無鹵低煙阻燃耐火中壓電力電纜主要內(nèi)容

高壓阻燃耐火膠管主要用于高壓、易燃、高溫環(huán)境的液壓傳動(dòng)，輸送介質(zhì)或傳遞動(dòng)力，該產(chǎn)品已被廣泛用于石油、化工、海洋、冶金等行業(yè)。

阻燃耐火：

結(jié)構(gòu):以耐高溫高壓鋼絲纏繞膠管為基體,外皮包覆納米耐火涂料層、不銹鋼絲編織層和阻燃層構(gòu)成。特點(diǎn):

高壓、耐火、隔熱，管體美觀防腐蝕，抗靜電、高耐磨、重量輕、耐高低溫、低溫下彎曲性能好、壽命長(zhǎng)。用途:油田井控作業(yè)，金屬冶煉及化工行業(yè)等有熱源或熱輻射的高溫環(huán)境。

①石油勘探鉆井防噴器的液壓控制管線；②冶金行業(yè)、煉鋼、高爐、平爐等靠近明火的高溫環(huán)境中的液壓管線等。

主要用途

高壓、易燃、高溫環(huán)境的液壓傳動(dòng)

廣泛用于

石油、化工、海洋

性質(zhì)

輸送介質(zhì)或傳遞動(dòng)力

我們公司的產(chǎn)品——阻燃耐火膠管具有耐高壓、耐火、隔熱、耐油、耐酸堿等特點(diǎn)，在石油鉆井井控系統(tǒng)中使用，其優(yōu)于一般硬管線，安全可靠、安裝拆卸方便、省時(shí)省力、耐腐蝕、免保養(yǎng)、使用壽命長(zhǎng)。

1.耐火性：在750℃下，能保證工作15分鐘。

2.耐油性：在40℃至100℃的液壓油中浸泡24小時(shí)無變質(zhì)脫落。

3.耐酸堿性：分別在4%HCL和4%NaOH溶液中浸泡24小時(shí)無明顯變化；

4.耐壓性：在壓力52.5MPa下，穩(wěn)壓5分鐘無泄漏，管體表面不變形，破壞壓力大于105MPa；

5.隔熱性：管體置于300℃至50℃的環(huán)境中，管體內(nèi)有清水，時(shí)間20分鐘，其管體內(nèi)外溫度比為1：40。

對(duì)于普通的無鹵低煙阻燃電纜，由于在其絕緣或護(hù)套中滲入大量的Al(OH)3、Mg(OH)2阻燃無機(jī)材料，雖不產(chǎn)生含鹵的有害氣體，但阻燃等級(jí)停留在C類或B類，很難達(dá)到A類，且因大量無機(jī)材料的滲入，使其機(jī)電性能及加工性能都變得較差，研制含有隔氧層的阻燃電纜就是在這種背景下產(chǎn)生的。

為了使無鹵低煙阻燃電纜的阻燃性能更加可靠，圍繞電纜燃燒三要素(溫度、可燃物和氧氣)的燃燒機(jī)理分析，提出了一種電纜隔氧層的新結(jié)構(gòu)，即在電纜絕緣層與護(hù)套層之間，增加一層由特殊的隔氧材料組成隔氧層。當(dāng)電纜遇明火燃燒時(shí)，隔氧材料能析出大量水分以降低環(huán)境溫度，并形成一個(gè)不熔不燃的氧化鋁硬殼，以隔絕絕緣有機(jī)物與外界空氣的接觸，最終使電纜達(dá)到自熄的目的，從而大大提高了阻燃的級(jí)別，可達(dá)A級(jí)阻燃水平。其次采用隔氧層結(jié)構(gòu)的電纜其絕緣可采用普通型的絕緣材料，即避免了因加入無機(jī)的阻燃劑、消煙劑而引起的不良的影響。這就是試制交聯(lián)聚乙烯絕緣無鹵低煙護(hù)套隔氧層阻燃電力電纜的設(shè)計(jì)思路。

產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)與材料的選擇

電纜的絕緣采用硅烷交聯(lián)聚乙烯(XLPE）成纜后的纜芯外繞包一層隔氧層，主要由含有Al(OH)3和Mg(OH)2并經(jīng)特殊工藝加工處理的繞包帶，當(dāng)其受熱后釋放出結(jié)晶水并形成不熔不燃的硬殼，起著降溫與隔離的作用;成纜時(shí)要絞入無塵巖棉阻燃填充繩，以便使纜芯圓整。試驗(yàn)證明：這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和材料選用完全能滿足電纜阻燃性能要求，并已通過國(guó)家防火建筑材料質(zhì)量監(jiān)督檢測(cè)中心的檢測(cè)。

試制中出現(xiàn)的問題及解決的方法

成纜工藝

絕緣線芯成纜用的阻燃填充繩含有Al(OH)3和Mg(OH)2等成分，它的抗拉強(qiáng)度特別低，起初選用普通的并線模，結(jié)果填充繩經(jīng)常斷裂，而且表面發(fā)粘和起毛。經(jīng)分析，其主要原因是其抗拉強(qiáng)度比較低，而且耐磨性差，再加上并線模的?？字睆捷^小，產(chǎn)生的摩擦阻力大等多種原因所造成的。若將填充繩的根數(shù)減少，適當(dāng)?shù)販p小繩的外徑，但這樣會(huì)使纜芯不圓整。最終將?？字睆竭m當(dāng)?shù)卦龃螅瑫r(shí)在成纜機(jī)的放線盤盤軸上安置抱閘，以便適當(dāng)?shù)亟o以一定的張力，這樣既保證了纜芯的圓整，又避免了填充繩斷裂、起毛和發(fā)粘。

