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金属铜原子序数为29,隶属于过渡金属,密度是8.92g/cm3,熔点1083.4℃,具有良好的导热和导电性能,但在潮湿的空气中金属铜表面与氧气发生化学反应,生成Cu2(OH)2CO3,即铜绿,通常电缆生产厂中铜氧化多显示表面发黑,正是这种铜导体表面氧化现象的存在,困扰着众多电缆企业。
我们在日常生产观察与大量资料调研中发现,通过优质铜杆选择、有效控制拉丝工艺及乳化液浓度和温度、钝化处理铜导体绞合或束绞铜丝表面、后续工序优化处理等手段,会有效控制电缆铜导体的质量、防止其氧化,会极大的提高工作效率,减少返工频次,从而达到降低成本和提高内在产品质量的有益效果。本文中将以中压电力电缆生产为例,从铜杆抵达生产厂、储存、拉丝、绞合、内芯存放到绝缘挤出,对每个步骤有效控制措施进行分析。
一、中压电力电缆生产过程中的铜导体防氧化控制
电缆用金属铜从原理上讲主要有物理方法阻隔铜与潮湿空气接触、阴极保护氧化还原法阻止铜导体氧化、化学方法在铜导体表面生产钝化膜阻止氧化,抑或在导体表面喷涂特殊液体予以保护。以中压电力电缆生产为例,每道工序防氧化控制的主要方法。
1.1铜杆进厂前运输、检测及储存
我国大多数电缆企业用铜基本外购,而多数企业往往忽视了铜杆进厂前运输过程的控制,在江南及沿海地带(江浙、闽粤)夏季较长且多雨,铜杆基本通过重型卡车运输至公司,通过笔者了解,很多电缆企业没有制定相应的铜杆供应商运输规范、夏季雨天包装规范等制度,这使得往往出现铜杆供应商发货时铜杆表面完好无氧化发黑,而到达电缆企业用户面前时则出现铜杆表面发黑现象,带来了不必要的麻烦。
铜杆进厂检验基本依照GB/T3048.2或电缆企业企标,有严格的程序。铜杆的储存一般电缆企业均放在仓库里,一般企业有较为严格的储存管理办法,在铜杆储存时,尤其是夏季雨天,一定要用塑料布或塑料薄膜覆盖铜杆,用最简单的物理阻隔法阻止铜杆与潮湿空气的接触制,而这一点往往受到电缆企业的忽视。在车间领用铜杆时一定要逐个铜杆卷进行肉眼检查是否有发黑现象,从生产源头加以控制。
1.2铜杆拉丝工序的控制
本阶段以电力电缆最常用的8mm铜杆为例,如今拉丝时一般使用连续退火的铜大拉,需经过放线、拉丝与退火、冷却、烘干、收线等过程,首选选取对应规格的模具,切不可过小,如过小会强制使金属铜的晶格变异,加剧金属温度的急剧上升。
在开机前检查乳化液的浓度,确保浓度合格,在放线过程中,应保持放线张力稳定、均匀,不可过度颤动(颤动不可避免),拉丝过程中操作者应密切关注退火温度的变化,拉丝后导体硬化,延伸率变小,导体直流电阻率上升,拉丝候成圈时铜导体表面不应有残余乳化液,此处需要操作者肉眼识别,在拉丝下盘后用透明塑料薄膜密封,存放于干燥环境之中,待流转,但多数电缆企业因为嫌铜丝包薄膜麻烦而省略包薄膜工序。刚拉丝成圈的导体表面温度高于室温,如遇雨季会潜在氧化的风险。
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3月21日,上海电缆研究所联合美国通用电缆(中国)在上海发布全球电线电缆行业首份铝合金电缆全生命周期研究报告。研究表示,铝合金电缆在许多性能方面优于铜导体电缆。这一研究或将助力铝合金电缆迎来全盛时代。全国“两会”期间,山东青岛汉缆集团公司董事局主席张思夏呼吁将电力电缆以铝代铜上升为国家战略,并称此举具有重大意义,标志着以铝代铜的概念,又成了电缆行业的话题。一直以来,铜以无可比拟的导电性占主导地位,而铝则扮演着候补者的角色。近年来,电缆用铜量逐年升高,目前国内电缆行业年消耗铜量超过了500万吨,超过了60%。由于我国铜
电线电缆生产过程中,铜导体氧化变色是个老大难问题,大家都知道,电缆的成本80%都在铜材,铜材本来就是比较贵重的金属,加上现在昂贵的加工成本和人工费用,一旦氧化之后,线缆企业的损失可想而知。而铜的氧化在加工行业中出现氧化的情况极为普遍,往往清洗烘干后几小时出现氧化变色,数日后起氧化渣,面对氧化过的铜,许多的线缆企业都会发愁,如何预防铜的氧化成了厂家急须解决的问题。在电线电缆生产过程采取多种有效防护措施,能够降低电线电缆铜导体氧化变色程度。采取一些适当的措施可以减少甚至避免铜的氧化,比如:选用优质电解铜为原料,采用合适的铜杆加工工艺,使用含抗氧剂的拉丝油,
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铜作为我国仅次于石油的第二大战略物资,近年来消费量高速递增,目前进口依存度高达60%。权威数据显示,如不进口,我国的铜资源仅可再使用几年时间。如何解决铜原料安全和可持续供应,已经成为一个涉及国家发展与安全的重大战略课题。在此背景下,河北欣意电缆有限公司发明了稀土高铁铝合金电力电缆,实现了电缆行业的“以铝合金代铜”的重大突破,该产品具有完全自主知识产权,且性能好、价格低、应用广泛,被称之为一场有色金属的材料革命。为推动电缆导体新技术更广范围和领域的应用,中国-石家庄电缆导体新技术应用推广会于7月25日在石家庄隆重举行。来自全国各地
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