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近年來(lái),硅烷交聯(lián)聚乙烯電纜料(以下簡(jiǎn)稱XLPE),因其具有所需制造設(shè)備簡(jiǎn)單、工藝成熟、操作方便、綜合成本低等優(yōu)點(diǎn),已成為低壓交聯(lián)電纜絕緣的主導(dǎo)材料。
目前常用的XLPE,一種是二步法XLPE,電纜廠在生產(chǎn)絕緣線芯時(shí)把接枝了硅烷的聚乙烯(PE)和催化劑母料按一定比例混合,在普通擠出機(jī)中擠制,然后在熱水或蒸汽中完成交聯(lián);另一種一步法XLPE是由電纜料生產(chǎn)廠家,將所有原料按配比經(jīng)特殊方法混合在一起,電纜廠直接在擠出機(jī)中一步同時(shí)完成接枝和擠制絕緣線芯,然后在自然條件下完成交聯(lián)。這兩種XLPE的共同點(diǎn)是,無(wú)需特殊的擠出設(shè)備,交聯(lián)過(guò)程相對(duì)簡(jiǎn)單,只要原材料及工藝條件符合要求,就能使其成為不溶不熔的熱固性塑料。與熱塑性PE相比,其耐熱變形和高溫下力學(xué)性能、環(huán)境應(yīng)力龜裂、耐老化性能、耐化學(xué)性能等均有提高或改進(jìn),而電氣性能仍保持基本不變,并使電纜的長(zhǎng)期工作溫度由原來(lái)的70°C提高到90°C,從而提高了電纜的短時(shí)耐受電流的能力。綜上所述,XLPE低壓電纜已成為近年來(lái)電纜生產(chǎn)廠家的主要產(chǎn)品。
作為第三方檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)承檢的該類電纜也在逐年增加,如何準(zhǔn)確提供該類產(chǎn)品熱延伸及老化性能等測(cè)試結(jié)果,檢驗(yàn)人員面臨著一些特殊情況,下面就此展開(kāi)分析:
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第一,XLPE絕緣熱延伸異常的問(wèn)題。筆者在檢測(cè)時(shí)常常會(huì)發(fā)現(xiàn),XLPE電纜絕緣在200℃熱延伸試驗(yàn)中負(fù)荷下伸長(zhǎng)率大大超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的要求,或者試樣放入烘箱內(nèi)在很短時(shí)間內(nèi)熔斷,假如馬上用原樣復(fù)測(cè),結(jié)果的再現(xiàn)性很好,若按照常規(guī),只要試驗(yàn)方法無(wú)誤,取樣正確,根據(jù)檢驗(yàn)結(jié)果完全可以下判定結(jié)論,但是對(duì)于XLPE來(lái)說(shuō),這樣做可能存在很大的風(fēng)險(xiǎn)。因?yàn)閄LPE的交聯(lián)過(guò)程是一個(gè)與溫度、濕度、時(shí)間、絕緣厚度等因素相關(guān)的緩慢的化學(xué)變化的過(guò)程,尤其是自然交聯(lián)的XLPE絕緣料,更是受到以上因素的影響,完成交聯(lián)的時(shí)間會(huì)有較大差異,完全可能在規(guī)定的試驗(yàn)周期內(nèi),尚未完成自然交聯(lián)。一旦隨時(shí)間推移完成了自然交聯(lián),其性能有可能符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的要求。對(duì)于此類情況,筆者認(rèn)為,在反映試樣當(dāng)前情況的前提下,不能急于判定,而是應(yīng)該為試樣提供一個(gè)促進(jìn)交聯(lián)的條件--在90°C±2°C的熱水中浸泡4~5小時(shí)后再作熱延伸試驗(yàn)。實(shí)踐證明,此時(shí)的試驗(yàn)結(jié)果,可以作為判定依據(jù)。值得一提的是,個(gè)別廠家片面追求商業(yè)利潤(rùn),利用PE和XLPE外形特征相近的特點(diǎn),將PE冒充XLPE,而PE是無(wú)論提供怎樣的促進(jìn)交聯(lián)的條件都不會(huì)產(chǎn)生交聯(lián)變化的,它在性能上根本達(dá)不到XLPE的要求,這與石頭不能孵出小雞是一個(gè)道理。這就要求檢驗(yàn)人員應(yīng)具有識(shí)別真假、優(yōu)劣X(jué)LPE的能力。其實(shí)通過(guò)觀察和工作積累,我們可以根據(jù)試樣放入烘箱后的熔斷時(shí)間、熔斷點(diǎn)來(lái)區(qū)分被檢試樣究竟屬于欠交聯(lián)、劣質(zhì)XLPE,還是用了PE?但是作為第三方檢驗(yàn)人員來(lái)說(shuō),是不能光憑經(jīng)驗(yàn)下結(jié)論的,必須根據(jù)真實(shí)的數(shù)據(jù)來(lái)判定。
第二,XLPE熱老化試驗(yàn)變化率超標(biāo)的問(wèn)題。檢測(cè)時(shí),如果拿到試樣,立即制樣,按常規(guī)放入烘箱老化,往往會(huì)出現(xiàn)老化后抗張強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率變化率超標(biāo)的現(xiàn)象,對(duì)這種結(jié)果下判定必須慎重。這種現(xiàn)象不完全因?yàn)槔匣阅懿涣家穑锌赡苁且驗(yàn)閄LPE尚未完全交聯(lián)(從XLPE電纜料熱延伸隨溫水中放置的時(shí)間曲線可以看出,當(dāng)熱延伸合格時(shí),并不代表該試樣完全交聯(lián)),而放入老化箱后,XLPE仍在完成其交聯(lián)過(guò)程,這就導(dǎo)致抗張強(qiáng)度增加,斷裂伸長(zhǎng)率下降,最終變化率超標(biāo)。由于完成老化時(shí)間較長(zhǎng),一旦試驗(yàn)結(jié)束后再發(fā)現(xiàn)問(wèn)題就比較麻煩,因此,有必要讓試樣徹底交聯(lián)后再進(jìn)行老化試驗(yàn)。
綜上所述,可見(jiàn)判定XLPE熱延伸、熱老化性能應(yīng)該考慮特殊因素。從事第三方檢驗(yàn)的人員,既不能草率為試驗(yàn)結(jié)果下定論,因?yàn)檫@樣做存在著把合格的產(chǎn)品誤判為不合格的風(fēng)險(xiǎn);也不能因?yàn)橄陆Y(jié)論有難度而避開(kāi)這兩項(xiàng)試驗(yàn)不做,這樣有可能讓不合格產(chǎn)品或假冒偽劣產(chǎn)品漏檢。因此,進(jìn)行上述兩項(xiàng)試驗(yàn)前,排除試樣尚未交聯(lián)或完全交聯(lián)的可能是有必要的。我們提倡用科學(xué)、合理的試驗(yàn)手段,提供公正、可靠的測(cè)試結(jié)果。
參考文獻(xiàn)
1.徐應(yīng)麟.電線電纜手冊(cè)[2].機(jī)械工業(yè)出版社.
2.項(xiàng)鍵,等.硅烷交聯(lián)聚乙烯電纜絕緣料.電線電纜,2007,(6).