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电线电缆选型

橡套资料的收缩率在扁电缆出产过程中会产生哪些影响？

所属分类：电线电缆选型颁布功夫：2025-07-29 06:39:49

橡套资料的收缩率在扁电缆出产过程中对尺寸精度、结构不变性及机能一致性有显著影响，若节造不当可能导致电缆弯曲机能降落、护套与导体脱离、表观缺点等问题。以下从收缩率的影响机造、具体影响及节造步骤三方面发展分析：

一、橡套资料收缩率的影响机造

橡套资料的收缩率重要源于以下三个阶段：

硫化收缩：
橡胶在硫化过程中，分子链从线性结构转变为三维网状结构，伴随体积收缩（通常为1%-5%）。例如，天然橡胶（NR）的硫化收缩率约为2.5%，氯丁橡胶（CR）因结晶性较高，收缩率可达3%-4%。
冷却收缩：
挤出后的橡套在冷却过程中，因热膨胀系数差距（橡胶的线膨胀系数约为2×10??/℃）产生收缩。若冷却不均匀（如部门温度梯度＞10℃），收缩率差距可达0.5%-1%。
后收缩：
硫化后的橡胶在贮存或使用过程中，因残存应力开释或环境湿度变动（如吸湿膨胀后脱水收缩）产生额表收缩，通常为0.1%-0.3%/周。

二、收缩率对扁电缆出产的具体影响

1. 尺寸精度降落

护套厚度不均：
若橡套收缩率沿电缆轴向或径向散布不均，可能导致护套部门变�。ê穸任蟛睿�15%时易引发击穿）或增厚（增长资料成本）。例如，某企业出产中因收缩率节造不当，导致护套最薄处仅1.2mm（尺度要求≥1.5mm），报废率达20%。
电缆表径超差：
扁电缆的表径需满足装置空间要求（如管路内径限度）。若收缩率预测误差＞2%，表径可能超出公差领域（如设计表径20±0.5mm，现实收缩后为19.2mm），导致装置难题。

2. 结构不变性受损

导体与护套剥离：
收缩率差距可能导致护套与导体间产生剪切应力。当应力超过橡胶与导体的粘接强度（通常为2-5MPa）时，会产生剥离。例如，在高温环境（80℃）下，若护套收缩率比导体绝缘层高1.5%，剥离风险增长3倍。
扁电缆翘曲：
若橡套在宽度方向收缩率大于厚度方向（如宽度收缩3%，厚度收缩1%），电缆会向宽度方向弯曲，导致卷绕时出现“蛇形”变形，影响运输和敷设效能。

3. 表观与机能缺点

表表皱褶：
冷却不均匀导致部门收缩过快，橡套表表形成不规定皱褶（深度＞0.2mm时视为缺点），降低耐环境机能（如皱褶处易积水导致侵蚀）。
电气机能劣化：
收缩率过大可能使护套与导体间距减�。ㄈ缟杓萍渚�1.0mm，收缩后变为0.8mm），导致部门电场强度升高，加快绝月废化（试验批注，电场强度增长20%，寿命缩短50%）。

**三、收缩率的节造步骤

1. 资料配方优化

调整硫化系统：

推进剂选择：使用迟效性推进剂（如CZ、NOBS）可耽搁焦烧功夫，使橡胶在模具内充分流动，削减硫化收缩应力。例如，将推进剂M（急剧型）代替为CZ后，硫化收缩率降低0.8%。
硫化剂用量：适当削减硫磺用量（从2.5phr降至2.0phr）可降低交联密度，使收缩率减幼0.5%-1.0%，但需平衡机械机能（抗张强度可能降落5%-10%）。

填充剂改性：

碳黑粒径节造：使用幼粒径碳黑（如N550，均匀粒径30nm）可提高填充密度，削减橡胶自由体积，从而降低收缩率。试验批注，N550用量从30phr增至40phr时，收缩率从2.8%降至2.1%。
无机填充剂：增长20phr纳米碳酸钙（粒径50nm）可使收缩率降低1.2%，同时提高硬度（Shore A增长5度）。

