铜原子序数为29,属于过渡金属,密度为8.92g/cm3,熔点1083.4℃,它具有良好的导热性和导电性,但金属铜表面与潮湿空气中的氧气发生化学反应Cu2(OH)2CO3.即铜绿。通常,铜氧化在电缆制造商中表面是黑色的。正是这种铜导体表面氧化现象困扰着许多电缆企业。 在长期日常生产中,我们发现通过选择优质铜杆,有效控制拉丝工艺和乳化液浓度和温度,钝化铜导体绞合或束绞铜丝表面,优化后续工艺,有效控制电缆铜导体的质量,防止其氧化,大大提高工作效率,降低返工频率,降低成本,提高内部产品质量。 以中压电力电缆生产为例,分析了从铜杆到厂家、储存、拉丝、绞合、内芯储存到绝缘挤出的有效控制措施。
原则上,电缆金属铜主要采用物理方法阻止铜与潮湿空气的接触,阴极保护和氧化还原方法阻止铜导体氧化,化学方法在铜导体表面生产钝化膜,防止氧化,或在导体表面喷涂特殊液体进行保护。以中压电力电缆生产为例,每道工序的主要防氧化控制方法。
中国大多数电缆企业基本采购铜,大多数企业往往忽视铜杆运输过程的控制,在江南和沿海地区(江苏、浙江、福建、广东)夏季长雨,铜杆基本通过重型卡车运输到公司,通过作者了解,许多电缆企业没有制定相应的铜杆供应商运输规范、夏季雨天包装规范,使铜杆表面完好无氧化黑,铜杆表面发黑,给电缆企业用户带来不必要的麻烦。 铜杆进厂检验基本依据GB/T 3048.二、电缆企业企标,程序严格。 铜杆进厂检验基本依据GB/T 3048.2或电缆企业标准,程序严格。铜杆储存一般电缆企业在仓库,一般企业有更严格的储存管理方法,在铜杆储存中,特别是夏季雨天,必须用塑料布或塑料薄膜覆盖铜杆,用最简单的物理屏障方法防止铜杆与潮湿空气的接触,这往往被电缆企业忽视。在车间领取铜杆时,必须从生产源头逐一检查铜杆卷是否有黑色现象。
在这个阶段,电力电缆最常用的8mm以铜杆为例。现在拉丝时,一般采用连续退火的铜拉,需要放线、拉丝、退火、冷却、干燥、收线等工艺。首选相应规格的模具,不能太小。如果太小,金属铜的晶格会被迫改变,金属温度会急剧上升。 启动前检查乳化液浓度,确保浓度合格。在放线过程中,应保持放线张力稳定均匀,不要过度振动(振动不可避免)。在拉丝过程中,操作人员应密切注意退火温度的变化。拉丝后,导体硬化,延伸率降低,导体直流电阻率上升。拉丝时,铜导体表面不得有残留乳化液。操作人员需要肉眼识别,拉丝后用透明塑料薄膜密封,存放在干燥的环境中,待流通,但大多数电缆企业因铜丝包膜麻烦而省略了包膜工艺。导体表面温度高于室温,雨季有氧化的潜在风险。导体表面温度高于室温,雨季有氧化的潜在风险。
以铜丝绞合为例,在导体绞合过程中,各单丝采用规则绞合或不规则绞合,金属铜晶格改变结构后,在强外力作用下,铜导体温度大大提高,特别是压力导体、风扇导体等,框架绞合机无在线退火或冷却装置,铜导体外层易氧化,绞合前选择合适的绞合模具、压力轮、排线器,调整接线张力和放线张力。设备调整后,操作人员在启动机器放线架中心铜线的表面清洁度,确保无明显黑点,然后启动机器。 一般电缆企业会在绞合过程中(框绞机、笼绞机)施用抗氧剂,抗氧剂配方为0.约3%的苯并三氮唑酒精溶液的操作方法是将抗氧化剂融入工业酒精中,用输液软管滴入铜丝中。滴入标准以浸入铜丝为准,避免局部潜在氧化或浪费过少。所有抗氧化工作准备好后,启动操作。 接线处应保证收线盘干燥。收线盘装满后,用透明塑料薄膜密封,与铜丝拉制相同。许多电缆企业也省略了这一步。如果这一步导致铜导体氧化,对低压电缆的影响仍然很低,对超高压电缆的影响是不可想象的。 收线处应保证收线盘干燥。收线盘装满后,用透明塑料薄膜密封。与铜丝拉制相同,许多电缆企业也省略了这一步。如果这一步导致铜导体氧化,对低压电缆的影响仍然很低,对超高压电缆的影响是不可想象的。铜导体拉丝、绞合、储存后,金属铜晶格形状基本稳定。在交联剂、抗氧交联剂、抗氧化剂、耦合剂等条件下XLPE铜导体上均匀挤压。启动装满铜导体的放线盘前,调整收放线张力,确保设备运行平稳。
我国几乎所有的电缆厂都面临着铜导体氧化的问题,从金属铜的化学特性来看,就是要保持金属铜的还原。在日常生产中,采取以下措施可以降低铜导体氧化的概率: 1、选用优质金属铜杆,规范供应商的运输、交付工艺和制度。铜杆到达公司后,应采取透明塑料薄膜密封措施,铜导体应采取透明塑料薄膜密封措施; 2、采用合适的铜丝拉制工艺,定期检查拉丝机的退火部件,优先选用含抗氧化剂的拉丝油,乳化液浓度定期检查,保质期到期前必须提前更换; 3、采用钝化处理技术进行铜丝绞合挤压绝缘工艺; 4、树立质量意识,加强业务培训,让操作人员了解铜丝氧化的不良后果。 (
来源:网络,侵删
)