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關于電纜交聯的方式,什么是化學交聯?

日期:2020/10/18 10:39:50  作者:天津金山線纜  來源:銷售處

 天津金山電纜銷售處:關于電纜交聯的方式有哪幾種,什么是化學交聯?電纜的交聯方式有三種,分別是惰性氣體交聯―干法化學交聯、硅烷化學交聯―溫水交聯、輻照交聯―物理交聯。前兩種都稱為化學交聯。

電纜的交聯方式之化學交聯的優勢是成本低,不需要投入大量的資金購買設備,只需要采購相應的交聯劑,即可生產交聯電線電纜產品。第三種物理交聯方式即輻照交聯,需要用到高能電子束設備。

交聯電纜

交聯的方式分為兩大類,即化學交聯和物理交聯。而化學交聯又分為干法交聯和溫水交聯 二種。干法交聯的方法是在溫度達300-400℃的高壓氣體中,經過一定的時間使聚乙烯分子鏈交聯。在此狀況下,氫氧化物已分解為金屬氧化物和水,因此電纜表面將出現裂紋及水泡,所以干法交聯的方法是不可用于低煙無鹵材料的。

溫水交聯的方法是將電線電纜置于90℃的溫水中浸泡5至7小時,在此狀況下,氫氧化物將吸收大量的水份,導致絕緣電阻下降,直接影響到電纜的綜合性能。

物理交聯又稱輻照交聯,是利用電子加速成器產生的高能量電子束流,轟擊絕緣層及護套,將高分子鏈打斷,被打斷的每一個斷點稱為自由基。自由基不穩定,相互之間要重新組合, 重新組合后由原來的鏈狀分子結構變為三維網狀的分子結構而形成交聯,此交聯方式既無高溫又無水,既能使聚烯烴交聯,又不影響阻燃性能和電氣性能,所以低煙無鹵聚烯烴材料只能采用輻照的方式交聯,別無選擇。

 

目前市場交易的交聯料有以下三種:化學交聯(硅烷交聯);溫水交聯;輻照交聯;化學交聯和溫水交聯一般用于中壓纜(電力纜),它是以PE為基料,加上交聯引發劑+抗氧劑+潤滑劑等加工助劑混合而成;溫水交聯是將電線做好后放入存有溫水的水池中泡煮從而進行交聯,這類工藝操作比較麻煩,現在很少在使用。大部分做中壓纜的廠家都會選硅烷交聯料。硅烷交聯料目前有兩種:一步法和兩步法。一步法是將各種材料直接混合一起不經過擠出造粒,直接打包交予客戶,客戶使用時造粒和擠出同步進行,線纜制成后自然交聯。兩步法是:造粒廠將電纜料制成A料和B料兩種,A料和B料里面分別加有引發劑,客戶在使用時將A料和B料混拌在一起進行擠出,制成的線纜自然交聯。這類料制成的線纜一般線徑比較大,其外被用PVC或低煙無鹵,大家碰到這類客戶留意這點;而我司目前批量銷售的是輻照交聯料,這種料是用EVA+PE+引發劑+抗氧劑+助劑混合而成,客戶制成線纜后要進行電子加速器進行照射進行交聯,這類料制成的線纜線徑比較細,如:電子線;汽車線,機車纜,光伏纜,布電線等等;一般絕緣和護套都會使用到,執行的標準:JB/T10436-2004機械部和UL。價格也比硅烷交聯料要高許多。以上的三種交聯料屬于熱固型,主要目的起到耐溫能力和耐刮磨性。以上大家順便知悉。

 

輻照交聯低煙無鹵耐熱電線電纜的綜合性能

電氣性能

絕緣電阻常數(90℃):17.6MΩ.km。

阻燃性能(無鹵、低煙特性)

a. 氧指數為38。

b. 電纜燃燒時氣體逸出試驗:絕緣PH 值為6.74;絕緣電導率為1.18。

c. 電纜燃燒時煙濃度試驗(透光率):97%。

機械物理性能(耐高溫特性)

a. 135℃、168h 空氣箱老化試驗:老化后抗張強度保留率為106%;老化后斷裂伸長率保留率為90%。 b. 延伸試驗(200℃.15min ):負載下伸長率為≤175%;冷卻后永久變形率為≤15%。

