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济南电缆铜氧化问题怎么处理

  金属铜的原子序数为29,属于过渡金属,密度为8.92克/立方厘米,熔点为1083.4℃。它具有良好的导热性和导电性。然而,在潮湿的空气中,金属铜的表面与氧气发生化学反应,形成Cu2(OH)2CO3,即铜绿。通常电缆厂的铜氧化,说明铜导体表面发黑,困扰着很多电缆企业。
  通过日常的生产观察和大量的数据调查,我们发现通过选择优质的铜棒,有效控制拉拔过程和乳化液的浓度和温度,钝化铜导线的绞合或绞合铜线表面,优化后续工艺,可以有效控制电缆铜导线的质量,防止氧化,大大提高工作效率,减少返工次数,达到降低成本和提高内部产品质量的有益效果。摘要:以中压电力电缆生产为例,从铜棒进厂、储存、拉拔、捻制、内芯储存到绝缘挤压,分析了每一步的有效控制措施。
1.中压电力电缆生产过程中铜导体的抗氧化控制
  电缆用金属铜原则上主要包括物理方法防止铜与潮湿空气接触,阴极保护氧化还原法防止铜导体氧化,化学方法在铜导体表面产生钝化膜防止氧化,或在导体表面喷洒专用液体保护。以中压电力电缆生产为例,介绍了各工序防氧化控制的主要方法。
1.1铜棒进厂前的运输、检验和储存
   国内大部分电缆企业基本都采购铜,但大多往往忽视了进厂前对运输过程的控制。江南沿海地区(江浙闽粤)夏季漫长多雨,铜棒基本都是用重卡运到公司。据笔者了解,很多电缆企业并没有制定铜杆供应商的运输规范、夏季雨天的包装规范等相应的制度,往往导致铜杆供应商发货时没有氧化发黑,到了电缆企业用户面前却出现了铜杆。
  铜棒的进货检验基本按照GB/T3048.2或电缆企业的企业标准进行,手续严格。铜杆的储存一般由电缆企业放在仓库中,有严格的储存管理方法。铜杆存放时,尤其是夏季雨天,必须用塑料布或塑料薄膜覆盖,采用最简单的物理屏障方法,防止铜杆与潮湿空气接触,电缆企业往往会忽略这一点。车间收集铜棒时,要逐个目测是否有发黑现象,从生产源头控制。
1.2铜杆拉拔过程的控制
   现阶段以电力电缆最常用的8mm铜棒为例。现在拉丝普遍采用连续退火铜拉丝,需要经过放线、拉丝退火、冷却、烘干、收线等工序。先选择相应规格的模具,不能太小。如果太小,金属铜的晶格变异会被强迫,加剧金属温度的急剧上升。
   启动前检查乳化液的浓度,确保浓度达标。放线时,放线张力应稳定均匀,无过度振动(振动在所难免)。拉丝过程中,操作人员应密切注意退火温度的变化。拉丝后,导体变硬,伸长率降低,导体的DC电阻率增加。拉丝打圈时,铜导线表面不应有残留的乳化液。这里操作人员需要用肉眼识别,拉丝后用透明塑料薄膜密封。新拉的导体表面温度高于室温,在雨季可能导致潜在的氧化风险。
1.3铜线绞合(束绞)和化学交联挤压工艺
  以铜线捻制为例,导线捻制过程中,每根单丝都是通过规则捻制或不规则捻制等方式进行捻制。,每次模压后金属铜晶格的结构发生变化。在强外力的作用下,包覆成型后的铜导体温度比包覆成型前大大提高,尤其是致密导体和扇形导体。目前捻线机没有在线退火或冷却装置,所以铜导体外层容易氧化。加捻前,选择合适的加捻模具、压轮和扇形导体。调节收线和放线的张力。设备调整完成后,操作人员目视观察放线架上铜线和中心铜线的表面光洁度,确保无明显黑点,然后启动机器。
  一般电缆企业都会在加捻过程中应用抗氧化剂(框架捻线机和笼型捻线机)。抗氧化剂的配方约为0.3%苯并三唑醇溶液。操作方法是将抗氧化剂混入工业酒精中,用输液软管滴入铜丝中。滴落标准是以刚刚润湿的铜线为基础,避免局部电位氧化过少或浪费过多。所有抗氧化工作准备妥当后,启动运行。
  收线位置应确保收线盘干燥。收线盘满后,用透明塑料膜密封。类似铜丝拉丝,很多电缆企业也省略了这一步。如果这一步造成铜导体氧化,对低压电缆的影响还是很小的,对超高压电缆的影响是不可想象的。铜导体经拉拔、捻制、贮存后,金属铜的晶格形态已基本稳定。化学交联是指在交联剂、抗氧剂、偶联剂的条件下,将XLPE均匀挤压在铜导体上。在启动装有铜导线的放线盘之前,调整放线张力,以确保设备的平稳运行。

  国内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,要保持金属铜的还原性。在日常生产中,以下措施可以降低铜导体氧化的概率:
1)选用优质金属铜棒,规范供应商的运输和交货流程及制度,铜棒到达公司后采用透明塑料薄膜密封措施,铜导体拉绞后采用透明塑料薄膜密封措施;
2)采用合适的铜拉丝工艺,定期检查拉丝机退火部位,优先选用含有抗氧化剂的拉丝油,定期检查乳化液浓度,在保质期到期前提前更换;
3)铜线绞合和挤压绝缘过程中采用钝化技术;
4)树立质量意识,加强业务培训,使以上工序操作人员意识到铜线氧化带来的不良后果。

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