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    塑料絕緣電力電纜制造的工藝流程是根據(jù)每一種產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、涉及的工藝、使用的設(shè)備等按順序排列而成的工藝路線。

    低壓電力電纜工藝流程：

    單芯非鎧裝電纜：銅桿—單絲拉制—退火軟化—導(dǎo)體絞合(圓形緊壓或成型導(dǎo)體)—絕緣(聚氯乙烯及硅烷交聯(lián)聚乙烯絕緣)—外護(hù)套—成品檢驗—包裝、入庫、發(fā)運(yùn)。

    單芯鎧裝電纜：銅桿—單絲拉制—退火軟化—導(dǎo)體絞合(圓形緊壓或成型導(dǎo)體)—絕緣(聚氯乙烯及硅烷交聯(lián)聚乙烯絕緣)—內(nèi)襯層—鎧裝層(非磁性雙鋼帶或非磁性鋼絲鎧裝)—外護(hù)套—成品檢驗—包裝、入庫、發(fā)運(yùn)。

    多芯(2-5芯)非鎧裝電纜：銅桿—單絲拉制—退火軟化—導(dǎo)體絞合(圓形緊壓或成型導(dǎo)體)—絕緣(聚氯乙烯及硅烷交聯(lián)聚乙烯絕緣)—成纜繞包—外護(hù)套—成品檢驗—包裝、入庫、發(fā)運(yùn)。

    多芯(2-5芯)鎧裝電纜：銅桿—單絲拉制—退火軟化—導(dǎo)體絞合(圓形緊壓或成型導(dǎo)體)—絕緣(聚氯乙烯及硅烷交聯(lián)聚乙烯絕緣)—成纜繞包—內(nèi)襯層—鎧裝層(雙鋼帶或鋼絲鎧裝)—外護(hù)套—成品檢驗—包裝、入庫、發(fā)運(yùn)。

    中壓電力電纜工藝流程：

    單芯非鎧裝電纜：銅桿—單絲拉制—退火軟化—導(dǎo)體絞合(圓形緊壓)—三層共擠(導(dǎo)體屏蔽+XLPE絕緣+絕緣屏蔽)—金屬屏蔽—外護(hù)套—成品檢驗—包裝、入庫、發(fā)運(yùn)。

    單芯鎧裝電纜：銅桿—單絲拉制—退火軟化—導(dǎo)體絞合(圓形緊壓)—三層共擠(導(dǎo)體屏蔽+XLPE絕緣+絕緣屏蔽)—金屬屏蔽—內(nèi)襯層—鎧裝層(非磁性雙鋼帶或非磁性鋼絲鎧裝)—外護(hù)套—成品檢驗—包裝、入庫、發(fā)運(yùn)。

    3芯非鎧裝電纜：銅桿—單絲拉制—退火軟化—導(dǎo)體絞合(圓形緊壓)—三層共擠(導(dǎo)體屏蔽+XLPE絕緣+絕緣屏蔽)—金屬屏蔽—成纜繞包—外護(hù)套—成品檢驗—包裝、入庫、發(fā)運(yùn)。

    3芯鎧裝電纜：銅桿—單絲拉制—退火軟化—導(dǎo)體絞合(圓形緊壓)—三層共擠(導(dǎo)體屏蔽+XLPE絕緣+絕緣屏蔽)—金屬屏蔽—成纜繞包—內(nèi)襯層—鎧裝層(雙鋼帶或鋼絲鎧裝)—外護(hù)套—成品檢驗—包裝、入庫、發(fā)運(yùn)。

