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光、电缆料生产中洁净技术的应用 已有1人参与
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摘要：光缆、电缆的发展对于电缆料的要求也越来越高，同时对电缆料的质量要求也就越来越高，而要生产高质量的产品，其生产条件也必须提高。本文以事例说明净化车间和洁净生产工艺对光、电缆料生产的指导意义。 关键词：光缆、电缆、原料、洁净生产 随着我国光、电缆行业的快速发展，电缆料的需求也越来越大。电缆料即电线电缆绝缘及护套用高分子材料的俗称，其中包括了橡胶、聚氯乙烯、低烟无卤，尼龙及一些特种高分子材料等，而其中又以聚氯乙烯、低烟无卤居多。光、电缆料的生产大体可以分为几种情况:一是石化行业企业生产，如国外的埃克森-美孚、陶氏、北欧化工等，国内的中石化所属企业如燕山石化、齐鲁石化、上海石化等，他们依靠自身的技术、规模优势，生产可以直接用于电缆加工的基体树脂，主要用于绝缘料。一种是电缆厂自己生产电缆料，基本是以本企业自给自足为目的，且品种较为单一，以中低档为主。另外一种就是专业的电缆料生产企业生产，这类企业类型众多，从一两台设备的小厂，到技术先进的自动化生产线，生产的产品也根据客户的不同要求，从低端的普通产品，到技术含量很高的品种都有，其中比较著名国外如普立万、Alphagary、特诺尔爱佩斯、潘德娜等，国内有上海凯波、至正道化、江苏领瑞、临海亚东、银禧、德威、万马高分子、中联等。近几年来，我国电缆料生产企业有了很大的发展，特别是一些民营企业，在生产规模、产品结构调整及新产品开发上顺应市场需求，有很大的提高。虽然在高压、超高压电缆料和用于一些特殊要求的电缆料，依然被一些国际知名公司占据，但在其他电缆料方面，国内企业的产品在各项性能上已经达到、甚至超过他们，而且国内的产品更具有价格优势。 因为光、电缆要在不同的场合使用，既要保证能够有效的传输电磁波、光波等，另外对使用环境具有一定的适应性，所以光、电缆料要满足一定的电性能如电阻、介电性能等，又要有一定机械性能如抗张强度、伸长率、弯曲性、弹性、柔软性、耐磨性及抗冲击等，热性能如耐高低温，耐腐蚀性和耐候性如化学腐蚀、耐日光、耐寒、抗菌防霉、防虫、抗辐射等性能。而为了以上性能或客户的特殊要求，光、电缆料是多种不同材料加工而成的混合物，如各种树脂、增塑剂、阻燃剂、填料、润滑剂、抗氧剂、色粉等其中的数种。这些材料中有液体、有固体颗粒和粉末，有的不导电、有的导电如炭黑等。而光、电缆料的加工就是根据客户对产品的不同要求，选择上述合适的多种材料，进行混合、塑炼、挤出、造粒等工序制造而成。在加工过程中，如果密封不好、或因为摩擦、撞击等，都会产生粉尘，这些粉尘弥漫到空气中，就有可能对产品造成不良影响。如较大粉尘颗粒混入产品可能造成塑化不良、表面有颗粒、破皮开裂等，导电性的杂质混入会造成电击穿、介电损耗增加等。 净化车间和洁净生产工艺是目前医疗、制药、食品及电子行业广泛应用的技术措施，在一些事关民众安全健康的行业甚至是一个强制要求。净化车间和洁净生产工艺是要求把一定空间内的空气中的微粒子、有害空气、细菌等有害物去除，并使生产操作场所内温度、净度、压力、气流速度与分布、照明、静电保持在某一需求范围内，并且无论外界空气条件如何变化，其生产操作场所内洁净度、温湿度、压力等维持原先设定条件。净化车间和洁净生产的要求因为所生产产品或操作条件的不同，根据单位空间内微粒子的数量，划分为1及到10万级（最新的2010版GMP把净化车间分为ABCD等级别）【1】。国内根据实际情况，还把分出30万级、百万级。净化车间和洁净生产工艺在不同行业内的应用经验证明，其对产品质量的控制具有很好的促进作用，其环境和质量控制方法、程序等对光、电缆料的生产也就很好的指导作用。 国内的光、电缆料生产在起步之初，类似与作坊式生产，从一些低档、低压的电缆护套开始生产，该类电缆料对环境没有太大的要求，一台设备，几个民工，就可以生产。这类生产方式目前在国内许多小型电缆料厂家，仍然大量存在。笔者曾经到多家只有只有一、两台机的光、电缆料生产厂家调查过。有的PVC电缆料厂家在生产时，碳酸钙、树脂粉等在高混时飞的到处都是，高温下增塑剂或分解的氯化氢气体从高混锅、挤出机、料斗出蒸腾而出，切粒时产生的碎屑在鼓风机的风力下从震动筛和料斗飞出。一些低烟无卤电缆料厂虽然不使用液体增塑剂，但因为全部是固体投料，粉尘问题更为严重。