CN113871096B - 一种交联聚乙烯电缆生产过程中停机硫化工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及交联聚乙烯电缆技术领域，尤其涉及一种交联聚乙烯电缆生产过程中停机硫化工艺。其技术方案包括如下操作步骤：S1、在停机之前，导体与机头距离为L时，降低运行速度至V1，降低硫化管的加热温度至T1，当导体与机头距离为1/3L时，再次降低运行速度至V2，再次降低硫化管的加热温度至T2；S2、当导体接近机头时，停机；S3、降低硫化管的加热温度至T3，整体停机保温温度保持在T3，保温时间为t1；S4、停止对硫化管的加热，启动冷却风机，进行冷却，冷却时间为t2；S5、当冷却完成时，打开上密封，续运作走线；S6、拆卸接头，完成停机工序。本发明提供的交联聚乙烯电缆生产过程中停机硫化工艺，确保此段绝缘质量满足性能要求，大量节约成本。
Description
技术领域
本发明涉及交联聚乙烯电缆技术领域，尤其涉及一种交联聚乙烯电缆生产过程中停机硫化工艺。
背景技术
目前国内电缆企业超1.5万家，具备生产中压交联聚乙烯电缆的超万家，其中采用悬链生产线的至少每家1条线，甚至有的厂家2-3条线，根据不同设备型号，每次停机至少需要60-90米不等的停机用线，这段绝缘和导体目前采用的都是直接紧停方式，在管道内的绝缘没有得到硫化，其绝缘的热延伸得不到保证，交联度不合格，无法正常使用，因此造成大量的成本浪费。
发明内容
本发明的目的是提供一种交联聚乙烯电缆生产过程中停机硫化工艺，通过公式计算和工艺验证，使得加热硫化管内的60-90米绝缘进行硫化保温方式，确保此段绝缘质量满足性能要求，大量节约成本，同时高压生产线的立塔和悬链生产的高压电缆也可以借助此工艺进行停机硫化保温方式，保证加热段的交联聚乙烯绝缘进行硫化成型，确保其性能满足电缆的使用要求，同样可以节约大量成本。此工艺适合国内的所有电缆企业。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
本发明提供的一种交联聚乙烯电缆生产过程中停机硫化工艺，包括如下操作步骤：
S1、在停机之前，导体与机头距离为L时，降低运行速度至V1，降低硫化管的加热温度至T1，当导体与机头距离为1/3L时，再次降低运行速度至V2，再次降低硫化管的加热温度至T2；
S2、当导体接近机头时，停机；
S3、降低硫化管的加热温度至T3，整体停机保温温度保持在T3；
S4、停止对硫化管的加热，启动冷却风机，进行冷却；
S5、当冷却完成时，打开上密封，续运作走线；
S6、拆卸接头，完成停机工序。
本发明中采用两段式降温和两段式降低速度，能够确保降低速度过程中的导线依然能够被合理硫化，确保导线的硫化程度复合要求，从而保证了产品的质量。
进一步的，步骤S3中，保温时间t1由公式
计算，其中，t1的单位是min；b为调整单位的常数，取值为1/4，V1和V2的单位是m/min；T是硫化管的正常加热温度，T和T4的单位是℃，T4＝1/2(T1+T2)。
进一步的，步骤S4中，冷却时间t2由公式
计算，其中，t2的单位是min；c为调整单位的常数，取值为1/8，V1和V2的单位是m/min；T3和T4的单位是℃，T4＝1/2(T1+T2)。
本发明中提供过的上述公式，能够使管道的交联聚乙烯绝缘进行重复硫化交联，使得其聚乙烯在一定的温度和压力情况，选择合适的时间内进行保温，和合适的时间进行冷却成型，保证电缆的内部交联聚乙烯重复化学交联，保证交联度符合工艺的要求，正常中压电缆的交联度93％以上，高压电缆在95％以上，这样交联聚乙烯电缆在后期的电气和机械性能上符合规范要求，保证电缆通电负荷使用性能。
进一步的，步骤S1中，
其中a为系数常数。由于停机前运行速度降低，因此导线在硫化管中停留的时间会更长，此时若不降低硫化温度，会导致导线被过硫化，若硫化温度过低，则会导致导线的硫化程度不够，无论是过度硫化还是硫化程度不够，都会导致材料无法达到产品标准，因此，采用本发明提供的公式，能够在停机前的两段式减速过程中，使硫化温度随之调整，以确保硫化过程的合理进行。
