物理发泡绝缘工艺

1物理发泡绝缘工艺物理发泡方法具有发泡度高、较低的介电常数 和介质损耗角 tg，降低了电缆衰减，发泡均匀性好、发泡孔细密、密闭、生产效率高等一系列优点和好处，适应了当今通信发展的传输频率越来越高，要求传输电缆的带宽越来越宽的要求。物理发泡绝缘在 CATV、数字传输系统、要求低衰减传输测试等电缆上，获得广泛采用。物理发泡绝缘生产线设备的关键部分是：气体注入和气体流量控制系统，挤出机和机头，冷却水槽长度和牵引控制，直径/电容自动反馈控制系统。一.发泡机理物理发泡是利用塑料挤出过程中直接注入气体或液态气体来实现发泡。物理发泡是采用气体作发泡剂，所以消除了化学发泡剂的弊端，即绝缘体内不存在化学发泡方法产生的残余物或水份，使绝缘的介质损耗大幅度下降。物理发泡可消除化学发泡的许多工艺加工限制，易于制得泡孔微小、发泡均匀的优质绝缘。物理发泡绝缘材料由基本树脂（绝缘塑料） 、发泡剂和成核剂构成。成核剂是一种细密微粒、散热化学吹塑剂；在物理发泡和获得良好的泡沫结构，并使电缆具有良好的电性能方面，成核剂起着至关重要的作用。成核剂类型对泡沫绝缘结构和绝缘电性能影响较大。成核剂的浓度在保证最佳电性能基础上，应使其尽可能最小。物理发泡过程中为了易于泡孔生成，还在 PE 材料中添加一定量的成核剂，常用的主要成份为偶氮二酰胺。成核剂通过混料搅拌均匀地分布于熔融 PE 中，经过一定的高温诱导期后分解放热，形成一个个“微核” 。成核剂比例高则意味着熔体中“微核”的密度高，它将导致泡孔生长的压力增加，这时生成的泡孔比较细密。然而由于有机成核剂分解产生小等极性分子，对降低绝缘的介电常数极不利，但只要能做到均匀分布就不会对电缆的驻波性产生不利影响。物理发泡法主要应用于聚乙烯，也同样应用于氟塑料。进行物理发泡时，聚合物（即 PE 绝缘料）应同成核剂混合，同时把气态或液态的发泡剂注入熔融的聚合物中，并令其从熔解状态析出，使之在挤出过程中不断产生凝聚中心与气泡。成核剂能使气泡的大小及分布变得均匀。通常使用的发泡剂有氟利昂-211、氮气（N 2） 、二氧化碳。目前，采用较多的是氮气发泡及氟碳代用品发泡等。氮气发泡是通过压缩空气启动注入水泵，在一定的压力下使氮气高压泵升压，并通过稳流阀进行控制，然后从喷头把氮气注入挤出机中。当氮气在高压作用下，像雾状一样喷入挤出机内熔融的聚乙烯之中，同时与聚乙烯中的成核剂发生核化，挤出后在空气中，形成发泡绝缘。而氟碳及代用品发泡是将液化的氟碳发泡剂定量注入挤出机后迅速气化，熔融于融化状态的聚乙烯中形成气泡。氮气物理发泡的主要过程就是将氮气溶解于熔融的聚乙烯（PE）之中，形成微细的泡孔结构。在挤出机机筒内，含有少量成核剂的 PE 料经加热搅拌充分塑化后，将氮气注入。与氮气的注入压力 Pi1.9P 0(P0为机筒内压力,即熔体压力)时,氮气流的注入速率为音速,在音速注气的条件下可保证单位时间内氮气的注入量正比于氮气的压力。为了增加氮气的溶解度，机筒氮气注入段的压力一般保持在 200bar 以上，而先进的氮气注射系统可提供 50700bar 范围内，波动在1bar 稳定氮气流（1bar=10 5Pa） 。氮气注入后，经过搅拌，氮气在熔体中处于过饱和状态。当熔体挤出后，由于高压环境突然消失，于是氮气在成核剂周围形成大量微泡孔，此后进入泡孔生长期。更多的氮气由熔体溢出进入微泡孔。泡孔随着内部压力的升高，克服泡壁的内应力而胀大。同时绝缘外层冷却，又在内部形成一定的压力环境，最后整个发泡绝缘层冷却固定化。成长期的微环境分析对于控制泡孔的质量至关重要。