一、單絲拉制

1. 線材拉伸是指線坯通過�？自谝欢ɡ�力的作用下，發(fā)生塑性變形，使截面減少、長度增加的一種壓力加工方法。單絲拉伸具有以下特點(diǎn)：

1）拉伸的線材有較精確的尺寸，表面光潔。

2）能拉伸大長度和各種直徑的線材。

3）以冷壓力加工為主，拉伸工藝、工具、設(shè)備簡單，生產(chǎn)效率高。

2. 單絲拉線模

    拉線模是拉線過程中最重要的工具。線模的主要部分是模孔，一般由互相圓滑連接的潤滑區(qū)、工作區(qū)、定徑區(qū)和出口區(qū)四個區(qū)域組成。

1）潤滑區(qū)：潤滑劑在這里停留并被帶入工作區(qū)。

2）工作區(qū)：金屬在這個區(qū)域內(nèi)實現(xiàn)變形(變細(xì)、變長)，實際與金屬接觸的部分叫做變形段。

3）定徑區(qū)：是拉線尺寸準(zhǔn)確，外形符合工藝要求，�？字睆郊炊◤絽^(qū)直徑。

4）出口區(qū)：不刮傷從定徑區(qū)出來的線材，同時防止停機(jī)線材回彈引起斷線。

3.單絲拉制的工藝要點(diǎn)：

1）銅線拉制工藝要點(diǎn)：⑴凡拉制出線模及規(guī)格時，應(yīng)仔細(xì)測量線徑和檢查單線的表面質(zhì)量；⑵排線應(yīng)整齊、張力應(yīng)均勻；⑶確保潤滑劑符合要求，并潤滑適當(dāng)；⑷單線斷線的情況下，應(yīng)焊接牢固、平整，確保結(jié)構(gòu)尺寸和表面質(zhì)量；⑸拉制較細(xì)單絲時，出線口應(yīng)墊羊毛氈或絨布，以便及時去除銅屑或毛刺；⑹裝盤過程中，其最高點(diǎn)離盤邊距離應(yīng)符合相關(guān)要求，不得過滿。

2）鋁線拉制工藝要點(diǎn)：⑴鋁桿表面不允許有水分，否則，在第一道模處就會拉斷或拉毛；⑵應(yīng)使用鋁線專用模，鋁線模的工作錐角比銅線錐角大；⑶拉制鋁線的潤滑劑應(yīng)專用，不允許與銅線的潤滑劑混用；⑷鋁線表面不應(yīng)有油污，否則會影響下道工序的產(chǎn)品質(zhì)量。

二、退火軟化
1. 熱處理的作用

    金屬經(jīng)過冷加工，晶粒形狀及其方位等均發(fā)生變化，其性能也發(fā)生變化，因此在許多情況下都需要對冷加工的金屬進(jìn)行熱處理，使金屬恢復(fù)冷加工前的性能或達(dá)到使用的要求。在電力電纜生產(chǎn)過程中，一般由以下幾種情況的熱處理：
1）使經(jīng)過冷加工硬化的金屬的塑性恢復(fù)到冷加工之前的水平，以便繼續(xù)拉制；即中間退火。
2）為了使拉線的成品恢復(fù)拉先前的電氣和機(jī)械性能；即成品退火。
3）為了得到高強(qiáng)度的線材，對拉制產(chǎn)品(如鋁鎂硅合金線)進(jìn)行淬火。
2. 金屬退火的基本原理：

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    金屬經(jīng)冷加工塑性變形后，內(nèi)部晶粒破碎，晶格畸變，存在殘余內(nèi)應(yīng)力，因此是不穩(wěn)定的。它有向穩(wěn)定性發(fā)展的自發(fā)趨勢，但是在常溫下原子的擴(kuò)散能力很弱，變化很難進(jìn)行。將冷變形的金屬進(jìn)行加熱，使原子動能增加，促使其發(fā)生變化，使金屬恢復(fù)冷加工前的性能。
    金屬退火的過程，可分為以下三個階段：

1）晶格回復(fù)階段：當(dāng)加熱溫度不高（低于最低再結(jié)晶溫度）時，原子擴(kuò)散能力尚低，雖有微小擴(kuò)散，卻不會引起組織變化。但由于原子有了微小的擴(kuò)散，能使晶格畸變程度大為減輕，從而使內(nèi)應(yīng)力大大下降，導(dǎo)電性及耐腐性等均有顯著提高。機(jī)械性能變化不大。這個階段稱為回復(fù)階段，也叫應(yīng)力退火。

2）再結(jié)晶階段：冷變形金屬加熱到較高溫度時，將形成一些晶格方位與變形晶粒不同，內(nèi)部缺陷較小的等軸(各方向直徑大致相同)小晶粒，這些晶粒不斷向周圍的變形組織中擴(kuò)展長大，直到金屬的冷變形組織全部消失為止。這個過程稱為金屬的再結(jié)晶。
    冷變形金屬經(jīng)過再結(jié)晶，由于冷變形而產(chǎn)生的晶格畸變等缺陷及內(nèi)應(yīng)力完全消除，因而強(qiáng)度下降，導(dǎo)電率提高，塑性和韌性增加。冷加工硬化狀態(tài)得到徹底改善。
  