进一步的，a为绝缘的平均厚度h与最薄点厚度H的比值，其中，h和H的单位为mm。绝缘的平均厚度与最薄点厚度之间的差距会影响材料内部的硫化程度，因此采用绝缘的平均厚度h和最薄点H作为参数对硫化温度和运行速度的公式进行修饰，能够获得更加精确的硫化温度或运行速度，进而使导线的硫化程度更加符合要求。
进一步的，硫化管内氮气始终保持恒定的压力。
进一步的，步骤S5中，继续运作走线，后面链接的导体采取不挤塑绝缘材料。
进一步的，在步骤S6中，在确保冷却绝缘行进至冷却段拆卸接头，完成停机工序。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
本发明提供的交联聚乙烯电缆生产过程中停机硫化工艺，通过公式计算和工艺验证，使管道的交联聚乙烯绝缘进行重复硫化交联，使得其聚乙烯在一定的温度和压力情况，选择合适的时间内进行保温，和合适的时间进行冷却成型，保证电缆的内部交联聚乙烯重复化学交联，保证交联度符合工艺的要求，正常中压电缆的交联度93％以上，高压电缆在95％以上，这样交联聚乙烯电缆在后期的电气和机械性能上符合规范要求，保证电缆通电负荷使用性能。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，对依据本发明提出的一种交联聚乙烯电缆生产过程中停机硫化工艺，其具体实施方式、特征及其功效，详细说明如后。
实施例1
一种交联聚乙烯电缆生产过程中停机硫化工艺，包括如下操作步骤：
S1、在停机之前，导体与机头距离为60米时，降低运行速度至5.6m/min，降低硫化管的加热温度至290℃，当导体与机头距离为1/3L时，再次降低运行速度至5.4m/min，再次降低硫化管的加热温度至270℃；
S2、当导体接近机头时，停机；
S3、降低硫化管的加热温度至250℃，整体停机保温温度保持在250℃；
S4、停止对硫化管的加热，启动冷却风机，进行冷却；
S5、当冷却完成时，打开上密封，续运作走线；
S6、拆卸接头，完成停机工序。
其中，步骤S3中的保温时间根据公式
得到；t1的单位是min；b为调整单位的常数，取值为1/4，V1和V2的单位是m/min；T是硫化管的正常加热温度，T和T4的单位是℃，T4＝1/2(T1+T2)。
步骤S4中的冷却时间t2由公式
计算得到，其中，t2的单位是min；c为调整单位的常数，取值为1/8，V1和V2的单位是m/min；T3和T4的单位是℃，T4＝1/2(T1+T2)。
实施例2
一种交联聚乙烯电缆生产过程中停机硫化工艺，包括如下操作步骤：
S1、在停机之前，导体与机头距离为60米时，降低运行速度至5.3m/min，降低硫化管的加热温度至290℃，当导体与机头距离为1/3L时，再次降低运行速度至5.1m/min，再次降低硫化管的加热温度至270℃；
S2、当导体接近机头时，停机；
S3、降低硫化管的加热温度至250℃，整体停机保温温度保持在250℃；
S4、停止对硫化管的加热，启动冷却风机，进行冷却；
S5、当冷却完成时，打开上密封，续运作走线；
S6、拆卸接头，完成停机工序。
其中，步骤S3中的保温时间根据公式
得到；t1的单位是min；b为调整单位的常数，取值为1/4，V1和V2的单位是m/min；T是硫化管的正常加热温度，T和T4的单位是℃，T4＝1/2(T1+T2)。
步骤S4中的冷却时间t2由公式
计算得到，其中，t2的单位是min；c为调整单位的常数，取值为1/8，V1和V2的单位是m/min；T3和T4的单位是℃，T4＝1/2(T1+T2)。
实施例3
一种交联聚乙烯电缆生产过程中停机硫化工艺，包括如下操作步骤：
S1、在停机之前，导体与机头距离为60米时，降低运行速度至3.4m/min，降低硫化管的加热温度至285℃，当导体与机头距离为1/3L时，再次降低运行速度至3.2m/min，再次降低硫化管的加热温度至275℃；
S2、当导体接近机头时，停机；
S3、降低硫化管的加热温度至240℃，整体停机保温温度保持在250℃；
S4、停止对硫化管的加热，启动冷却风机，进行冷却；
S5、当冷却完成时，打开上密封，续运作走线；
S6、拆卸接头，完成停机工序。
其中，步骤S3中的保温时间根据公式