熔体温度高的情况下，粘度下降，弹性增大，泡孔成长容易，但泡孔成长过度则又会产生泡孔合并现象，而通常不希望出现这种情况。因为电缆的阻抗均匀性要好，对泡孔就要求均匀细密，另外熔体的粘度下降也不利于内导体的定位，是产生“空心”现象的一个因素。而熔体温度低，则气泡生长的临界压力值升高，不利于达到高发泡度。泡沫绝缘的泡沫发展和稳定，产生于聚合物在出挤出机机头时，绝缘材料的发泡度程度，除和基本树脂、成核剂配比有关外，基本是靠控制气体的注入量来调节；为了获得所希望的发泡度，注入气体的流量可参照以下公式：3FDD2 PkLSSA(1 )BD上述公式中：LS挤出线速度；SA挤出绝缘厚度；BD、FD基料和发泡料的密度；P注入气体的压力；D注入气体喷咀尺寸。注入的气体被溶解在加压状态下的熔融聚合物里，被充分分解，在挤塑过程中产生核化和形成气泡。二.工艺设备及工艺设计挤出机需要有检测中段、机头等多处压力的装置，最好以挤出压力作为整条生产线的基准参数。螺杆的设计，在其前段可加 BM 段，利于料的塑化，并设置防止料、气倒流的“瓶颈” 。在后段逐步加压，设置稳流段。螺杆要油冷或水冷控温。熔体从螺杆挤出后通过计量泵（齿轮泵）稳定出胶量。齿轮泵的齿要细，其配合和密封要好，转速最好是使用变频高速器控制。高压氮气注射系统，范围 50700bar，其稳定性、密封要好。内导体预热设备要有足够的功率，能实现导体温度调节范围在常温150。芯线的牵引要稳定而有力。冷却水槽要有足够的长度。对于大规格物理发泡同轴电缆来说，直径 1050mm 绝缘，高达 80%左右的发泡度，要使其满足均匀、密闭，低损耗的要求，生产条件已达到了极限。设备的可靠性，工艺条件的要求甚高。由于成核剂分解诱导期较长且具有突发性，挤出后仍有残余，故模口温度要低，否则在高温环境中，绝缘层的内部会出现泡孔过生长，导致泡孔破裂、并泡，大小不均，甚至产生开孔状态破坏绝缘结构。另外其分解要放热，也会导致绝缘粘度下降，同心度不稳定。工艺实践中发现成核剂含量 0.5%左右即能满足要求，且单对发泡度而言，PE 发泡料产品在恰当工艺条件下均可达到 80%以上。高密度聚乙烯（HDPE）的介电常数为 2.35，而低密度聚乙烯（LDPE）的4介电数常数约为 2.32，两种成分的配比对产品电性能影响不大，一般建议HDPE：LDPE=80：20，LDPE 成份的增加有利于绝缘发泡结构的稳定，而 HDPE 对结构强度有好处。PE 发泡料的熔体温度一般为 180，实际上由于注气段之前塑化段较短，温度应设置得高一些，以实现熔体较充分的塑化。机头区域温度要降低，整个温度设置由前到后逐步收敛，呈类似正弦波分布曲线，效果较好。氮气的注入位置在机身的中段，其工艺参数的设置对能否实现高发泡度至关重要。由分子热力学原理可知分子热运动越快（温度高） ，密度越大，其表现出来的压力越大。随着熵的增加，分子热运动不一样的两个系统发生交流后，将趋于均衡。理论推导可得：当 Pi1.9P 0时,注气速度 Vi 等于音速,如图 52 所示,其中 Pi 为注气压力,P 0为熔体压力;NL(Nimar Lotre)为折算常态(1bar)时的体积(升),h为小时。实际上此处的 Vi 的氮气分子由注气系统进入机筒和由机筒进入注气系统的差值的宏观表现。注入机筒的氮气经过搅拌溶解于塑料熔体，在温度一定的情况下，其溶解度正相关于熔体压力，故在注气段，熔体应保持较高压力，在工艺调试中通常需使其处于 150bar200bar。而为了实现稳定的音速注气，注气压力应在 350bar 以上。