輻照交聯電纜

備注:保留率-如果物體原來的抗張強度為10公斤/cm2,老化后的抗張強度為10.6公斤/cm2 ,此物體老化后的抗張強度保留率為106%。

低煙無鹵阻燃聚烯烴電纜 : 低煙無鹵阻燃聚烯烴電纜在火焰燃燒情況下產生極少煙霧,釋放的氣體不含鹵元素,無毒(低毒)。當火災發生時,可大大減少對儀器、設備對人體的危害,因而被廣泛用于高層建筑、醫院、大型圖書、體育館、防災指明揮調度樓、車站和民用機場、旅客候車室、重點文物保護場以及地鐵、地下商場或人工密集的公共場所。

 

輻照交聯低煙無鹵電線電纜簡易識別方法

輻照交聯低煙無系列電線電纜自一九九八年試制成功并于二零零四年被授予《發明專利證書》(專利號ZL 02 1 16893.8)后以其獨特的綜合電氣物理性能得到廣大電工、電器從業人員的廣泛認同并在北京人民大會堂、北京奧運主體工程等一系列國家大型標志性建筑中得到應用,表現出良好市場前景。

然而令人擔憂的是近來發現一些仿制甚至假冒該產品的現象,嚴重威脅重點建設項目的工程質量和工程形象。本人也多次接到有關人員的咨詢,詢問如何在從業過程是簡易識別輻照交聯低煙無鹵系列電線電纜。現就有關各方咨詢意見和本發明人在研發過程的的一些經驗作一些總結,供業內人士參考:

1、產品名稱區別:該產品全稱為:電纜----輻照交聯低煙無鹵阻燃聚乙烯絕緣低煙無鹵阻燃聚乙烯護套電力電纜;電線---輻照交聯低煙無鹵阻燃聚乙烯絕緣電線電纜。仿制品一般情況下名稱都會有一點區別,如輻照交聯聚乙烯絕緣低煙無鹵護套阻燃電力電纜等等。

2、剝開電纜線芯,用二十瓦電烙鐵燙一下絕緣層應該沒有明顯凹陷,如果有較大凹陷剛說明絕緣層使用的材料或者工藝存在缺陷;或者用打火機燃燒,正常情況應該是較難點燃,長時間燃燒后電纜的絕緣層仍然比較完整,沒有濃煙和刺激性氣味,直徑有所增加。如很容易點燃,則可以認定電纜的絕緣層沒有使用低煙無鹵材料(很可能是聚乙烯或者交聯聚乙烯);如有較大煙霧則說明絕緣層使用的是含鹵材料;如果長時間燃燒后絕緣表面脫落嚴重,直徑沒有明顯增加,說明沒有進行合適的輻照交聯工藝處理。

3、熱水浸泡:把線芯或者電纜放在90℃的熱水中浸泡,正常情況下絕緣電阻不會急速下降并保持在0.1兆歐公里以上。如絕緣電阻急速下降甚至于低于0.009兆歐公里, 則說明沒有經過合適的輻照交聯工藝處理。(聚乙烯或者交聯聚乙烯絕緣不適用此方法辯別,可以用上述第二條的方法進行辯別)。

4、密度比較:低煙無鹵材料密度比水大。可以剝下少許絕緣層放入水中,浮在水面上方的一定不是低煙無鹵材料。 為此,世界先進國家紛紛推出無鹵低煙阻燃材料替代產同的PVC ,并制定了相關的標準,歐美,日本已經在民用電線中全面推廣。我們國家也制定了相應的標準,如國家制定了GB/T19666-2005 《阻燃和耐火電線電纜通則》,國家公安部制定了GA306.1-2001 《阻燃及耐火電纜:塑料絕緣阻燃及耐火電纜分級和要求》,機械工業部制定了JB/T 10491-2004 《額定電壓450、750V 及以下交聯聚合物絕緣電線和電纜》,上海市制定了工程建設規范DGJ08-93-2002 J10166-2002) 《民用建筑電線電纜防火設計規程》等系列標準,低煙無鹵阻燃電線已經在機場、地鐵、大型建筑、政府工程中大量采購。

 

交聯電纜工藝性能

2017-12-03

一、概念

交聯電纜通常是指電纜的絕緣層采用交聯材料。最常用的材料為交聯聚乙烯(XLPE )。交聯工藝過程是將線性分子結構的聚乙烯(PE )材料通過特定的加工方式,使其形成體型網狀分線結構的交聯聚乙烯。使得長期允許工作混充由70℃ 提高到90℃ (或更高),短路允許溫度由140℃ 提高到250℃ (或更高),在保持其原有優良電氣性能的前提下,大大地提高了實際使用性能。

 

