张鹏飞 吴金

摘  要：化工企業有些生产环节是在强酸强碱的环境中进行，该文结合现有生产工艺及最新的材料，研制了具有多种防腐耐酸特性材料的化工用耐老化耐酸碱电力电缆，能保护电缆内部结构完好，有效地保持传输电力线路的畅通。阐述了化工用耐老化耐酸碱电力电缆的结构设计、材料选择及关键生产工艺控制等主要内容。

关键词：耐老化耐酸碱;镀锡导体;硅橡胶;环氧树脂;氟橡胶

中图分类号：TQ325          文献标志码：A

0 引言

化学工业在我国的国民经济中占有重要地位，是国家的基础产业和支柱产业。化学工业的发展速度和规模对社会经济的各个部门有着直接影响。化工企业有些生产环节是在强酸强碱的环境中进行，普通电线电缆因为耐受不了强酸强碱而使使用寿命大大缩短，增加了更换频率、材料成本，影响化工企业的正常生产运转，给企业带来很大难题。针对化工行业复杂的使用环境，结合现有生产工艺及最新的材料，我们研制了具有多种防腐耐酸特性材料的化工用耐老化耐酸碱电力电缆。

1 电缆结构设计

1.1 电缆结构示意图

化工用耐老化耐酸碱电力电缆的结构元件包括导体、导体绕包层、绝缘层、填充层、包带层、内护层、外护层。化工用耐老化耐酸碱电力电缆具体结构如图1所示，各结构元件的组成分述如下。

1.2 电缆材料选用

导体采用符合GB/T 3956—2008标准规定的第5 种多股镀锡铜丝软导体结构，其材质比较柔软，导电性能良好，与裸铜线相比，其耐蚀性、抗氧化性能更强，可大大延长电缆的使用寿命。

导体绕包层及成缆包带层为玻纤带，具有高阻燃耐高温、耐腐蚀、耐老化、耐气候性的特性，强度高结构牢固，能有效保护绝缘层不受损害。

绝缘采用硅橡胶绝缘，具有良好的耐油、耐溶剂、耐老化性能和电绝缘性能，耐热性能也很突出。

（4）填充层采用玻纤绳，具有耐热、耐腐蚀等主要性能，且该填充物强度较高，增加电缆的强度。

（5）内护层为环氧树脂，具有耐酸、碱、盐、油类介质腐蚀、机械性能高、耐寒、耐高温、阻燃性能高、耐磨、绝缘电气以及柔软的特性。

（6）外护层为耐强酸强碱氟橡胶，具有耐油、耐化学腐蚀的特性，同时还具有良好的耐老化性能，使用寿命长，能够适应特定的使用环境条件。

2 产品的试制

2.1 电缆生产工艺流程

根据设计确认的化工用耐老化耐酸碱电力电缆，生产工艺流程如下：绞制导体→挤包绝缘→成缆→挤包环氧树脂内护层→挤包氟橡胶外护层→成品检验→成品检验→入库→出厂。

2.2 工序工艺质量要求

化工用耐老化耐酸碱电力电缆的结构简单，但主要材料需满足特定要求，应注意以下几个问题：

（1）导体。控制单丝标称直径，偏差必须在标准规定范围之内。镀锡铜丝表面要求色泽均匀、光滑，无油污，无氧化和机械损伤，不能有黑斑，镀锡层均匀，不应有漏镀等。

（2）导体绕包层要仔细处理好接头，搭盖均匀，保持带盘张力在合适范围内，从而保证绕包层的绕包质量，这对挤包绝缘线芯的质量控制至关重要。

（3）绝缘。检查绝缘层质量，要求塑化良好，外观光滑，无目力可见的气泡、杂质、裂纹，要求绝缘层紧密挤包在导体上，不允许有压扁、碰伤、鼓包、松套、起皱现象。

（4）成缆。成缆节距大小直接影响绝缘线芯变形和电缆柔软性。成缆节距越大，电缆绝缘线芯在弯曲时的变形越大，电缆柔软性越差。应选择合适的成缆节距，使电缆有好的结构稳定性和弯曲性，减少变形和皱褶。包带的厚度要均匀，绕包后平整、紧实、无褶皱，搭盖均匀、无漏包现象。填充物保证饱满，又不损伤绝缘，填充不应有跳蹦，电缆外观圆整。