图 52a)半压力式P0P05b) 压力式A 为模芯内径，B 为模套内径，C 为定径区长度图 5-3 模具结构型式通过简单计算会发现氮气注入量会远高于绝缘中包容的气体体积，这有两方面的原因。其一是因为注气嘴的注气量是在日常态环境注入的时计量的，此时在微观上返回注气嘴的分子数可忽略不计，而在向高压溶体注气时，虽然仍是音速注气，但流量则有了较大的减少。其二，当熔体挤出模口时，熔体中的压力环境由 100bar 级降至 10bar 级，在绝缘冷却的过程中，其温度由 450K 降至 300K，这样泡孔中将残留 35bar 的压力，有时绝缘做得不理想，有较多大泡孔时，剖开绝缘会听漏气声。由于压力正比于分子数，所以绝缘中包容的气体体积是常压下的数倍。另外，不论发泡工艺做得如何好，仍有许多氮分子留存于泡壁中（非气态） 。由于物理发泡绝缘层厚度为泡沫结构，冷却时由外向内逐步固化，过程很慢，这易导致内层向外层收缩而脱离内导体，故采用压力式或半压力式模具，见图 5-3。传统上将图 5-3a 所示结构称为压力式（即挤压式模具） ，这里将其称为半6压力式模具。图 b 结构为双锥度型式，设计了一个约 3.5 度倒角的长锥（在模套上） 。实践证明，对物理发泡绝缘挤出来说，图 5-3b 结构式适应范围较广，即模套内径对挤出的绝缘外径的影响并不敏感。作为经验，对于物理发泡绝缘，内导体来说，其模具结构尺寸为：式中：P绝缘发泡度（%） ；d内导体直径；D模芯外径；A模芯内径；B模套内径；C模套承线嘴长度，单位取为 mm。电缆所需的发泡度 P，它是根据绝缘的等效介电系数 r来确定。 r212P（1）/212P（1）式中：绝缘材料的介电系数；P绝缘的发泡度。三.挤制中容易出现的问题及解决方法（1） “空心”现象。 “空心”现象的出现一般有两种情况，绝缘截面中间出现大泡孔（见图 5-4a） ，意味着模具承线段熔体压力不足，绝缘因而欠充实，在发泡过程中造成氮气过多过快的逸出。这种情况通常也伴随着熔体从模口挤出的透明段过短，发泡锥过陡。处理办法是将模套同模芯的距离增大（模套伸出一段） ，同时增加稳流泵转速，以增加承线段处熔体压力，这也意味着内径小的模套有利于得到高质量的绝缘泡沫结构，当然模套内径不能小于极限值（此时螺杆转速升高，绝缘外径也只能达到标称值） 。绝缘截面内层出现大泡孔现象（见图 5-4b） ，最可能是因为内导体的预热过高。（2）偏心泡沫绝缘挤出后很长距离的缓慢冷却，内部结构仍未定形，再加上泡沫层厚而密度低，冷却水的浮力较大，因而易于产生偏心现象。解决的方7法是采用较低的挤出熔体温度，并采用空气、水分段地间隔冷却，以减低浮力的影响。（3）残余应力的存在 当绝缘存在着残余应力时，切断绝缘线芯后，绝缘层会沿内导体有一定量的回收缩。残余的应力对电缆的安装及使用影响很大，可能导致使用中电缆与连接器脱离，另外也不利于连接器的装配。残留应力通常是由于拉伸比过大而引起的。解决的方法有两点：可通过提高挤出压力的设定，模芯、模套的距离缩短一些，出线速度下降一些来加以调整，可在不影响泡孔质量情况下提高内导体的预热，以增加内层的粘度。（4）工艺调试中的其他问题 原则上说对于很多问题的解决都应该从以下四方面考虑：即材料、模具、熔体、环境条件、绝缘冷却。挤出机中熔体的压力、温度环境需用细致分析，利用它们与螺杆的转速、温度，以及齿轮泵转速的关系，调整到较理想的发泡状态。由于大尺寸、高发泡度的绝缘制造基本上已处于设备与工艺的极限，因此工艺参数调整幅度要小。有时重要参数的微小变化也会导致意料不到的结果。 图 54 两种空心现象的状态四.