，才可再次调试和运行。,3.5关闭加速器的束流和高压后，此时调

37、节加速器高压的升压电位器，应在零位，然后将各组电源退至零位，最后切断每个组件的电源。 3.6注意观察钛窗（钛箔），当发现钛箔有变形或有异常颜色时，应立即更换钛箔。如钛箔被油尘污染，可以用棉花蘸酒精或丙酮小心轻轻拭檫，但必须在分子泵不工作时进行，以防万一钛箔被捅破造成分子泵损坏。 3.7高频振荡器高压启动前，必须检查升压用的电位器是否处于零位。 3.8定期维修主机和各个附件等。经常清除设备内电气元件上的灰尘。重点是高压元件，如振荡器、电容器，高压引起两端处的电缆等，以免因灰尘吸潮而降低绝缘性能，出现击穿或短路事故。经常检查水冷系统有无漏水和堵塞现象。 3.9每次引束前，必须先打开钛窗冷却风机和辐

38、照室风机,附表：润滑一览表,第五章 硅烷交联技术 一、分类 硅烷交联又称温水交联。有两步法和一步法。 两步法：第一步 A料（基料+硅烷交联剂造 粒）、B料（催化剂+色母料）。 第二步A：B=95：5混合、挤塑，放到7090水或蒸汽房中交联。 注意：色母料要边混边用，停放不应超过3h。 一步法：将聚乙烯基料、硅烷交联剂、催化剂、等混合，并采用30：1长径比挤出机，即将绝缘层的接枝和挤出由一个步骤完成，故称为一步法。,二、挤塑工艺 1加料段的温度设定：140165； 2.压缩段的温度设定：165185 ，原则是不高于接枝的温度即200 。否则，料中夹带水份的空气会使塑料先期交联。 3.均化段的熔体温度一般为180 左右，机筒设定 温度为180200 。塑料在机筒内停留20分钟。 4.机脖温度设定：200220 。 5.模口温度设定：220240 。 6.建议采用3层不锈钢丝滤网，细网80目，粗网60目 7.建议采用分段冷却水槽，从90 降至室温。 8.挤塑机螺杆长径比20：1就可以，25：1最好。,三、交联工艺 交联是接枝聚合物分子间形成化学键的过程。产品 都需要含有有机锡类催化剂，并在水的参与下进 行。在80水中，1kV电缆需要煮5小时左右，交联 度能达到70左右。,