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        無鹵低煙阻燃耐火電纜及其工藝的探討

        2021-05-12 11:28:20鮑啟偉林愛華宋彩華
        橡塑技術與裝備 2021年9期
        關鍵詞:低煙氧指數(shù)護套

        鮑啟偉,林愛華,宋彩華

        (1.無錫江南電纜有限公司,江蘇 宜興 214251;2.江蘇長峰電纜有限公司,江蘇 宜興 214251;3. 江蘇宏圖高科技股份有限公司光電線纜分公司,江蘇 無錫 214091)

        近幾年隨著國家加強對電纜行業(yè)的監(jiān)督管理,客戶對其常規(guī)的結構尺寸性能也有所了解,所以這些指標也大都能合格。但還有部分性能,客戶自己難以測量或不容易判斷其是否合格,如是否達到低煙指標、阻燃性高低等。2020年10月,國家市場監(jiān)管總局組織開展了電線電纜產(chǎn)品質(zhì)量安全專項整治活動,抽查電纜的阻燃、無鹵低煙、耐火性能等指標,說明人們已意識到電纜的安全環(huán)保性了。那么,這和哪些因素有關呢?如何不浪費材料又能生產(chǎn)出合格產(chǎn)品呢?本文闡述了筆者在實踐中總結的心得。

        1 性能指標

        阻 燃、耐火性能、無鹵、低煙性能見GB/T 19666-2019。

        1.1 示例

        (1)1kV,WDZN-YJY 3×70,工藝結構:無鹵低煙阻燃內(nèi)、外護套、氧指數(shù)最小34、阻燃填充、4層阻燃包帶;可通過阻燃A類、低煙、無鹵試驗。

        工藝結構:無鹵低煙阻燃外護,氧指數(shù)最小34、阻燃填充、2層阻燃包帶;可通過B類阻燃、低煙、無鹵試驗;至少用2層云母帶,重疊率不低于30%,可通過耐火(N)試驗;至少3層云母帶或陶瓷硅橡膠帶,重疊率不低于20%,可通過耐火(NJ)試驗。

        (2)1kV, WDZNJ-YJY23 3×70,工藝結構:無鹵低煙阻燃外護套、氧指數(shù)最小34、阻燃填充、4層阻燃包帶;可通過阻燃A類、低煙、無鹵試驗;

        1.2 影響因素分析

        (1)電纜的結構。從上述可看出,電纜的結構設計對其阻燃性、無鹵低煙和耐火性有極大的影響。阻燃試驗的取樣根數(shù)和燃燒時間,均與電纜的外徑及金屬鎧裝層有關;計算的樣品根數(shù),與電纜的結構及外徑有關,同一型號規(guī)格,阻燃材料越多,相對阻燃性越好;而耐火性能與無機礦物材料如云母帶層數(shù)及搭蓋率相關。

        (2)電纜材質(zhì)。要達到的阻燃等級越高,需要材料的阻燃性越高,同時應減少易燃性材料,或采用能降低燃燒速度的材質(zhì);與無鎧裝的電纜相比,有金屬鎧裝層電纜的阻燃性較好,因為金屬層有擋焰抑制作用。耐火電纜需要在火災或燃燒情況下,在一定時間內(nèi),依靠耐熱耐火材料,不發(fā)生短路、斷路,能保持正常輸電。因此,導體外部的材質(zhì)需具備耐熱耐火和良好的絕緣性,如云母帶、陶瓷硅橡膠等材質(zhì),可滿足普通耐火(N),而要滿足NS類耐火,僅僅依靠導體外部的云母層結構,不易合格。而滿足無鹵低煙性能,采用的材料中,鹵素含量要在規(guī)定值內(nèi),酸度和電導率達標,若采用PVC護套就不會合格,且采用的材質(zhì)不易燃不助燃且發(fā)煙量低。

        (3)生產(chǎn)裝備和工藝技術。生產(chǎn)工藝對其阻燃性也有影響,比如成纜節(jié)徑比越小,結構越緊湊嚴密,纜芯間空隙小,而氧氣不足不易燃燒;阻燃護套厚度越厚,燃燒時燒透至內(nèi)層所需時間越長。耐火電纜中采用陶瓷硅橡膠帶繞包,該工藝沒有擠包工藝制作的同類產(chǎn)品耐火性穩(wěn)定。普通螺桿擠出PVC阻燃材料均可,卻不適用擠低煙無鹵護套料,需專用螺桿,該螺桿的長徑比L/D以20或25為宜,壓縮比以1:1為宜。長徑比過大、螺桿轉(zhuǎn)速過高會使料在擠出過程中摩擦生熱,溫度急劇上升,而受熱時間又長,造成料中阻燃劑分解,致使擠塑表面變差,阻燃性降低。低煙無鹵料與PVC相比,擠塑溫度范圍窄且低,一般控制在110~150 ℃之間較好,該工藝能避免產(chǎn)生焦?;蛩芑缓玫那闆r,避免導致阻燃性差或影響低煙性能。

        (4)結構設計與工藝。那到底什么樣的結構工藝能滿足電纜的阻燃等級、無鹵、低煙、耐火性能呢?當然是按最高指標設計肯定能合格,然而企業(yè)要生存需考慮生產(chǎn)成本。因為這些試驗需要的樣品較多,還需相應的試驗器材,對于規(guī)模較小或無相關經(jīng)驗的企業(yè)來講,若是從頭來試制,勢必浪費很大。本人結合多年的試驗和經(jīng)驗,總結出以下工藝,此僅為一種工藝結構呈現(xiàn),并不是唯一的途徑。

        具體工藝結構見表1、表2和表3。

        表1 單一阻燃工藝

        表2 單一耐火工藝

        表3 無鹵低煙阻燃工藝

        產(chǎn)品類別 示例型號 各等級對應的結構工藝ZA ZB ZC ZD塑料 WDZ-BYJ、WDZ-RY等 / 絕緣料,氧指數(shù)最小34絕緣料,氧指數(shù)最小32絕緣料,氧指數(shù)最小30電線 WDZ-RYY等絕緣料和護套料(氧指數(shù)最小34)、阻燃填充、2層阻燃包帶護套料氧指數(shù)最小32、阻燃填充和2層阻燃包帶護套料氧指數(shù)最小30、和1層阻燃包帶 護套料氧指數(shù)最小28表中的絕緣和護套,均為無鹵低煙阻燃料

        2 結束語

        電纜產(chǎn)品的性能涉及到各方面,與電纜的規(guī)格、電纜結構、原材料、工人技術水平、生產(chǎn)工藝綜合因素有關,不僅僅受某一方面的影響。因此,實際能達到相應性能的途徑有很多,本文就一般情況下的觀點進行陳述,希望能為電纜生產(chǎn)企業(yè)帶來些許幫助。

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