金屬銅原子序數為29,密度是8.92g/cm3,熔點1083.4℃,具有(yǒu)良好的導熱(rè)和導電性能,但在潮濕的空氣中金屬(shǔ)銅表(biǎo)麵與氧氣發生化學反應,生成Cu2(OH)2CO3,即銅綠,通常(cháng)電纜生產廠中銅氧化多顯示表麵發黑,正是這種電纜銅(tóng)導體表麵氧化現象的存在,困擾著眾多電纜企業。
我們在日常生產觀察與大量資料調研中發現,通過更優銅(tóng)杆選擇、有效控製拉絲工藝及乳(rǔ)化液濃度和溫度、鈍(dùn)化(huà)處理銅導體絞合或束絞銅(tóng)絲表麵、後續工序優化處理等手段,會(huì)有效控製電纜銅導體的質量、防止其氧化,會極大的(de)提(tí)高工作效率,減少返工頻次,從而達到降低成本和提高內在產品質量的有益效果。
電纜(lǎn)銅導體(tǐ)
一(yī)、電線電纜生產(chǎn)過程中的銅導體防氧(yǎng)化控製
電纜用(yòng)金屬銅從原理上講主要有物(wù)理方法阻隔銅與潮濕(shī)空氣接觸、陰極保(bǎo)護氧化還原法阻止銅導體氧化、化學方(fāng)法在銅導體表麵生產鈍(dùn)化(huà)膜阻止氧化,抑或在導體表麵噴塗特殊液體予以保護。
1.1銅杆進廠(chǎng)前運輸、檢測及儲存
我國大多數電纜企業用銅基本外購,而多數(shù)企業往往忽視了銅杆進廠前運輸過程的控製,在江南及沿海(hǎi)地帶(江浙、閩粵)夏季較長且多雨,銅杆基本通過重型卡車運(yùn)輸至公司,通過筆者了解,很多電纜企業沒有製定相應的銅杆供應(yīng)商運輸(shū)規範、夏(xià)季(jì)雨天包裝規範等(děng)製度,這使得往往(wǎng)出現銅杆供應(yīng)商(shāng)發貨時銅杆表麵完好無(wú)氧化發黑,而到達電纜企業用戶(hù)麵前時則出現銅杆表(biǎo)麵發黑(hēi)現象,帶來了不必要的麻煩。
銅杆(gǎn)進廠檢驗基本依照GB/T 3953-2009或電纜企業企標,有嚴格的程序。銅杆的儲存一般電纜企業均放在(zài)倉庫裏,一般企業有較為嚴格的儲存管理辦法,在銅杆儲存時,尤(yóu)其是夏季雨天,一定要用塑料布(bù)或塑(sù)料薄膜(mó)覆蓋銅杆,用z.ui簡單的(de)物(wù)理(lǐ)阻(zǔ)隔法阻止銅杆與潮濕空氣的接觸製,而這一(yī)點往往受到電纜企(qǐ)業的忽視。在車間領用銅杆時一定要逐個銅杆卷進(jìn)行肉眼檢查是否有發黑現象(xiàng),從生產源頭加以(yǐ)控製。
1.2銅(tóng)杆拉絲工序的控製
本階段以電力電(diàn)纜z.ui常用的8mm銅杆為例,如今拉絲時一般(bān)使用連續退(tuì)火的銅大拉,需經過放線(xiàn)、拉絲與退火(huǒ)、冷卻、烘幹、收線等過(guò)程,選取對應規格的模具,切不可過小,如過小會強製使金(jīn)屬銅的晶格(gé)變異,加劇金屬溫(wēn)度的急劇上(shàng)升。