物理发泡绝缘的隔层（共挤）挤出技术 为扩大现有 CATV 电缆绝缘的物理发泡挤出工艺的应用领域，特别是将它推广到薄层绝缘的高速挤出，以满足话缆生产的需要，新开发的物理发泡绝缘的隔层挤出技术，挤出的绝缘为实心内层、发泡绝缘层、外层组型的三层结构，这种新工艺可同时满足 CATV 电缆、小型同轴电缆和现代通信电缆的需要。用这种工艺生产的话缆线芯与用化学发泡法话缆线芯相比，它的绝缘质理更好，生8产费用更低。1，三层绝缘与传统的话缆发泡绝缘技术不同的是，隔层挤出工艺可使绝缘获得内层、发泡层和外层的三层结构。各层均有特别的作用，其中：内层挤包在导体上，这是一层很薄的实心层，标称厚度为 10m，它使得导体和绝缘层间有良好的附着性；因厚度很薄，故对绝缘整体的电性能影响很小。发泡层作为绝缘介质，要求其发泡度尽可能高。对于话缆而言，计算和实际生产均倾向要求有 60%的发泡度；对于较厚的绝缘层（如小同轴电缆） ，发泡度高达 70%。聚乙烯通常用作发泡层的材料。外层则可保证机械强度和良好的表面质量，提高整个绝缘层的耐磨性。目前话缆绝缘用的聚乙烯也适用于表层材料。外层的厚度约为 50m，它取决于电缆的结构和要求。2，十字机头的特性 多层挤出是通过一个三层十字机头实现的，它能保证各层间有适当的粘着性，尤其是内层和导体的粘附性。由于在机头中熔融滞留的时间较短，故线芯所受的应力较小。在机头中保持各层的等量和连续的聚合物流量是十分重要的，可以保证导体上的绝缘层的稳定的性能。3，发泡剂对于 CATV 电缆的生产，通常使用气体注入法，N 2和 CO2均可作为发泡齐应用于隔层挤出工艺。以 N2作为常用的发泡剂，并在压力下采用超声法（超音速）将 N2注入挤出机中。4，挤出机组隔层挤出发泡工艺适用于通信电缆及小型同轴电缆的制造，其生产线可由话缆绝缘生产线对挤出机改型而成，其它如牵引、冷却、各检测系统、操作控制系统则是相同的。隔层挤出机组由以下设备组成：NMT6030D 型主挤出机；主挤出机的高聚物喂料机；NMT3024D 型内层挤出机；NMT4524D 型外层挤出机；三层（挤出）十字机头；N 2注入器；挤出机机身；十字机头以及气体注入器控制柜。9尽管物理发泡挤出法对温度的变化并不敏感，但对于螺杆的设计和挤出温度的控制还应作特别考虑。主挤出机用于发泡料（发泡绝缘）的挤出，并被设计成适用于物理发泡法生产，该机的机身比传统的挤出机长，螺杆的长径比为30：1。在注入 N2之前，聚乙烯必须处于熔融状态；在注入 N2期间的压力变化应尽可能小，以使 N2以恒定的流量注入融体；以后 N2必须在融体中分解，这时压力的变化也应该很小，以适合绝缘层的挤出。4，主要设备的特殊要求（1）主挤出机 要求它提供稳定的挤出量进入模口，由于它的温度控制区域较大，故温度控制必须精确可靠。（2）喂料 在挤出机料斗的母料中加入成核剂。为使发泡得当，成核剂在高聚物中分散均匀是十分重要的若分布不均，则会使泡沫变大且呈不规则形状。（3）内层挤出机 内层应尽可能薄，导体上的内层厚度越薄，则要求挤出机的挤出量越稳定。（4）外层挤出机 外层挤出机必须具有化学发泡法所需的条件，高聚物挤出量应稳定，熔融需均匀。当用化学发泡法时，对其外层的性能要求与物理发泡法相同。（5）机头 隔层挤出工艺对绝缘层的同心度要求很高，故要求十字机头能同时挤出符合要求的三层不同厚度的绝缘层。（6）N 2注入机组 要求注入气流量长期稳定可靠。采用气流注入法能保证气流恒定地进入聚合物的熔融体。 （7）控制系统 在红控制主要包括控制线芯电容和线芯外径的控制。电容控制是通过变动可伸缩的冷却槽位置和调节注入到融体中的 N2数量来完成的。