你的位置:首頁 > 新聞動態 > 技術知識

【電力知識】電線電纜銅絲發黑,竟是因爲這些原因!

2017-11-22 14:08:43??????点击:
1

導致銅絲發黑的原因


1、拉絲乳化油池面積較小,回流管道短,且密封,造成散熱慢,導致乳化液油溫度高。


2、是銅絲退火原因造成的。

① 连拉连退的冷却水一般都是用自来水、地下水,由于水质各地不尽相同,有些地区水质的PH 值较低,只有5.5~5.0(正常是7.0~7.5),把原来乳化液中抗氧化油膜都清洗掉了,退火后的铜线易氧化、发黑;

② 在普通拉丝机拉好的成品铜丝在另一条退火线上退火,冷却水也没有使用抗氧化剂,抗氧时间短,很快就会出现氧化发黑现象;


3、是一些老廠還沿用退火缸來退火,以下幾種原因也會造成氧化、發黑:

① 该退火缸螺母没拧紧,冲完二氧化碳或高纯氮后漏气;

② 出缸的铜线温度过高,超出30℃时;

③ 拉丝乳化液保养不够,PH 值过低;

這些情況夏天氣溫高時較爲常見,乳化液不停地使用會有所損耗,溫度高時則損耗較快,如果不及時補充新的原油,這時候含脂肪量很少,再加上氣溫高,乳化液的溫度也可能超出45℃,就很容易造成氧化發黑了。


4、再另外一種情況是,由于目前普遍使用高速拉絲,其速度提高了,相對散熱時間減少了,給氧化帶來了一定空間與時間。

因此,建议生产厂家多注意乳液的含脂量情况,使用温度,PH 值的等是否恰当,春天黄霉雨季节细菌繁殖较快,可使用杀菌防霉剂,夏天可用抗氧化剂,解决氧化、发黑问题就不成问题。

 

▎原因

1、成品模的變形量太小所致;

2、模具鑲套的外圍及前方沒有密封好。


▎解決方法

成品模出口方向加一個橡皮墊,然後螺紋壓緊成品模,解決漏油的問題。


成品模的變形量偏小,是常犯的錯誤,單模變形需有一個最小的變形量,産生的壓力才可能大于金屬的屈服極限,才可以實現是塑性變形,尺寸才能穩定,單線表面才會有冷拉産生的光照。


2

引起線圈發黑的原因


在生活上,我們經常會用到各種使用線圈的産品,如馬達、喇叭、助聽器、遙控玩具、無線充電器、電源開關、電腦······線圈發黑是因爲銅線的氧化,線圈的主要材質基本使用銅線,而金屬都會氧化,所以我們就會看到線圈發黑的情況。

 

1、技術原因:以前我国内大多数厂家均使用通用性的铜杆,铜含量数可达到99.95%,不过就算日此,铜之中还是存在这O 。原因铜本身不是无氧铜,在加工过程中铜的表面难免会与空气接触而出现氧化。到了现在国内引进了无氧铜的先进生产技术,以及国内自行开发的无氧铜生产技术,使整个铜线行业均用上了无氧铜,这无疑已经是大大的改善了铜丝的发黑问题。不过由于对铜杆的加工,特别是韧炼工艺的运用和成品铜线芯存放的条件不好,使令到铜线本身还是会有轻微的氧化。


2、絕緣層的材料問題:絕緣漆可以分爲浸漬漆、漆包線漆、覆蓋漆、矽鋼片漆、防電暈漆等五類。其中浸漬漆就是用作于浸漬處理電機,電器線圈的。浸漬漆可以起到一個填充絕緣系統中的間隙和微孔,並在被浸漬物表面形成連續漆膜,並使線圈粘結成一個結實的整體,有效提高絕緣系統的整體性,導熱性,耐潮性,介電強度和機械強度的性能。其次也是起到散熱的作用,如果絕緣漆在浸透時,烘幹後的線圈可以看做爲一個整體,內外層熱量能夠輕易的傳導,從而起到散發熱量的作用。現在我國的浸漬漆、絕緣油生産工藝、制備方法、專利配方技術資料還是相對比較落後的,生産加工的浸漬漆基本都只起到短暫的作用,時間一長就會出現掉落,失效的現象。


3、使用的問題:我們在使用線圈銅線的過程中,經常會出現這樣的問題—碰撞摩擦,沖洗較慢,水分大量與線圈接觸,使用廢機油潤滑,造成導體表面有殘留物和絕緣層的破壞,在後續加工時造成導體氧化;