在一些条件较差的厂家，他们没有任何处理措施，再加上生产场所的限制，厂房低矮、通风较差，极端情况时甚至车间工作环境可以说是“暗无天日”。这样的生产条件，不仅无法保证产品具有良好、稳定的品质，而且对员工的身体健康也为不利。随着电缆料生产厂家的发展，下游厂家对产品品质要求的提高，以及社会对EHS要求的提高，电缆料生产厂家对生产环境的认识也有了较大提高。一些电缆料生产厂家为了做大做强，提升产品品质和自身形象，也愿意拿出一部分资金来改善生产环境和提高工艺装备。但目前绝大多数厂家的措施还在比较初级阶段，如把高混锅或密炼机间隔出来、或在其顶部装上吸尘装置、在鼓风机进风口装上管道引到室外，或在料斗排风出接入尾气处理装置等。也有厂家引进自动化装置，如配合自动上料、送料装置和失重秤自动计量，配合BUSS机塑炼、造粒，改善冷却方法，自动包装，并配合净化除尘系统，改善生产条件，保证产品的品质和员工的健康。而少数厂家为了生产出要求更高的中高压绝缘料，已经按照净化车间的标准指导生产。 为了更好的说明净化车间和洁净生产工艺对光、电缆料的生产的指导作用，结合在相关产品的开发、生产中的一些经验教训来进一步阐述。 对于许多小线径的机车、通信线缆，客观上要求以较高的生产速度，才能产生更好的经济效益。如国外的小线径汽车线生产速度达到2000米甚至以上，而国内的汽车线生产速度多在数百米之间，除了生产设备差异之外，电缆料的性能差异也是一个原因。特别是在电缆料生产时，基本不能做到较为彻底的除尘，如杂质混入电缆料原料中，杂质所在处就形成一个缺陷，在高速生产时，此处要收到较大的力和形变，就会产生破洞，甚至脱料。 江苏领瑞新材料科技有限公司配合4G网络中拉远光缆的应用，开发一款高性能的低烟无卤紧套料，用于生产其中的0.9mm紧套光纤，线径非常小，壁也较薄，对低烟无卤紧套料要求较高，目前国内只有该公司能生产使终端产品完全合格的低烟无卤紧套料。如果用通常的生产方法，其加工速度只能达到150m/min左右，这是因为生产过程中中混入杂质，不仅会产生表面颗粒，而且会在进一步提高速度是产生断料状况，而且做出来的紧套光纤剥离力较差，拉远光缆的衰减等性能也变差。采取密炼机间隔出来和顶部装上吸尘装置、在鼓风机进风口装上管道引到室外、在料斗排风处接入尾气处理装置等后，生产的产品拉线加工速度可达到300 m/min、甚至350m/min。但必须对相关管道、设施进行定期的清理，否则客户拉线生产幅度就会大幅度下降，即使如此还会在表面产生颗粒，脱料也增加。 而对于35KV、110KV及以上的中高压绝缘料，如果要想得到合格的产品，就必须按照净化车间的标准指导生产。万马高分子是国内第一家生产35千伏及以下中压电缆绝缘料的厂家，据万马股份2012年一份公告中信息，万马高分子利用其开发的后吸法工艺，和国外设备供应商经过两年多的技术交流，定制了整套高压绝缘料后吸法生产设备，建立了全封闭净化车间，于2009年和2010年建成了两条万吨级的后吸法生产线，并将其应用于35千伏及以下中压电缆绝缘料的工业化生产。其授权专利【2】描述生产环境为：空气压力10-15N/m2,空气中的杂尘粒子为0.5×108Nr/m3以下，温度11-29℃，相对湿度85%以下，根据上述数据其生产条件应该为百万级或更高要求。万马高分子在原有技术基础上开发110KV高压绝缘料，据其披露的信息，已经通过多家检验结构检测，并开始提供客户使用。在其技术人员发表的文章披露【3】，其一般区净化度为3000级、上料区为1000千级、在线检测区为1000级、包装区为1000级、包装口区为100级。 在当前相当数量光、电缆料生产厂家致力于相互压价，陷入价格恶性竞争的情况下，光、电缆料生产中采取洁净技术的提法似乎不合时宜。但低价格也就意味着低质量，当所谓PVC价格在6000多、所谓低烟无卤价格在8000多甚至以下时，这些产品价格都已经低于常规产品的原材料成本，可以想象其质量如何？当用这些材料制成的产品进入各行各业、千家万户，各种隐患也就埋伏在我们日常生活中。净化车间和洁净生产工艺的各项要求，即使在某些光、电缆料产品中还用不着，但其指导思想相信对于光、电缆料的生产也有指导意义。 参考文献 1． GB50073-2001洁净厂房设计规范 2． CN102532638A高压电缆用绝缘材料及制备方法 3． 国产110kVXLPE电缆料的研发和性能，电线电缆 2012 年 12 月 第六期 |
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