2. 工艺参数精准节造

挤出工艺优化：

温度节造：挤出机各区温度需梯度设置（如机头温度比料筒低5-10℃），预防橡套表表过早固化导致内部应力积累。例如，将机头温度从95℃降至90℃后，收缩率均匀性提升15%。
牵引快率匹配：牵引快率（V?）与挤出快率（V?）的比值（V?/V?）需节造在0.98-1.02之间。若比值＞1.02，橡套被拉伸导致收缩率增大；若比值＜0.98，橡套堆积产生皱褶。

硫化工艺调整：

硫化功夫：通过DSC（差示扫描量热法）测定橡胶的硫化曲线，确定最佳硫化功夫（t??，即达到90%硫化水平的功夫）。例如，某EPDM橡套的t??为8min，现实硫化功夫设定为10min可确保充分交联，收缩率不变性提升20%。
硫化压力：适当提高硫化压力（从10MPa增至12MPa）可压缩橡胶内部孔隙，使收缩率降低0.3%-0.5%，但需预防压力过高导致设备败坏。

3. 冷却系统设计改进

均匀冷却装置：
选取多段式水槽冷却（如3段水槽，水温别离为50℃、40℃、30℃），使橡套温度梯度≤5℃/段，削减内应力。试验批注，均匀冷却可使收缩率颠簸领域从±0.8%降至±0.3%。
风冷辅助：
在挤出后当即用冷风（15-20℃）吹拂橡套表表，加快表表固化，预防因沉力导致的下垂变形。例如，风冷可使扁电缆宽度方向收缩率差距从1.2%降至0.5%。

**4. 后处置与检测

预拉伸处置：
对硫化后的电缆进行预拉伸（拉伸率1%-2%），开释残存应力，使后收缩率降低50%-70%。例如，某企业选取预拉伸工艺后，电缆在贮存3个月后的尺寸变动率从0.8%降至0.2%。
在线尺寸检测：
使用激光测径仪实时监测护套厚度和表径，当尺寸误差超过设定值（如厚度误差＞0.1mm）时，自动调整挤出或硫化参数。某出产线利用该技术后，产品合格率从92%提升至98%。

四、典型利用案例

案例1：轨路交通用扁电缆

问题：原工艺出产的电缆在-20℃低温下收缩率达3.5%，导致护套与导体间隙增大，引发部门放电。
解决规划：
成效：低温收缩率降至1.8%，部门放电电压从5kV提升至10kV（IEC 60502尺度要求≥8kV）。

将橡胶基体从NR改为EPDM（收缩率降低1.2%）；
增长推进剂CZ用量至1.5phr，耽搁焦烧功夫；
选取三段式水槽冷却，水温梯度节造在3℃/段。

案例2：光伏电站用扁电缆

问题：户暴露出1年后，电缆表径因后收缩减幼0.8mm，导致与接线盒共同松动。
解决规划：
成效：1年后表径变动率≤0.3%，与接线盒共同间隙不变在0.2-0.4mm。

在橡胶中增长0.5phr抗收缩剂（如聚丙烯酸酯类）；
硫化后进行72h恒温（40℃）预处置，开释残存应力；
增长护套厚度公差上限（从±0.3mm放宽至±0.5mm）。

五、总结与建议

主题战术：通过资料配方优化降低收缩率基础值，结合工艺节造削减收缩率颠簸，最终通过后处置开释残存应力。
趋向方向：开发低收缩率橡胶资料（如硅橡胶收缩率仅0.5%-1.0%），或选取共挤出工艺在橡套内层复合低收缩率资料（如TPU）。
实际建议：

成立收缩率数据库，纪录分歧资料、工艺参数下的收缩率数据，为出产提供参考；
在高温、高湿或极寒地域使用的电缆，需在型式试验中增长收缩率专项检测（如-40℃至80℃循环试验）。

通过系统节造橡套资料收缩率，扁电缆的尺寸精度可提升至±0.2mm以内，结构不变性满足20年以上使用寿命要求，显著降低现场故障率。

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