二、交聯工藝方式

目前電纜行業生產交聯電纜的工藝方式分為三類:第一類 過氧化物化學交聯,包括飽合蒸氣交聯、

惰性氣體交聯、熔鹽交聯、硅油交聯,國內均采用第二種即干法化學交聯;第二類 硅烷化學交聯;第三類 輻照交聯。

1、惰性氣體交聯――干法化學交聯

采用加入過氧化合物交聯劑的聚乙烯絕緣材料,通過三層共擠完成導體屏蔽層――絕緣層――

絕緣屏蔽層的擠出后,連續均勻地通過充滿高溫、高壓氮氣的密封交聯管完成交聯過程。傳熱媒體為氮氣(惰性氣體),交聯聚乙烯電氣性能優良、生產范圍可達500KV 級。

2、硅烷化學交聯――溫水交聯

采用加入硅烷交聯劑的聚乙烯絕緣材料,通過1+2的擠出方式完成異體屏蔽層――絕緣層――絕緣屏蔽層的擠出后,將已冷卻裝盤的絕緣線芯浸入85-95℃ 熱水中進行水解交聯,由于濕法交聯會影響絕緣層中的含水量。一般最高電壓等級僅達10KV 。

3、輻照交聯――物理交聯

采用經過改性的聚乙烯絕緣料,通過1+2的擠出方式完成異體屏蔽層――絕緣層――絕緣屏蔽層

的擠出后,將冷卻后的絕緣線芯,均勻通過高能電子加速器的輻照掃描窗口完成交聯過程。輻照交聯電纜料中不加入交聯劑,在交聯時是由高能電子加速器產生的高能電子束有效穿透絕緣層,通過能量轉換產生交聯反應的,因為電子帶有很高的能量,而且均勻地穿過絕緣層,所以形成的交聯鍵結合能量高,穩定性好。表現出的物理性能為,耐熱性能優于化學交聯電纜。但由于受加速器能量級的限制(一般不超過3.0Mev 電子束有效穿透厚度為10mm 以下,考慮幾何因數,生產電纜的電壓等級僅能達到10KV ,優勢在6KV 以下。

 

三、輻照交聯電纜特性,什么是化學交聯。

電纜絕緣材料的老化壽命主要取決于其熱老化壽命,它是在熱作下絕緣材料內所發生的熱氧氧化、熱裂解、熱氧化裂解,縮聚等化學反應的速度所決定的,因此絕緣材料的熱老化壽命直接影響著電纜的使用壽命,按照化學反應動力學推導及人工加速熱老化試驗測得的(20-30年)輻照交聯電纜長期允許工作溫度為:

1、電力電纜 YJV 0.6/1KV 116℃

若按額定工作溫度105℃ 推導,其熱老化壽命超過60年。

若按額定工作溫度90℃ 推導,其熱老化壽命超過100年。

2、架空絕緣電纜 JKLYJ 10KV 122℃

架空絕緣電纜在露天空中敷設,絕緣材料的耐環境及耐輻射性更顯重要。輻照交聯絕緣材料要經

過輻照加工,其本身就具有很好的耐輻射能力,交聯生產過程中所施加的輻照劑量距其破壞

劑量留有很大安全裕度。聚乙烯輻射破壞劑量為1000KGY ,而加工劑量約為200KGY ,加之特殊配方改進,在相當寬的范圍內仍是受輻射交聯狀態,所以在較長的前期使用過程中受到輻射其性能會有所提高。

四、什么是化學交聯,常用塑料絕緣電纜性能對比:

目前在電纜生產中,最常用的絕緣塑料有聚乙烯和聚氯乙烯,其中聚乙烯材料具有更好的電氣性能及較好的交聯性,因此而發展了多種工業交聯生產工藝,化學交聯和輻照交聯。除下表性能以外,在生產和敷設過程中,目前所常用的交聯電纜的絕緣層都表現為硬度和強度較大(常溫下),特別是比聚氯乙烯絕緣剝離難度增大。由于輻照交聯電纜的交聯性能最好、交聯度最高,相對而言剝離強度也最大。如果交聯電纜絕緣層的剝離比較容易(類似于聚氯乙烯),那必然是交聯度不夠或沒有交聯。通常情況下,溫水交聯工藝生產的交聯電纜,出現交聯度不夠的情況較多,原因是該類產品本來交聯度就相對較低,而且交聯工藝非連續、不能自動控制,受人為因素影響很大,容易發生欠交聯。

以上是由金山為您整理的關于化學交聯的相關知識。

 


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