3）再結(jié)晶后的晶粒成長階段：冷變形金屬在剛完成再結(jié)晶的過程中，一般都能獲得細(xì)小而均勻的晶粒，隨著加熱溫度的提高或延長保溫時間，再結(jié)晶后的晶粒還要互相吞并而長大，使晶粒變粗，機(jī)械性能變壞這個過程稱為聚集再結(jié)晶。這種晶粒金屬的強(qiáng)度和塑性均下降。所以，過高的加熱溫度或過長的保溫時間，均能引起"加熱"或"過燒"。
   
    在生產(chǎn)實際中，去應(yīng)力退火溫度相當(dāng)于最低再結(jié)晶溫度，再結(jié)晶退火溫度比最低再結(jié)晶溫度高100-200℃。退火時保溫時間的長短，應(yīng)能使整個金屬體積內(nèi)的再結(jié)晶過程得以充分進(jìn)行，它與加熱溫度、金屬材料的體積和加熱方式等相關(guān)。
    銅和鋁退火后的冷卻速度，一般認(rèn)為對產(chǎn)品的性能基本上沒有影響，因而可以采用水冷、風(fēng)冷或空氣自然冷卻等方式。由于銅的表面氧化物較稀松，可以不斷氧化，因此銅線退火必須在無氧的環(huán)境下進(jìn)行，可以抽真空或充不含硫的保護(hù)氣體(惰性氣體、中性氣體)。

3.退火工藝：
    銅、鋁線的退火可分為間歇式和連續(xù)式兩大類。所用的退火爐也較多，常見的有：
（1）間歇式退火爐：①地坑罐式退火爐；②鐘罩式電熱退火爐；③熱風(fēng)循環(huán)式退火爐。
（2）連續(xù)式退火爐：①電熱氣體保護(hù)退火爐；②水封式電熱退火爐；③接觸式連續(xù)退火(即連續(xù)退火大拉機(jī))。
    使用退火爐進(jìn)行導(dǎo)體退火時，主要應(yīng)保證容料罐內(nèi)無氧的條件。抽真空后，罐內(nèi)殘余氣體壓力應(yīng)控制在-0.1MPa以下，充保護(hù)氣體后應(yīng)控制在0.03-0.05MPa范圍內(nèi)。
    接觸式連續(xù)退火裝置是一種單線式通電連續(xù)退火設(shè)備。該裝置一般裝在拉線機(jī)上最后拉線輪與收線盤之間，構(gòu)成拉線—退火—收線的連續(xù)退火大拉機(jī)組。拉制出的線徑經(jīng)過幾個通有直流電的金屬滾輪，導(dǎo)線與滾輪接觸時電流通過導(dǎo)線，利用導(dǎo)線本身的電阻進(jìn)行加熱退火。

三、絞線
    電力電纜的導(dǎo)電線芯有兩種絞合方法：無退扭絞合和有退扭絞合。
    采用有退扭方法絞成的線芯沒有扭轉(zhuǎn)內(nèi)應(yīng)力，故多用于不緊壓的絞線，以避免因有內(nèi)應(yīng)力在單線斷裂時散開。
    沒有退扭的驕傲和多用于緊壓型線芯，因為自扭產(chǎn)生的殘余應(yīng)力是彈性變形，壓型為塑性變形，因此經(jīng)過緊壓后內(nèi)應(yīng)力即可消失。
1. 絞合方向
    裸絞線的扭絞方向不論是同心絞合還是復(fù)絞，其最外層都規(guī)定為右向(Z形)；絕緣導(dǎo)體的絞合最外層為左向(S形)。無論右向還是左向，其相鄰層絞向必須相反。
2. 并線模
    并線模是絞線的重要控制點(diǎn)。絞線的直徑均勻性，有無蛇形、缺根、跳蹦現(xiàn)象均在此表現(xiàn)出來。
    并線模的作用是使絞合線芯定徑成型，經(jīng)驗表明：并線模的孔徑比計算外徑略小0.1-0.3mm為合適。
3. 緊壓
    緊壓工序主要用于絕緣導(dǎo)體的絞合，裸電線一般不緊壓。

（1）導(dǎo)體緊壓的目的如下：
    1）增大填充系數(shù)，縮小導(dǎo)體的幾何尺寸，節(jié)約絕緣和護(hù)層材料。
    2）提高導(dǎo)體表面光滑度，均勻?qū)�體表面電場。
    3）減少電纜中形成空隙的機(jī)會。
（2）緊壓工藝：圓形緊壓導(dǎo)體與非緊壓導(dǎo)體相比，外徑可縮小7.2%-9.17%，填充系數(shù)（正規(guī)絞合）可由75%提高到90%-93%。