護(hù)套的擠出工藝

(1)擠出溫度的選擇由于熱塑性低煙無鹵阻燃聚烯烴護(hù)套料加入了大量的水合金屬氧化物氫氧化鋁、氫氧化鎂等無機(jī)材料，使其擠出工藝性能變得較差，其加工溫度應(yīng)控制在160～170℃之間。低于這溫度將不能使物料完全塑化，擠出壓力過大，難以擠制;高于這個(gè)溫度會(huì)使其分解，一方面降低其阻燃性能，而另一方面會(huì)造成護(hù)套表面產(chǎn)生大量的氣孔。其次，應(yīng)特別注意的是：由于電纜護(hù)套料中含有眾多的無機(jī)材料，在擠出過程中，擠壓摩擦?xí)鸢l(fā)熱(即摩擦生熱)，從而影響了擠出溫度的控制。溫度控制的影響因素眾多，其中還包括擠出機(jī)螺桿結(jié)構(gòu)及尺寸、螺桿的轉(zhuǎn)速和冷卻的方式等等。這就對(duì)擠出設(shè)備、擠出模具及其工藝提出了很高的要求。

(2)擠出設(shè)備的選擇眾所周知，螺桿直徑越大，擠出加工能力越大;長(zhǎng)徑比越大，有利于塑料混合和塑化，能減小漏流和逆流，提高擠出機(jī)生產(chǎn)能力。但長(zhǎng)徑比過大，同樣會(huì)使塑料擠出壓力增大，尤其會(huì)使含有大量無機(jī)材料的阻燃護(hù)套料引起摩擦生熱嚴(yán)重，造成材料降解和分解，使其阻燃性能下降，材料擠出表面質(zhì)量下降;而長(zhǎng)徑比過小，易引起材料混煉后的塑化不良，導(dǎo)致其性能的下降。因此最終選用了長(zhǎng)徑比為20的單紋螺桿擠出機(jī)。

(3)冷卻裝置的選擇由于阻燃聚烯烴護(hù)套料含有大量的無機(jī)填充料，在擠出過程中會(huì)產(chǎn)生大量的摩擦生熱，這就要擠出機(jī)具有良好的冷卻裝置，為此，把原來的風(fēng)冷系統(tǒng)改為水冷系統(tǒng)。

(4)螺桿轉(zhuǎn)速的選擇對(duì)于阻燃聚烯烴護(hù)套而言，擠出螺桿的轉(zhuǎn)速選擇也是一個(gè)不能忽視的問題。通常在使用φ90mm擠出機(jī)擠塑時(shí)，螺桿轉(zhuǎn)速宜控制在20～22r/min。若螺桿轉(zhuǎn)速過大，塑料會(huì)受到較大剪切應(yīng)力，使物料摩擦生熱增加，導(dǎo)致阻燃劑的分解、護(hù)套表面毛糙。

(5)擠出模具的選擇由于低煙無鹵聚烯烴護(hù)套料中無機(jī)填充物高達(dá)150%(每100份的樹脂中所含的份數(shù)量)這就導(dǎo)致了其在擠出時(shí)熔融狀態(tài)下，熔體的強(qiáng)度、拉伸比和粘度等，均與普通型護(hù)套料存在著較大的差異，因此，擠出模具的選配也有所不同。根據(jù)理論分析和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，通常阻燃聚烯烴護(hù)套料可適用于擠壓式、半擠管式及擠管式模具。在使用擠壓式模具時(shí)，由于其熔體粘度大，使機(jī)頭中壓力增大，擠出成品壓得較密度，導(dǎo)致離模后電纜外徑會(huì)有所膨脹而增大，因此，選用的模套內(nèi)徑應(yīng)比成品電纜的標(biāo)準(zhǔn)直徑小5%左右;采用半擠管式或擠管式模具，要注意其拉伸比應(yīng)選為2.5～3.2，比普通護(hù)套料(拉伸比為6～7)要小得多。若拉伸比過大，則會(huì)引起護(hù)套表面質(zhì)量下降，嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起護(hù)套脫節(jié)或斷裂;若拉伸比過小，護(hù)套表面更光滑，但影響生產(chǎn)速度。

產(chǎn)品的性能

交聯(lián)聚乙烯絕緣無鹵低煙護(hù)套隔氧層阻燃電力電纜經(jīng)檢測(cè)，各項(xiàng)性能指標(biāo)均符合標(biāo)準(zhǔn)的要求，其中，阻燃性能達(dá)到成束燃燒試驗(yàn)的A類標(biāo)準(zhǔn)，炭化高度為1.5m，低于GA 306—2001標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的不小于2.5m的要求;燃燒氣體酸值(pH)合格;煙濃度指標(biāo)中適光率達(dá)90%，比GA306—2001標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的一級(jí)A類中要求的最小透光率為80%優(yōu)良;煙氣毒性指數(shù)按標(biāo)準(zhǔn)GA132—1996檢測(cè)為準(zhǔn)安全級(jí)二級(jí)(ZA2)。該產(chǎn)品研制成功，不僅有良好的經(jīng)濟(jì)效益，而且具有良好的社會(huì)效益。