4、銅線退火工藝:铜线退火指就是将铜线缓慢加热到一定的高温后持续保持一段时间,然后以相应的速度冷却的一种金属热处理。铜线退火可以起到了就降低硬度,改善切削加工性、消除残余应力,稳定尺寸,减少变形与裂纹倾向;细化晶粒,调整组织,消除组织缺陷。不过一旦在生产过程之中温度高于50 ℃出罐,规定抽气时间不足、SO2含量高,保护气体不纯就会造成退火的不足,一段时间过后铜线就会容易发黑。


線圈銅絲發黑的原因是多種因素造成的,不僅僅是以上的四個因素問題,還與銅絲本身所處的狀態、線圈加工工藝、硫化工藝、線圈的結構、配方、線圈生産環境等諸多因素有關。


3

橡套電纜銅絲發黑的原因


銅絲發黑的原因是多種因素造成的,不僅僅是橡皮的配方問題,還與銅絲本身所處的狀態、橡膠加工工藝、橡膠硫化工藝、電纜的結構、護套橡膠配方、生産環境等諸多因素有關。


1、橡皮發粘和銅絲發黑的原因分析


  • 銅絲本身的原因在廿世紀五十到六十年代,國內大多數廠家均使用普通銅杆,銅含量爲99.99%,均爲有氧銅杆,生産方法都是銅錠加熱後經多道壓延後制得黑色銅杆,經過大、中、小拉將銅杆制成比較細的銅絲。因爲銅本身不是無氧銅,在加工過程中銅絲表面難免出現氧化。到了廿世紀八十年代,國內引進了無氧銅杆的先進生産技術,以及國內自行開發的無氧銅杆生産技術,使整個電線電纜行業均用上了無氧銅杆,這無疑是改善了銅絲的發黑問題。但由于對銅杆的加工,特別是韌煉工藝的掌握以及加工好的銅線芯存放的條件不好,使銅線芯本身已有輕微的氧化,這也是銅絲發黑的原因之一。


  • 橡膠配方的原因廿世紀五十年代,橡膠絕緣均采用天然膠和丁苯膠並用配方。由于絕緣橡皮直接與銅線接觸,所以就不能直接使用硫磺作硫化劑,即使用很少的硫磺也會使銅線發黑。必须使用一些能够分解出游离硫的化合物,如前面提到过的促进剂TMTD 、硫化剂VA-7,同时还要配合一些硫化促进剂来提高硫化速度和硫化程度,确保绝缘橡皮的物理机械性能和电气性能。但从绝缘橡皮的弹性、强力和永久变形看,都不如加有硫磺的橡皮(如果不考虑铜丝发黑的话)。几十年的实践已经证实TMTD 无法解决铜丝的发黑问题。另外,绝缘橡皮要有各种颜色,红、蓝、黄、绿、黑是基本颜色,这些颜色的出现也会促使橡皮发粘和铜丝发黑。配方中的主要填充剂是轻质碳酸钙和滑石粉,由于价格的关系,有些厂家为了降低成本,用价格特别便宜的碳酸钙和滑石粉,这些填充剂粒子粗、游离碱的含量大、杂质多,所以物理机械性能比较差,电性能不好,还容易造成铜丝发黑。还有的厂用活性超细碳酸钙来提高绝缘橡皮的物理机械性能,而活性钙多数是用硬脂酸来处理的,这种酸也是促使铜丝发黑的原因。硫化剂VA-7的使用,可以改善铜丝发黑,但由于硫化程度不够,橡皮的永久变形大,会造成橡皮发粘。特别是加入促进剂ZDC 以后,提高了硫化速度,为了防止焦烧,还要加入促进剂DM 来延缓焦烧时间。从促进剂ZDC 的结构看,是在TETD 结构中两个相连接的硫中间接上一个金属锌,结构式为: S S H5C2 ‖ ‖ H5C2 >N-C-S-Zn-S-C-N < H5C2 H5C2 与TETD 结构式 S S H5C2 ‖ ‖ H5C2 >N-C-S-S-C-N < H5C2 H5C2 十分接近,在配方中还无法避开和秋兰姆相似的结构铜丝发黑可能时间略长一点,但没有从根本上解决。