采用发泡绝缘隔层挤出生产的通信电缆线芯绝缘，其优点可归纳为：机械性能和电性能良好，电容变化和绝缘厚度变化十分稳定。生产费用低。由于高发泡度，可采用廉价的原料，以及绝缘外径减小能相应地减少护套料的用量。所生产的新颖话缆结构是可行的。高发泡度能使电缆的绝缘厚度缩小，在与传统话缆相同外径的条件下，新颖话缆可以容纳更多的线芯对数，并提高10了同口径管道的电缆传输容量。工艺安全可靠。发泡剂及 N2均无毒，不可燃，而且价格低廉又易于采购。第四节 高速绝缘生产线 近年来，我国电缆制造行业引进了许多条高速绝缘芯线生产线，大大提高了我国铜芯通过电缆的制造技术水平。该生产线具有高速（最大线速2500m/min） 、连续（拉丝、软化、挤塑连续完成） 、自动控制（绝缘外径、电容、绝缘破损检测、系统引力、收线上下盘）等特点；整个生产线按功能分，由五个单元和一个主操作柜组成。如图 55 所示，其五个功能单元分别是：（1） 拉线单元：包含两个铜杆盛线筒、高放线架、铜导体拉线机。（2） 韧炼单元：包含导体预热、韧炼、张力摆轮。（3） 挤塑单元：包含预热机、辅助张力机、主挤出机、辅助挤出机（生产发泡/实芯皮绝缘结构时，挤出实心皮用） 、喷淋式冷却水槽、牵引机（带喷淋，最大线速 20002500m/min） 。（4） 检测单元：包含水中电容试器、高压测试器、绝缘外径测试器（光电式，XY 双向） 。（5） 收线单元：包含张力摆轮、收线机（两个收线盘自动切换、上下盘） 。操作高速绝缘线芯生产时，必须对传统的各自独立的拉线、韧炼及挤塑工艺相当熟悉，重要的是十分了解这三道工序连成一体后的相互制约因素。11图 55 高速绝缘生产挤出线一.拉线 1.铜杆和铜导体由铜杆拉制而成.为满足高速、连续生产，铜杆应为具有圆整截面、质量均匀一致、无杂质的无（低）氧铜杆。经大拉，提供拉线机进线所需规格的硬铜线。若拉线机是 17 模的，进线铜线直径可以是 2.5 或 2.6mm（拉出的铜导体直径为 0.400.80mm） ，或 1.8mm（拉出的铜导体直径为 0.32mm） 。若拉线机是 14 模的，进线铜线直径可以是 2.5mm（拉出的铜导体直径为0.5mm）或 2.00mm（拉出的铜导体直径为 0.40mm） 。2.配模在正常情况下，导体从拉线机出口模出来之后，直到制成电缆成品，它的直径变化大约为 10%o，考虑到容差，拉线机出口模孔径原则上应配成比导体标称直径大 8%o左右。但是若整个电缆生产性能良好，附加额外张力很小的话，从节约原材料考虑，可将出口模孔径配得小些。拉线机出口模和进口模之间各模的孔径间隔，以尽可能减少铜导体在拉制过程中所受张力为原则。拉丝模应全是钻石模，出口模孔径不圆度在 2%o之内。表 51 列出几种拉线机的参考模具配置情况。表 51 拉线机模具配置表拉线机种类 铜杆直径（mm）导体直径（mm）模具个数 进口模孔径（mm）出口模孔径14 模拉线机 2.502.000.500.4014142.241.800.5040.40417 模拉线机2.502.502.502.500.900.500.400.32101517152.452.452.451.750.9040.5040.4040.32812日本 SWCC17 模拉线机2.602.602.602.602.600.900.700.650.500.4010121315172.452.452.452.452.450.8980.6980.6480.5040.4043.拉线润滑液拉线润滑液又称乳浊液,它的作用有三个：润滑,减少铜线与拉线模的摩擦；滤铜屑,将在拉线过程中产生的铜屑滤去,以免堵塞拉线模；降温,通过润滑液的循环,将拉线时产生的热量带走。