（5）内护层。表面应光洁、平整、无气泡、裂纹、杂质、机械损伤等缺陷。

（6）外护层的挤塑：表面应光洁、平整，无气泡、裂纹、杂质、机械损伤等缺陷。电缆应印字正确、清晰、耐擦。

2.3 工序工艺关键点

从结构分析和工艺流程中可以看出，电缆的制造工艺与常规电缆相同，并无特殊之处，具体过程不再赘述，但在制造过程中，需注意以下几点，否则，极易影响电缆的质量和性能：

内护层采用环氧树脂材料。环氧树脂材料的制备是工艺关键点。基于环氧树脂的防腐蚀电缆材料包括如下重量份数的原料：乙烯～醋酸乙烯共聚物23～42份、纳米结晶纤维素8～13份、三聚氰胺氰尿酸盐5～11份、气相二氧化硅8～13份、对苯二甲酸二辛酯4～9份、防腐蚀组分2.1～4.5份、防辐射剂3～21份、抗氧剂3.1～3.7份、水50～110份。防腐蚀组分包括防腐蚀A组分和防腐蚀B组分，使用时，防腐蚀A组分和防腐蚀B组分需混合，防腐蚀A组分和防腐蚀B组分的质量比为2︰1～3︰1。防腐蚀A组分包括如下重量份数的原料：分子量为190～600的环氧树脂7～21份、500～800目的二氧化钛粉80～86份、含硅的纳米助剂1～3份、防沉剂1～5份、有机溶剂6～10份;防腐蚀B组分包括如下重量份数的原料：胺值为210～280的聚酰胺2～3份、腰果壳油改性胺2～4份、丙醇4～7份。该电缆材料具有优异的防腐蚀功能，可使电缆在酸性环境或者碱性环境中进行工作。

外护层为耐强酸强碱氟橡胶。氟橡胶护套的制备是工艺关键点。氟橡胶原料包括以下组分：氟橡胶80 份、甲基乙烯基硅橡胶12 份、环氧树脂12 份、端羧基液体丁腈橡胶4 份、聚醚型聚氨酯8.2 份、酸化淀粉7 份、沉淀法白炭黑13 份、改性纳米二氧化硅10 份、凹凸棒土7.2 份、膨胀蛭石9.3 份、可膨胀石墨8 份、氧化锌3.2 份、硬脂酸3 份、防老剂1.5 份、氯化石蜡3.3 份、环氧大豆油3 份、己二酸二[2-（2- 丁氧基乙氧基） 乙酯]4 份、磷酸三苯酯10 份、丙三醇乙二酸醚酯4 份、硫磺2.8 份、异硫氰酸苯酯1.2 份、促进剂3.2 份、γ- 氨丙基三乙氧基硅烷3.6 份、2，2，3，3，4，4，4- 七氟丁基丙烯酸酯4.5 份。此护套材料的耐油性、耐高低温性好，耐老化性能优异，且强度高。

3 结语

化工用耐老化耐酸碱电力电缆设计有双层耐酸碱防腐蚀护套，能保护电缆内部结构完好，有效地保持传输电力线路的畅通，玻纤带和玻纤绳配合使用使电缆达到耐腐蚀、增加强度的效果，能使电缆在强酸强碱等化学腐蚀条件下安全运行，镀锡导体也具有耐蚀性、抗氧化性能，该设计从整体上提高电缆的耐老化耐酸碱和可靠性。此电缆具有广阔的应用和市场前景。

参考文献

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