得到；t1的单位是min；b为调整单位的常数，取值为1/4，V1和V2的单位是m/min；T是硫化管的正常加热温度，T和T4的单位是℃，T4＝1/2(T1+T2)。
步骤S4中的冷却时间t2由公式
计算得到，其中，t2的单位是min；c为调整单位的常数，取值为1/8，V1和V2的单位是m/min；T3和T4的单位是℃，T4＝1/2(T1+T2)。
实施例4
一种交联聚乙烯电缆生产过程中停机硫化工艺，包括如下操作步骤：
S1、在停机之前，导体与机头距离为L时，降低运行速度至V1，降低硫化管的加热温度至T1，当导体与机头距离为1/3L时，再次降低运行速度至V2，再次降低硫化管的加热温度至T2；
S2、当导体接近机头时，停机；
S3、降低硫化管的加热温度至T3，整体停机保温温度保持在T3；
S4、停止对硫化管的加热，启动冷却风机，进行冷却；
S5、当冷却完成时，打开上密封，续运作走线；
S6、拆卸接头，完成停机工序。
其中，步骤S1中的参数由公式
确定，a为绝缘的平均厚度h与最薄点厚度H的比值，h和H的单位为mm。步骤S3中，保温时间t1由公式
计算，其中，t1的单位是min；b为调整单位的常数，取值为1/4，V1和V2的单位是m/min；T是硫化管的正常加热温度，T和T4的单位是℃，T4＝1/2(T1+T2)。步骤S4中，冷却时间t2由公式
计算，其中，t2的单位是min；c为调整单位的常数，取值为1/8，V1和V2的单位是m/min；T3和T4的单位是℃，T4＝1/2(T1+T2)。
实施例5
一种交联聚乙烯电缆生产过程中停机硫化工艺，包括如下操作步骤：
S1、在停机之前，导体与机头距离为60米时，降低运行速度至2.8m/min，降低硫化管的加热温度至285℃，当导体与机头距离为1/3L时，再次降低运行速度至2.6m/min，再次降低硫化管的加热温度至275℃；
S2、当导体接近机头时，停机；
S3、降低硫化管的加热温度至240℃，整体停机保温温度保持在250℃；
S4、停止对硫化管的加热，启动冷却风机，进行冷却；
S5、当冷却完成时，打开上密封，续运作走线，后面链接的导体采取不挤塑绝缘材料；
S6、后面链接的导体采取不挤塑绝缘材料，完成停机工序。
其中，硫化管内氮气始终保持恒定的压力，步骤S3中的保温时间根据公式
得到；t1的单位是min；b为调整单位的常数，取值为1/4，V1和V2的单位是m/min；T是硫化管的正常加热温度，T和T4的单位是℃，T4＝1/2(T1+T2)。
步骤S4中的冷却时间t2由公式
计算得到，其中，t2的单位是min；c为调整单位的常数，取值为1/8，V1和V2的单位是m/min；T3和T4的单位是℃，T4＝1/2(T1+T2)。
性能测试
停机硫化工艺需要通过表面观察和热延伸去验收是否合理，在离钢管接头往后表面光滑处一米处剥开绝缘是否有气孔，没有气孔处取样做相关试验,确认热延伸合格即为合格电缆。热延伸试验的取样按照GB/T2951.21-2008第9.1项要求，试片厚度应不小于0.8mm，不大于2.0mm，按照2#哑铃片制样，设备符合GB/T2951.12 2008中8.1的规定烘箱中进行，试验条件按照GB/T 11017-2014，GB/T12706-2020关于热延伸的表-9中要求，烘箱温度200+-3度，负荷时间15min，机械应力20N/cm2。试验结果，在负荷下最大伸长率175％，冷却后永久伸长率最大+-15％，在此范围内，判断电缆合格。
本发明中提供过的上述公式，能够使管道的交联聚乙烯绝缘进行重复硫化交联，使得其聚乙烯在一定的温度和压力情况，选择合适的时间内进行保温，和合适的时间进行冷却成型，保证电缆的内部交联聚乙烯重复化学交联，保证交联度符合工艺的要求，正常中压电缆的交联度93％以上，高压电缆在95％以上，这样交联聚乙烯电缆在后期的电气和机械性能上符合规范要求，保证电缆通电负荷使用性能。
进一步的，步骤S1中，
其中a为系数常数。由于停机前运行速度降低，因此导线在硫化管中停留的时间会更长，此时若不降低硫化温度，会导致导线被过硫化，若硫化温度过低，则会导致导线的硫化程度不够，无论是过度硫化还是硫化程度不够，都会导致材料无法达到产品标准，因此，采用本发明提供的公式，能够在停机前的两段式减速过程中，使硫化温度随之调整，以确保硫化过程的合理进行。