拉线润滑液的浓度应控制在 57%，温度控制在 3040，供应量适度，否则将引起断线频繁，导体变色、变细等。4.操作要点拉线机操作比较简单，先根据导体直径选定调速杆档位，从铜杆盛线筒向高放线架、拉线机引线，根据工艺卡配模、穿模、打开润滑液阀门点动试拉，检验拉成的导体是否符合工艺要求。二.韧炼 韧炼单元由五个导轮、三个电极轮，三个吹干器及一个张力摆轮所组成，如图 56 所示。13图 56 韧炼装置示意图1. 导体预热电极轮 1 与 2 之间为导体预热段，对于高速连续韧炼来讲，导体预热是必须的。预热段长度可调（有些生产线是固定的） 。预热段长度长，铜线韧炼难；反之，韧炼易。一般以导体直径 0.6mm 为界，当导体直径大于 0.6mm 时，应适当缩短导轮 2 与 3 之间的距离。2. 韧炼与冷却在电极轮 2 与 3 之间，右侧为韧炼段，左侧及下部为冷却段。韧炼段充满蒸气，冷却段充满冷却水。这里是软化的关键，有几个问题应予重视。1）蒸气压力应控制制在 1525Kpa，供应量适度。2） 冷却水温度应控制在 4050，供应量要满足，不能含有空气。尤其是电极轮，它也是充满水的，在它的转动轴处有一水封，要经常检查，以防漏气。韧炼用的冷却水最好是软水，呈中性；水口也可加些防氧化剂，目的是提高铜线的长期抗氧化能力。软化水及蒸气处理不当亦是导致断线频繁，导体变色、变细，延伸率不足的重要原因。3. 吹干器吹干装置由一个带孔的吹干模和两个稍大些的吹干器组成，如图 47 所示。它们的作用是将从拉丝单元带来的润滑液及软化水全部吹拌。吹干用的压缩空气应供应充足，吹干模配置要恰当，参见表 45。表 52 吹干模配置表 导体直径（mm） 0.32 0.40 0.50 0.90吹干模孔径（mm） 0.4 0.50 0.60 1.004. 张力摆轮(1)张力摆轮(1)主要是通过一个同步传感器来调节拉线、韧炼和牵引之间的同步。如图 57 所示，它以牵引速度为基准，根据张力摆轮（1）受导线张力而摆动的位置来随时微调拉线和韧炼的送线速。14这里有一个拉线机与韧炼的同步问题。当拉线机与韧炼机合用一个驱动电机时，它们是通过机械传动来实现同步的；当拉线机与韧炼机各用一个电机驱动时，它们是通过调整电机转速来实现同步的。一般在起动和停止时，总是用机械或电气的方法使拉线机先起来后停，韧炼机后起先停，以免导体受到过大的张力。张力摆轮（1）上有一个平衡法码，法码向 B 调节时张力减小，法码向 A 调节时张力加大。5. 电极轮软化电极轮有两种，一种是导电带与电极轮连成一体的，导电带系用耐磨合金材料制成，使用寿命长，但磨损后要更换整个轮子。另一种导电带与电极轮是可分离的，导电带采用镀镍金属材料制成，其寿命在正常情况下是 2 个月。镀镍导电带当带上有小疵点时会打火，如果不及时用砂纸打磨，打火点会越来越多，直至造成断线，使导电带寿命缩短。因此每天开机前应对电极轮的导电带进行检查，若发现有打火点，一定得处理好再开机。6. 软化电压与电流软化电压与电流是软化单元最重要的参数。根据电阻公式及欧姆定律有：因电极轮 2 与 3 的相对位置固定，故 L 为常数，导体截面 S 为变量，则 SR I 或 S R I因工艺控制是调节电压的，故可将 V 看成自变量，I 看成因变量，于是只要根据导体 S 的不同来分别设定 V 即可。在大多数引进生产线上除了给出韧炼电压指示外，还给出电极轮 1 与 2 的预热分流电阻和电极轮 2 与 3 的韧炼电流指示。最高韧炼电压为 60V，韧炼电流为 600A。