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電纜銅導體防氧化的控制方法

信息來源：www.szxinzhide.net.cn 2015-09-06 09:00:48

金屬銅原子序數為29，密度是8.92g/cm3，熔點1083.4℃，具有良好的導熱和導電性能，但在潮濕的空氣中金屬銅表面與氧氣發生化學反應，生成Cu2(OH)2CO3，即銅綠，通常電纜生產廠中銅氧化多顯示表面發黑，正是這種電纜銅導體表面氧化現象的存在，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，通過銅桿選擇、有效控制拉絲工藝及乳化液濃度和溫度、鈍化處理銅導體絞合或束絞銅絲表面、后續工序優化處理等手段，會有效控制電纜銅導體的質量、防止其氧化，會的提高工作效率，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。本文中將以廣東珠江電線電纜生產為例，從銅桿抵達生產廠、儲存、拉絲、絞合、內芯存放到絕緣擠出，對每個步驟有效控制措施進行分析。
　　電纜銅導體
　　一、電線電纜生產過程中的銅導體防氧化控制
　　電纜用金屬銅從原理上講主要有物理方法阻隔銅與潮濕空氣接觸、陰保護氧化還原法阻止銅導體氧化、化學方法在銅導體表面生產鈍化膜阻止氧化，抑或在導體表面噴涂特殊液體予以保護。以廣東珠江電線電纜生產為例，每道工序防氧化控制的主要方法。

　　 1.1銅桿進廠前運輸、檢測及儲存
　　我國大多數電纜企業用銅基本外購，而多數企業往往忽視了銅桿進廠前運輸過程的控制，在江南及沿海地帶（江浙、閩粵）夏季較長且多雨，銅桿基本通過重型卡車運輸至公司，通過筆者了解，很多電纜企業沒有制定相應的銅桿供應商運輸規范、夏季雨天包裝規范等制度，這使得往往出現銅桿供應商發貨時銅桿表面完好無氧化發黑，而到達電纜企業用戶面前時則出現銅桿表面發黑現象，帶來了不必要的麻煩。

　　銅桿進廠檢驗基本依照GB/T 3953-2009或電纜企業企標，有嚴格的程序。銅桿的儲存一般電纜企業均放在倉庫里，一般企業有較為嚴格的儲存管理辦法，在銅桿儲存時，尤其是夏季雨天，一定要用塑料布或塑料薄膜覆蓋銅桿，用簡單的物理阻隔法阻止銅桿與潮濕空氣的接觸制，而這一點往往受到電纜企業的忽視。在車間領用銅桿時一定要逐個銅桿卷進行肉眼檢查是否有發黑現象，從生產源頭加以控制。
　　 1.2銅桿拉絲工序的控制
　　本階段以電力電纜常用的8mm銅桿為例，如今拉絲時一般使用連續退火的銅大拉，需經過放線、拉絲與退火、冷卻、烘干、收線等過程，選取對應規格的模具，切不可過小，如過小會強制使金屬銅的晶格變異，加劇金屬溫度的急劇上升。
　　在開機前檢查乳化液的濃度，確保濃度合格，在放線過程中，應保持放線張力穩定、均勻，不可過度顫動（顫動不可避免），拉絲過程中操作者應密切關注退火溫度的變化，拉絲后導體硬化，延伸率變小，導體直流電阻率上升，拉絲候成圈時銅導體表面不應有殘余乳化液，此處需要操作者肉眼識別，在拉絲下盤后用透明塑料薄膜密封，存放于干燥環境之中，待流轉，但多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面溫度高于室溫，如遇雨季會潛在氧化的風險。
　　 1.3銅絲絞合（束絞）與化學交聯擠出工序
　　以銅絲絞合為例，在導體絞合過程中，各單絲以規則絞合或不規則絞合等方式絞合，經過各道壓模作用下，過模后銅導體溫度較過模前有較大提高，尤其是緊壓導體、扇形導體等，且框絞機目前無在線退火或降溫裝置，因此銅導體外層易氧化，在絞合前，選擇合適的絞合模具、緊壓輪、排線器，調整收線與放線張力，設備調整完畢后，操作者肉眼觀察上盤銅絲與放線架中心銅絲的表面光潔度，確保無明顯黑點，再啟動機器。

　　一般電纜企業會在絞合工序（框絞機、籠絞機）中施加抗氧劑，抗氧劑的配方是0.3%左右的苯并三氮唑酒精溶液，操作方法是將抗氧劑融入工業酒精之中，用輸液軟管滴入銅絲中，滴入標準以剛好浸潤銅絲為準，避免過少局部潛在氧化或過多浪費的現象發生，在所有防氧化工作準備穩妥后，再開機運轉。

　　收線處應保證收線盤干燥，收線盤裝滿后，用透明塑料薄膜密封，與銅絲拉制同理，很多電纜企業也省略了此步驟，若此步驟造成銅導體氧化，對低壓電纜影響尚低，對超高壓電纜而言，影響則不堪設想。銅導體在經過拉絲、絞合、儲存后，金屬銅晶格形態已基本穩定。化學交聯即在交聯劑、抗氧劑、耦合劑等條件下，將XLPE均勻的擠包在銅導體上。在將裝滿銅導體的放線盤啟動前，調整收放線張力，保證設備運行平穩。

　　二、總結
　　我國幾乎所有的電纜廠都面臨銅導體氧化的困擾，從金屬銅化學特性講，就是要保持金屬銅的還原性。在日常生產中，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）、選擇質優金屬銅桿，規范供應商運輸、交貨流程與制度，銅桿到公司后，采取透明塑料薄膜密封措施，銅導體拉制、絞合后都應采取透明塑料薄膜密封措施；
　　 2）、采用合適的銅絲拉制工藝，定期檢查拉絲機的退火部件，優先選擇含抗氧劑的拉絲油，定期檢查乳化液濃度，保質期到期前一定提前更換；
　　 3）、銅絲絞合、擠包絕緣工序采用鈍化處理技術；
　　 4）、樹立質量意識，加強業務培訓讓以上工序操作者清楚銅絲氧化帶來的不良后果。