进一步的，a为绝缘的平均厚度h与最薄点厚度H的比值，其中，h和H的单位为mm。绝缘的平均厚度与最薄点厚度之间的差距会影响材料内部的硫化程度，因此采用绝缘的平均厚度h和最薄点H作为参数对硫化温度和运行速度的公式进行修饰，能够获得更加精确的硫化温度或运行速度，进而使导线的硫化程度更加符合要求。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例展示如上，但并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (6)
1.一种交联聚乙烯电缆生产过程中停机硫化工艺，其特征在于，包括如下操作步骤：
S1、在停机之前，导体与机头距离为L时，降低运行速度至V1，降低硫化管的加热温度至T1，当导体与机头距离为1/3L时，再次降低运行速度至V2，再次降低硫化管的加热温度至T2；
S2、当导体接近机头时，停机；
S3、降低硫化管的加热温度至T3，整体停机保温温度保持在T3，保温时间为t1；
S4、停止对硫化管的加热，启动冷却风机，进行冷却，冷却时间为t2；
S5、当冷却完成时，打开上密封，续运作走线；
S6、拆卸接头，完成停机工序；其中，L＝60m；T3＝250℃；2.8m/min≤V1≤5.6m/min；285℃≤T1≤290℃；2.8m/min≤V2≤5.6m/min；270℃≤T2≤275℃。
2.根据权利要求1所述的一种交联聚乙烯电缆生产过程中停机硫化工艺，其特征在于，所述步骤S3中，保温时间t1由公式
计算，其中，t1的单位是min；b为调整单位的常数，取值为1/4，V1和V2的单位是m/min；T是硫化管的正常加热温度，T和T4的单位是℃，T4＝1/2(T1+T2)。
3.根据权利要求1或2所述的一种交联聚乙烯电缆生产过程中停机硫化工艺，其特征在于，所述步骤S4中，冷却时间t2由公式
计算，其中，t2的单位是min；c为调整单位的常数，取值为1/8，V1和V2的单位是m/min；T3和T4的单位是℃，T4＝1/2(T1+T2)。
4.根据权利要求1所述的一种交联聚乙烯电缆生产过程中停机硫化工艺，其特征在于，所述步骤S1中，
其中a为系数常数；a为标准电缆绝缘线的平均厚度h与最薄点厚度H的比值，其中，h和H的单位为mm。
5.根据权利要求1所述的一种交联聚乙烯电缆生产过程中停机硫化工艺，其特征在于，硫化管内氮气始终保持恒定的压力。
6.根据权利要求1所述一种交联聚乙烯电缆生产过程中停机硫化工艺，其特征在于，在所述步骤S6中，在确保冷却绝缘行进至冷却段拆卸接头，完成停机工序。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: 214205 west side of huankeyuan chaquan Road, Xinjie street, Yixing City, Wuxi City, Jiangsu Province Patentee after: Jiangsu Bao'an Cable Co.,Ltd. Address before: 214205 west side of huankeyuan chaquan Road, Xinjie street, Yixing City, Wuxi City, Jiangsu Province Patentee before: JIANGSU BAOAN CABLE Co.,Ltd. |
|
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: A shutdown vulcanization process for cross-linked polyethylene cable production Granted publication date: 20220415 Pledgee: Wuxi rural commercial bank Limited by Share Ltd. Yixing branch Pledgor: Jiangsu Bao'an Cable Co.,Ltd. Registration number: Y2024980010211 |