韧炼电流所产生的热量=0.24I 2Rt,由此可知，虽然在韧炼时调节的是电压，但因电流 I、导本电阻R、牵引速度（决定通电时间 t）都是变量，故电压值的选择不是固定的，应根椐所要求的软化的导体质量来选择。主要应考虑导体直径，延伸率及不氧化。不同直径导体在不同牵引速度下的韧炼电压设定值，以日本 SWCC 生产线（最大牵引速度为 2500m/min）为参考，如表 46 所示。表 53 韧炼电压设定表 15导体直径（mm） 0.40 0.50 0.650.90牵引速度（m/min） 2100 2000 1800 7501600软化电压（V） 5660 5060 4049 35397. 操作要点1）检查各导轮、电极轮是否转动灵活。2）检查冷却水、蒸气、压缩空气供应情况。3）配好吹干模。4）点动穿线，穿线完毕关上电极轮 2 与 3 的门。5）开始供水，若水中有空气还要打开放水阀，让空气随着水流走，再关上放水阀。6）设定韧炼电压值。由于高速生产线都设计成缓起动，经过一段时间才能达到设定速度，所以，韧炼机只是一定速度以上才开始上电。最高速度的生产线大约在线速度达到500m/min 时加压；最高速度稍低的生产线大约在线速达到 350m/min 加压。三.挤塑挤塑单元的功能是在导体上挤包绝缘。导线绝缘是确定电缆一次参数的关键因素之一，所以挤塑单元是高速挤出生产线的核心。1. 绝缘结构绝缘结构主要有三种：实心、泡沫、泡沫/实心皮。其中实心绝缘用得最多，显然它的介电强度和机械强度最优。泡沫结构是通过在聚烯烃材料内添加发泡剂而得到的，评价参数是发泡度（空气在绝缘中的占空化） ，发泡的目的是降低绝缘体的介电常数，从而得到较小的工作电容。反言之，当电缆外径与工作电容要求不变时，采用发泡结构可比实心结构容纳更多的对数。一般化学发泡法的发泡度约为 33%左右，泡沫/实心结构是在发泡绝缘体外再覆一层（薄）实心绝缘皮，其发泡度可提强的机械强度。在挤包泡沫/实心皮绝缘时，须用主、辅两台挤出机。图 57 预热机和辅助张力机示意图162. 预热机和辅助张力机预热机与辅助张力机的结构如图 48 所示，预热机有时称为再热机或芯线预热机，以区别于韧炼机的导体预热。与韧炼机不同的是这里采用感应电流对铜导体进行预热，它的作用是使铜导体具有一定的温度，以利绝缘在高速挤包情况下，仍对铜导体有良好的附着性。从理论上讲挤实心结构的绝缘时铜导体温度应为 140150，挤泡沫/实心皮结构时，铜导体温度再高些。根据这一要求，预热机电压设定值可参考表 54。在实际生产中，应根据绝缘的剥离力或发泡度，对设定值作适方的调节。表 54 预热机电压设定值 导体直径（mm） 0.40 0.50 0.63 0.90电压（V） 35 35 35 25电流（A） 35 100 160 190辅助张力机的作用是减少导体的脉动,维持一个最利于挤包绝缘的张力,铜导体在主导轮与导轮 5 之间至少要绕三圈(图 48)，以足够的长度来辅助张力机对铜导体的张力进行调整。调整原理是：当张力合适，主导轮转速成与导体线速相对应；当张力过大时主导轮转速略大于对应的导体线速；当张力太小时（脉动显著）主导轮转速略小于对应的导体线速。如此使导体获得合适的张力和最小的脉动去接受绝缘挤包。预热机和辅助张力机操作简便，但它们是绝缘挤包良好的重要条件，在操作中应勤加观察，否则将成为绝缘偏芯、剥离强度低、导体拉细等的重要原因。3. 挤出机（主、辅机）主挤出机能挤包实心或泡沫绝缘，当需挤包泡沫/实心皮绝缘时，主挤出机挤内层的泡沫绝缘，辅助挤出机挤外层的实心皮绝缘。