在開機前檢查(chá)乳化液的濃度,確(què)保濃(nóng)度合格,在放線過程中,應保持放線張力穩定(dìng)、均勻,不可過度顫動(顫動(dòng)不可避免),拉絲過程中操作者應密切(qiē)關注退火溫度的(de)變化,拉絲後(hòu)導體硬化,延伸率變小,導體直流電阻率上升,拉絲(sī)候成圈時銅導體表(biǎo)麵不應有殘餘乳化液,此處需要操作者肉眼識別,在拉絲(sī)下盤後用透明塑料(liào)薄膜密封,存(cún)放於幹燥環境(jìng)之中(zhōng),待流轉,但多(duō)數電纜企業因為嫌銅絲包薄膜麻煩而省略包薄膜工序。剛拉絲成圈的導體表麵溫度(dù)高於室溫,如遇雨季會潛在氧化的風險。
1.3銅絲絞合(束(shù)絞)與化學交聯擠(jǐ)出工序(xù)
以銅絲(sī)絞(jiǎo)合為例,在導體絞合過程中,各單絲以規則絞(jiǎo)合或不規則絞(jiǎo)合等方式絞合,經過各道壓模作用下,過(guò)模後銅導體溫度較過(guò)模前有較大提(tí)高,尤其是緊壓導體、扇形導體等(děng),且框絞機目前無(wú)在線退火或降溫裝置(zhì),因此(cǐ)銅導體外層易氧化,在絞合前,選擇合適的絞合模具、緊壓輪、排線器,調整收(shōu)線與放線張力,設備(bèi)調整完畢後,操作者(zhě)肉眼觀察上盤銅絲與放線架中心銅絲的表麵(miàn)光潔度,確保無明(míng)顯黑點,再啟動機(jī)器。
一般電纜企業會在(zài)絞合工序(框絞機(jī)、籠絞(jiǎo)機)中施加抗氧劑,抗(kàng)氧劑的配方是0.3%左右的苯並三氮唑酒精溶液,操作方法是將抗氧劑融入工(gōng)業酒精(jīng)之中,用輸液軟(ruǎn)管滴入銅絲中(zhōng),滴入(rù)標準以剛好浸潤銅絲為準,避免過少局部潛在(zài)氧化或過多浪費的現象發生,在所有防氧化工作準備穩妥後,再(zài)開機運轉。
收(shōu)線處應保證收線盤幹燥,收線盤裝(zhuāng)滿後,用透明塑料薄膜密封(fēng),與銅絲拉製同理,很多電纜企業(yè)也省略了此步驟,若此步驟造成銅導體氧化,對低壓電纜影響尚低,對超(chāo)高壓電纜而言,影響則不堪設想。銅(tóng)導體在經過(guò)拉絲、絞合、儲存後(hòu),金屬銅晶格(gé)形態已基本穩定。化學交聯即在交聯劑、抗氧劑、耦合劑等條件(jiàn)下,將XLPE均勻的擠(jǐ)包在銅(tóng)導(dǎo)體上。在將裝滿銅導體(tǐ)的放線盤啟動前,調整收放線張力,保證設備運行平穩。
二、總結
我國(guó)幾(jǐ)乎所有的電纜廠都麵臨(lín)銅導體氧化的困擾,從(cóng)金屬銅化學特性講,就是要保(bǎo)持金(jīn)屬銅的還原性。在日常生產中(zhōng),采用廣東珠江電線電纜如下措施可減少銅導體氧化的幾率:
1)、選擇質優金(jīn)屬銅杆,規範供應商運輸、交貨流程與(yǔ)製(zhì)度,銅杆到公司(sī)後,采取(qǔ)透(tòu)明塑料薄膜密封措施,銅導體拉製、絞合後都應(yīng)采取透明塑(sù)料薄膜密封措施;
2)、采用合適的銅絲拉製工藝,定期檢查拉絲機的退火部件,優先選擇含抗氧劑的(de)拉絲油(yóu),定期檢查乳化液濃(nóng)度,保質期到期(qī)前一定提前更換;
3)、銅絲絞合、擠包(bāo)絕緣工(gōng)序采用鈍化處理(lǐ)技(jì)術;
4)、樹立質量意識,加強業務(wù)培訓讓以上工序操作者(zhě)清楚銅絲氧化帶來的不良後果。