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四、擠塑
    1. 擠塑機(jī)工作原理：
    利用特定的螺桿，在加熱的機(jī)筒中旋轉(zhuǎn)，將由料斗中送來的塑料向前擠壓，使塑料均勻地塑化(即熔融)，通過機(jī)頭和不同形狀的模具，使塑料擠壓成連續(xù)性的所需要的各種形狀的材料。
    擠出過程中，塑料將經(jīng)過如下三個階段：
    (1) 塑化階段：又稱壓縮階段。在機(jī)筒內(nèi)完成，經(jīng)過螺桿的選裝，使塑料由固體的顆粒狀變成可塑性的粘流體。
    (2)成型階段：在機(jī)頭內(nèi)進(jìn)行，由螺桿旋轉(zhuǎn)和壓力的作用，把粘流體推向機(jī)頭，經(jīng)過機(jī)頭內(nèi)的模具，使粘流體成型為所需要的各種尺寸及形狀的擠包材料。機(jī)頭的模具起成型作用，而不是定型作用。
    (3)定型階段：在冷卻水槽中進(jìn)行，塑料經(jīng)過冷卻后，使塑性狀態(tài)變?yōu)槎ㄐ偷墓腆w狀態(tài)。
    2. 擠塑模具的類型及工藝特性
    電線電纜生產(chǎn)中使用的模具(包括模芯和模套)主要形式有三種：擠壓式、擠管式、半擠壓式(或半擠管式)。

    (1)擠壓式模具：是靠壓力實現(xiàn)產(chǎn)品成型的，所以擠壓式成型的產(chǎn)品密實。模芯與模套配合角度差決定最后壓力的大小，影響膠層質(zhì)量和擠出量；模芯與模套的尺寸決定擠出產(chǎn)品的幾何形狀和表面質(zhì)量。
    擠壓式模具選配尺寸要求很嚴(yán)，成本高、擠出量低，所以除要求絕緣結(jié)構(gòu)密實和擠出拉伸比小的以外，大都采用擠管式代替擠壓式。
    (2)擠管式模具：在膠料包覆于線芯之前，由于模具的作用形成管狀，然后經(jīng)拉伸后包覆于線芯表面。擠管式模具比擠壓式模具具有以下優(yōu)點(diǎn)：
    1）可充分利用塑料的可拉伸特性，擠出厚度遠(yuǎn)大于所需厚度，所以出現(xiàn)速度可依拉伸比的不同而有所提高。
    2）包覆厚度的均勻性只與模套的同心度有關(guān)，不會因線芯形狀的改變或彎曲變形而致包覆厚度偏芯。
    3）塑料經(jīng)拉伸而取向，從而提高了機(jī)械強(qiáng)度、結(jié)晶度及耐龜裂性。
    4）模具與線芯間隙較大，可減少模具磨損和劃傷線芯。
    5）模具的通用性較大。
    擠管式與擠壓式相比不足之處：擠塑密度小，膠層與線芯結(jié)合緊密型差。增加拉伸比可提高密度，抽空擠出可提高膠層與線芯的緊密程度。
    (3)半擠壓(或半擠管)式模具：通常用于大規(guī)格絕緣擠包和內(nèi)護(hù)套或外護(hù)套的擠包。

3. 模具的選配：
    模具配置的是否合理，直接影響擠出的質(zhì)量和產(chǎn)量，因此配模是重要的操作技能之一。
    擠壓式模具的選配，主要依據(jù)線芯選模芯，依成品外徑選模套，根據(jù)塑料工藝特性定模芯、模套角度及角度差、定徑區(qū)長度等。
    計算式模具的選配，主要是根據(jù)拉伸比(所謂拉伸比就是塑料在模口處的圓環(huán)面積與包覆于電線電纜上的圓環(huán)面積之比，即模芯模套所形成的間隙面積與電線電纜擠出標(biāo)稱厚度截面積的比值)配模。
     
    其中：D1-為模套孔徑(mm);D2-為模芯出口處外徑(mm);d1-為擠包后制品外徑(mm);d2-為擠包前制品直徑(mm);
    不同塑料的拉伸比K也不一樣，如聚氯乙稀K＝1.2～1.8、聚乙烯K＝1.3～2.0，由此可確定模套孔徑。但此方法計算較為繁瑣，一般多用經(jīng)驗公式配模。

 

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