聚乙烯护套与聚氯乙烯护套相比,具有优良的防水、防潮、耐磨性能,并具有良好的耐低温性能,聚乙烯护套电缆能够在较低的环境温度下进行敷设。因此,在低温地区以及有防水、防潮等要求的环境下,聚乙烯护套电缆被广泛采用。但是,聚乙烯护套耐环境应力较差,在生产过程中或产品在停放过程中或电缆在敷设过程中均容易出现护套开裂现象,特别是具有铠装结构电缆的聚乙烯护套。这不仅是由于聚乙烯材料本身存在的问题,也与生产工艺有一定的关系,需要引起足够的重视。
材料本身的影响 聚乙烯护套材料由于其生产方法的不同,其分子量大小、分子量的分布范围均有所不同,但这些都会对护套开裂现象产生较大影响。各电缆生产企业对聚乙烯护套材料来源的选择性不大,因此,暂不讨论材料本身的影响,而是从电缆工艺的角度来分析聚乙烯护套开裂的原因及其解决。
挤出温度的影响 聚乙烯护套料的挤出温度一般较高,特别对于塑化段和机头温度要求较为严格。如果塑化段温度过低,塑料粒子得不到熔融,塑化不完全,内应力促使护套在挤出后自行开裂。机头温度过低,会出现挤出护套表面冷却结晶性收缩而开裂。因此,在挤出时,一定要根据熔体的塑化状况调整塑化段和机头部分的温度,使塑料粒子得以完全塑化,并在保证塑化温度条件下挤出包覆。
采用分段冷却 聚乙烯护套挤出温度一般在200℃左右,温度较高,循环冷却水的温度一般是常温的在15℃-35℃之间,温度相差较大。直接采用上述的冷却水进行冷却,护套表面在骤然冷却下产生结晶性收缩,内应力急剧增加,从而出现护套开裂。因此,聚乙烯护套应采用分段冷却的方式进行冷却,以降低温度差,减小结晶性收缩。一般采用两段冷却方式进行冷却,第一段采用80℃-90℃热水冷却,第二段采用常温冷却水进行冷却。同时,生产速度根据护套厚度的大小进行适当的控制,使挤出护套得到充分冷却,减小护套内外温度差。
减小拉伸比 聚乙烯材料具有较大的拉伸比,生产时习惯采用挤管式。但实际上,聚乙烯本身就是线型结构,被拉伸后整个护套的材料结构呈线型分布,出现高度的结晶化倾向。线型分布和结晶化都加剧了护套材料内部的内应力的增加和积累,在外力的作用下,极易使护套产生开裂现象。因此,在挤出聚乙烯护套时,较易采用半挤管式生产,减小材料的拉伸比,以减少材料的线型分布和结晶化倾向的产生。
铠装隔离 电缆铠装比较常见的是采用钢带或钢丝铠装。钢带采用间隙绕包方式,在钢带的生产和复绕过程中不可避免地会产生缺口、卷边等缺陷。同时,间隙绕包的钢带也容易出现表面不平整现象,特别是使用的钢带厚度较厚,宽度较宽。电缆在移动的过程中,钢带的锐边会损伤护套,护套在内应力的作用下收缩,出现开裂。钢丝铠装表面虽然比钢带铠装表面平整,但钢丝焊接点与钢带锐边一样会对护套产生损伤,同时,钢丝的在承载时表现的受力不均匀也会使护套出现开裂。而且,铠装电缆铠装层表面温度与挤出时熔体温度差别过大,也使护套内部出现结晶化,内应力增加。因此,一般在铠装后绕包一层或二层无纺布进行隔离,既可以避免铠装锐边对护套的损伤,还可以避免护套挤出时高温护套熔体遇金属铠装出现骤然冷却而收缩现象,从而减少护套开裂现象的产生。
综上所述,铠装聚乙烯护套电缆护套容易出现开裂现象,不但有材料本身的问题,也有生产工艺问题。应该说,只要在生产中切实落实工艺要求,把握工艺关键,该问题还是完全可以避免的。