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浅谈辐照交联聚乙烯电线电缆的生产工艺 摘要：现阶段，辐照交联聚乙烯电线电缆的产量不断增大，在此生产过程中，也出现了各式各样的问题。因此，本文主要对辐照交联聚乙烯电线电缆的生产工艺进行了详细分析。??????? 关键词：辐照交联；聚乙烯；电线电缆；生产工艺??????? 一、辐照交联技术??????? 照交联技术是指通过化学方式或物理方法来实现大分子的交联反应，使线性聚合物变成具有三度空间网络结构的聚合物的技术。结合辐照交联技术与阻燃技术，所制得的线缆材料具有优良的阻燃性、高耐热性、优秀的物理机械性。通过辐照交联反应可提高聚合物的成炭性，进而提高其阻燃性。辐照交联技术具有其自身的独特优势，即其一，省钱。降低成本，电缆生产厂直接使用，比市场采购进来的化学、辐照交联聚乙烯电缆专用料粒子价格便宜1500-3000元/吨；其二，省时。电缆生产厂采购化学、辐照交联聚乙烯电缆专用料粒子需要询价、订购，生产、运输的一周左右的时间周期，用DH-125功能母粒子时，在决定生产计划后，5min准备就可直接进行电缆生产；其三，通用性。电缆生产厂可自已调节品种，软硬度为DH-125功能母粒子，不但能加入普通聚乙烯PE粒子中，也可加入到不具备交联性的普通电缆料粒子中，使原本不具备交联性能的普通塑胶电缆粒子，变为交联塑胶粒子。??????? 二、辐照交联聚乙烯电线电缆概述??????? （一）辐照交联聚乙烯电线??????? 辐照交联电线是利用辐照交联工艺制作的电线，辐照交联是利用电子加速器产生的高能电子束轰击绝缘层，将分子链打断形成高分子自由基，然后高分子自由基重新组合成交联键，从而使原来的线性分子结构变成三维网状的分子结构而形成交联。辐照交联电线也就是用这种物理的方法，开发生产的一种新型的家装建筑用线，使电线具有了环保，安全，寿命长等等特点。??????? （二）辐照交联聚乙烯电缆??????? 交联电缆是交联聚乙烯绝缘电缆的简称，交联电缆适用于工频交流电压500KV及以下的输配电线路中。目前，高压电缆绝大部分都采用了交联聚乙烯绝缘，交联电缆通常是指电缆的绝缘层采用交联材料，最常用的材料为交联聚乙烯。交联工艺过程是将线性分子结构的聚乙烯材料通过特定的加工方式，使其形成体型网状分线结构的交联聚乙烯，使得长期允许工作温度由70℃提高到90℃，短路允许温度由140℃提高到250℃，在保持其原有优良电气性能的前提下，大大地提高了实际使用性能。??????? 三、辐照交联聚乙烯电线电缆的生产工艺??????? （一）电子束能量??????? 电子在材料中的穿透深度与电子能量近似成正比，与材料密度成反比。不同能量的电子束在物质中有确定的分布，通常以电子束的穿透深度来衡量辐照的均匀性。聚乙烯线缆的辐照方式有单向辐照和双向辐照两种，其中，双向辐照时电子束的穿透深度约为单向辐照时的2.4倍。采用的电子束能量在1-10MeV范围内时，单向辐照所需能量的计算公式为：??????????????? 其中，E为电子束能量，D为电缆绝缘外径，d为导体外径，ρ为材料的密度。??????? 表1是ρ=0.95g/cm3时，计算结果结合实际生产情况的单向辐照所需电子束能量的参考值。??????? 表1 单向辐照所需电子束能量的参考值??????????????? 双向辐照所需能量的计算公式为：??????????????? （二）电子束的束流强度??????? 在实际辐照中，在辐照剂量一定的条件下，通常是在加速器额定束流强度上限运行，通过调整线缆在加速器的电子束下缠绕的圈数，同时结合电缆线径的大小，确定线缆的运行速度。对于电线电缆的辐照交联，电子束流与电线电缆吸收剂量之间的关系为：??????????????? 其中，I为束流强度，R为物质表面的吸收剂量，V为电线电缆通过速度，N为缠绕圈数，K为剂量参数。??????? （三）辐照剂量的设定??????? 图1为辐照交联聚乙烯材料的机械性能随辐照剂量的变化。因此，如果想要确保辐照后聚乙烯的机械性能在一定范围内，未添加敏化剂的辐照交联聚乙烯材料的辐照剂量一般约为0.30MGy，而添加了敏化剂的辐照交联聚乙烯材料的辐照剂量一般约为0.015MGy。在一定辐照剂量范围内，聚乙烯的交联度随着辐照剂量的增大而增大。当辐照剂量继续增大时，则聚乙烯的交联度变化不大。一般情况下，通过测定辐照后聚乙烯的热延伸伸长率来衡量聚乙烯的交联程度。此外，辐照交联聚乙烯的断裂伸长率随辐照剂量的增大而减小，过高的辐照剂量将使辐照交联聚乙烯的断裂伸长率超出适用范围的200%。??????????????? 图1 辐照剂量与辐照后材料机械性能的关系??????? （四）辐照交联聚乙烯电线电缆生产过程中的常见问题及解决办