虽然挤出机的结构和工作原理与普通挤出机基本相同，但模具采用了不调偏结构，主、辅机可同时工作；绝缘颜色是通过色比计在本色料中添加色母料来实现（集中供料的亦可通过预先进行两次造粒来实现） ，这些都给制造技术提出了新的要求。（1） 挤出模构造和装模步骤由图 56 所示，挤出模由模套，内模（嵌“子弹头” ） ，外模，模套紧固螺17母，外模紧固螺母及铜线导向螺母等组成；若主、辅机同时工作（挤泡沫/实心皮绝缘） ，模套需换成有专用连接头的，另外还要加一个分流模。内、外模的制造精度极高，内模采用镶嵌式，在头部嵌入一钻石材料制造了“子弹头” ，外模采用钨钢材料制成。图 58 挤出模构造和装模步骤根据热张冷缩原理，装模时应遵循先热后冷的原则。装模须序是：1）将十字机头加热，待其略膨胀后将模套装入，拧紧模套紧固螺母；2）待模套装入稍热略胀后将内模装入；3）装上外模拧紧外模紧固螺母；主、辅机同时工作时在 3）前加以下操作：将分流模加热待其略胀后将外模嵌入分流模，待已嵌有外模的分流冷却后将其装上，拧紧外模紧固螺母。4）拧上铜线导向螺母。在装模时应在各部件的接触上涂沫二硫化钼油，以便换规格时调换模具。（2） 色比计色比计是用来控制色母料粒的供料速度的。通常本色绝缘料的供给速度是给定的，只要合理设定色比计值，就能使本色料以一定的比例向挤出机供料，从而得到符合工艺要求的有色绝缘。一般在挤有色实心绝缘时本色料与色母料的供给比是 30：1，挤包泡沫绝缘时供料比约为 40：1。供料比的设定取决于本色料与色母料的各自的比重。表 48 给出某种进口料的色比计设定参考（供料比为 30：1） 。当刻度值小，色母粒供料快；刻度值大，则慢。 ）供定性了解用。18供料比正确与否，以绝缘线芯的绝缘颜色是否符合工艺的要求为准。 表 55 色比计设定表 绝缘颜色 蓝 桔 绿 棕 灰 白 红 黑 黄 紫色比计刻度 1.6 1.8 1.8 1.5 1.6 1.4 1.7 2.2 1.6 1.6（3） 辅助挤出机辅助挤出机垂直固定于主挤出机上方，可作上下运动；当要挤包泡沫/实心皮绝缘时，按动机架上的下降按扭，待其接近主机时，点动，使辅机和主机上的连接头（见图 58）吻合良好，然后拧紧连接螺母，使其不溢漏。4. 挤出机温度的设定一般主挤出机分六段控制温度，螺杆筒四段（C 1C 4） ，十字机头一段（CH） ，模头一段（D） ；辅助挤出机分四段控制温度，螺村筒三段（C 1 C 3） ，连接头一段（D） 。挤出机的温度设定实践性很强，以挤包绝缘塑化良好，剥离强度、外径、电容符合工艺要求为目标，以环境温度、材料品质、挤出机性能为条件，从进料口开始到模头，由低到高，形成一种合理的温度梯度。表 56 列出了主挤出机的温度设定值，对于实心和泡沫绝缘（PE）都适用，只是后者温度取值应略大些。表 57 列出了挤包泡沫/实心皮绝缘的主、辅挤出机温度设定的一个实际例子。 表 56 主挤出机温度设定值 挤出机部位 C1 C2 C3 C4 CH DLDPE温度（）HDPE150180170195180190215190210235190210250190210250表 57 一个温度设定的实例子（泡沫/实心皮）主 机 辅 助挤出机部 位 C1 C2 C3 C4 CH D C1 C2 C3 D19LDPE温度（）HFPE152180172195191215211235211250211250174180194195200229235240232250注：绝缘材料：PE，颜色：红，导体直径：0.5mm5. 冷却水槽和牵引机高速生产线的冷却水槽比较长，短了绝缘冷却不足，会造成热缩率过大和偏芯等情况。在引进的生产线中，有