2、從電線電纜結構分析


  • 銅的催化老化是橡皮發粘的重要原因前蘇聯電纜科學研究院試驗證明:硫化过程中铜从与橡胶接触处渗入到绝缘橡胶中,1.0-2.0mm 厚度的绝缘橡皮含铜0.009-0.0027%。众所周知,微量铜对橡皮有极大的破坏作用,也就是我们通常说的重金属对橡胶的催化老化。在绝缘硫化过程中,秋兰姆析出若干游离硫与铜反应,形成活性含铜基团: CH3 │ CH2-CH-C-CH2- │ │ S S │ │ Cu Cu 在老化时,较弱的-S-S-键断裂,形成活性含铜基:Cu-S-,它与橡胶作用,同时与氧作用,破坏橡胶的长键分子,使橡胶变软变粘,是低分子链的组合。法国橡胶研究院研究发粘重现问题时也指出:如果橡胶中含有有害的金属,如:铜、锰等重金属盐类,那么不管促进剂的种类,均会发生橡胶发粘现象。


  • 橡套電纜中硫磺向絕緣橡皮和銅線表面的遷移前蘇聯科學家應用放射性同位素證實了電纜護套橡膠中硫擴散的可能性。以天然橡胶为基的硫化胶中,在130-150℃的温度下,游离硫的扩散系数约为10-6cm2/s。连续硫化的生产厂,硫化护套橡胶时,温度在185-200℃之间,这个扩散的系数就更大。由于橡套游离硫的扩散,改变了秋兰姆橡胶的结构,可能形成多硫键。这些多硫化合物通过化学分解和化合实现迁移,即" 化学扩" 。由于迁移的结果,不仅可改变绝缘橡皮的结构,降低其耐热性,而且硫与铜表面反应,形成硫化铜和硫化亚铜,导致铜线发黑。反过来,硫化铜和硫化亚铜加速橡胶的老化,又导致发粘现象的发生。 


3、加工工藝方面的原因


  • 橡料加工方面的原因在以天然膠和丁苯膠並用爲基礎的絕緣配方中,天然膠需要通過塑煉來提高橡膠的可塑性。有些大厂为了产量,用密炼机塑炼,还要加入少量的化学增塑剂--促进剂M 来提高塑性。如果塑炼温度和生胶滤橡时的温度控制不好,出现140℃以上的高温,当生胶放到开炼机上缓慢通过滚筒,而上面的积胶由于受到热氧和促进剂M 的同时作用,会发现橡胶表面好象涂了一层油,实际上是橡胶分子在化学增塑剂的促进下断链比较严重,产生了比较软和粘的较小分子量橡胶。虽然后来与丁苯胶并用混炼出绝缘橡料,这些小分子量的天然胶被均匀地分散在胶料中,这些胶料挤包在铜丝上进行连续硫化后,当时可能看不出什么问题,但已经为橡胶粘铜丝埋下了一个隐患,也就是说,这些小分子量的天然胶将首先出现局部粘铜丝现象。绝缘橡皮加硫化剂和促进剂的工艺也十分重要。有些小厂在开炼机上加硫化剂,就是将装有硫化剂的罐子,在滚筒的中部倒入,中间很多,而两边较少。当硫化剂吃入橡皮中,翻三角的次数较少,会使硫化剂在橡料中分布不均匀。这样在挤包连续硫化时,含硫化剂比较多的地方很容易出现铜丝发黑现象,在发黑的地方时间一长,还会出现橡皮粘铜丝的现象。


  • 绝缘橡皮硫化方面的原因有些企业为了追求产量,连续硫化管只有60米长,蒸汽压力是1.3Mpa, 而硫化速度要开到120米/分,这样绝缘橡胶在管中的停留时间只有30秒。橡皮本身是热的不良导体,绝缘线芯表面温度大于190℃,当温度传热到与铜线接触的里层橡皮时,又被铜线吸热,铜线升温到与里层橡皮温度接近时,硫化的橡皮电线芯已经出硫化管了。这样里层橡皮温度比较低,大约为170℃,停留只有几秒钟就出硫化管,进入冷却和收线,绝缘橡皮就会硫化不足。为了达到足够的硫化。促进剂TMTD 的用量(作硫化剂用)高达3.4%,過量的硫化劑,在硫化過程中放出的遊離硫也多,除供交聯橡膠分子外,還有多余的遊離硫。這是促使銅線表面發黑的原因。


       總之,解決銅線發黑的問題,難度仍然較大,從銅絲到橡皮的每一道工序都要認真對 待,才能取得較好的效果。膠種選擇和硫化體系的采用仍是問題的關鍵所在。這個問題的解決需要經曆時間的考驗。