金屬銅原子序數(shù)為29，隸屬于過渡金屬，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(fā)生化學反應，生成Cu2(OH)2CO3，即銅綠，通常電纜生產(chǎn)廠中銅氧化多顯示表面發(fā)黑，正是這種銅導體表面氧化現(xiàn)象的存在，困擾著眾多電纜企業(yè)。
我們在日常生產(chǎn)觀察與大量資料調(diào)研中發(fā)現(xiàn)，通過優(yōu)質(zhì)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(xù)工序優(yōu)化處理等手段，會有效控制電纜銅導體的質(zhì)量、防止其氧化，會極大的提高工作效率，減少返工頻次，從而達到降低成本和提高內(nèi)在產(chǎn)品質(zhì)量的有益效果。本文中將以中壓電力電纜生產(chǎn)為例，從銅桿抵達生產(chǎn)廠、儲存、拉絲、絞合、內(nèi)芯存放到絕緣擠出，對每個步驟有效控制措施進行分析。
▎中壓電力電纜生產(chǎn)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、陰極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(chǎn)鈍化膜阻止氧化，抑或在導體表面噴涂特殊液體予以保護。以中壓電力電纜生產(chǎn)為例，每道工序防氧化控制的主要方法。
? 銅桿進廠前運輸、檢測及儲存
我國大多數(shù)電纜企業(yè)用銅基本外購，而多數(shù)企業(yè)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(yè)沒有制定相應的銅桿供應商運輸規(guī)范、夏季雨天包裝規(guī)范等制度，這使得往往出現(xiàn)銅桿供應商發(fā)貨時銅桿表面完好無氧化發(fā)黑，而到達電纜企業(yè)用戶面前時則出現(xiàn)銅桿表面發(fā)黑現(xiàn)象，帶來了不必要的麻煩。
銅桿進廠檢驗基本依照GB/T 3048.2或電纜企業(yè)企標，有嚴格的程序。銅桿的儲存一般電纜企業(yè)均放在倉庫里，一般企業(yè)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，用最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(yè)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(fā)黑現(xiàn)象，從生產(chǎn)源頭加以控制。
? 銅桿拉絲工序的控制
本階段以電力電纜最常用的8mm銅桿為例，如今拉絲時一般使用連續(xù)退火的銅大拉，需經(jīng)過放線、拉絲與退火、冷卻、烘干、收線等過程，首選選取對應規(guī)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(wěn)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(huán)境之中，待流轉(zhuǎn)，但多數(shù)電纜企業(yè)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。
? 銅絲絞合（束絞）與化學交聯(lián)擠出工序
以銅絲絞合為例，在導體絞合過程中，各單絲以規(guī)則絞合或不規(guī)則絞合等方式絞合，經(jīng)過各道壓模后金屬銅晶格改變結構，在強外力作用下，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(diào)整收線與放線張力，設備調(diào)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(yè)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(yè)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(xiàn)象發(fā)生，在所有防氧化工作準備穩(wěn)妥后，再開機運轉(zhuǎn)。
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(yè)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(jīng)過拉絲、絞合、儲存后，金屬銅晶格形態(tài)已基本穩(wěn)定。化學交聯(lián)即在交聯(lián)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(diào)整收放線張力，保證設備運行平穩(wěn)。
▎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(chǎn)中，采用如下措施可減少銅導體氧化的幾率：
1） 選擇質(zhì)優(yōu)金屬銅桿，規(guī)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(yōu)先選擇含抗氧劑的拉絲油，定期檢查乳化液濃度，保質(zhì)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(zhì)量意識，加強業(yè)務培訓讓以上工序操作者清楚銅絲氧化帶來的不良后果。
華強電纜是一家專注生產(chǎn)電線電纜的廠家，公司生產(chǎn)的華宇牌電線電纜各項性能均達到國際電工委員會和國家標準的要求，主導產(chǎn)品有：鋁合金電纜、交聯(lián)電力電纜、聚氯乙烯絕緣電力電纜、控制電纜、計算機電纜、礦物絕緣電纜、電氣裝備用電線電纜等多種型號電纜，還可以根據(jù)用戶需求加工定做需要的特種電纜
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