摘 要:電線電纜的制造工藝種類繁多,從有色金屬的熔煉、高分子材料的使用到金屬的組裝等多個方面都有涉及,且電線電纜制造需要眾多的原材料。在新時期背景下,為了響應國家可持續發展戰略的號召,倡導綠色環保理念,電線電纜制造也更新了生產設備和生產工藝,以滿足電線電纜制造在生產、質量、環保、成本等多方面的需求,提升新時期電線電纜制造水平?,F研究了新時期電線電纜制造工藝的特點、流程及應用,對于促進我國電線電纜制造業可持續發展具有重要意義。
關鍵詞:新時期;電線電纜;制造工藝
1 新時期電線電纜制造工藝特點
近年來,我國制造業不斷發展,新技術、新設備、新材料的廣泛使用,顛覆了傳統的生產制造方式,改變了落后的制造工藝,促進了制造業的創新發展。在電線電纜制造工藝中,隨著新設備自動化程度的不斷提高以及各類新型高分子材料的廣泛使用,將電線電纜制造業帶入了全新的智能化、自動化發展階段。
在新時期背景下,電線電纜制造工藝也隨之出現了新的特征,主要表現在:電線電纜制造對自動化設備的依賴程度較高,改變了以往由人工操作設備的生產模式;電線電纜制造過程中大量使用新型材料,提升了產品性能和材質等。
1.1? ? 電線電纜制造設備的更新
電線電纜的制造涉及復雜的環節和眾多的流程,由于電線電纜制造的特殊性,其規格、材料、功能各有不同,每個環節所需要使用的設備也各不相同。在新時期背景下,電線電纜制造不斷引入全新的制造設備,有效提升了電線電纜制造效率和水平,節約了生產成本,同時能生產出性能更穩定、使用壽命更長的電線電纜產品。
電線電纜制造中所使用的高速拉絲機、多層繞包機等設備,對設備操作和制造工藝的要求更為嚴格,與傳統制造設備相比,這些設備的自動化、智能化控制程度更高,通過這些設備的投入使用,減少了電線電纜制造過程中由于人為操作帶來的產品損耗或質量問題,減少了電線電纜制造中的人為失誤和誤差,提升了產品的整體質量。
1.2? ? 電線電纜制造工藝的更新
與新設備投入使用相匹配的是全新的電線電纜制造技術的應用。在新時期背景下,電線電纜制造工藝的更新,促進了電線電纜制造業的可持續發展。
為滿足海底超高壓、長距離電纜的制造要求而研發的絕緣連續擠出工藝,對絕緣高分子材料在長時間擠出操作中的穩定性提出了較高要求,且要求制造所使用的設備也要具備長時間不斷擠出的能力,同時需要使用純凈度較高的交聯聚乙烯絕緣材料,以保障在這種工藝水平下制造出的超高壓電纜能夠滿足實際使用要求。
此外,還有阻燃耐火電纜的制造工藝也需要使用具有良好的阻燃功能的材料,并配合更加先進的設備和產品設計,以保障產品制造質量。例如:依據《電纜的導體》(GB/T 3956—2008)規定,一般情況下固定的電線電纜導體均采用實心、圓形絞合、可移動使用的軟銅,特別是圓形絞合導體。
2 新時期電線電纜制造工藝流程
電線電纜制造工藝根據不同的產品類型、規格型號等存在較大的差異,其中主要包括拉絲、絞合、包覆等幾個重要的工藝環節,電線電纜產品要求越高,其制造工藝也更為復雜,對各種材料、設備和技術的要求也就越高。
2.1? ? 拉絲工藝
電線電纜的金屬圓桿在經過制造模具的膜孔位置時,在拉力作用下容易發生變形,變形會縮小電線電纜截面面積,傳統的制造工藝很難達到良好的控制效果,容易造成產品質量不合格的情況,而利用壓力加工工藝,拉絲可以承受多次拉伸,直至產品達到工藝要求的規格。
2.2? ? 絞合工藝
電線電纜制造中的絞合工藝,主要是為了增加電線電纜的柔軟度和強度,通過把多根金屬絲按照一定的順序進行排列,然后按照一定的絞合距離將其絞合在一起,就可以得到一根電纜用導體。在電線電纜的絞合過程中,可以通過使用各種成型模具,將電線電纜絞合成所需的形狀,以減少電線電纜的原料浪費。
2.3? ? 包覆工藝
電線電纜制造中的包覆工藝,一般適用于電纜絕緣層和保護層的擠出,包括擠包工藝、縱包工藝、繞包工藝等。擠包工藝需要結合不同的產品類型,使用不同的設備進行操作。例如,在制造中等壓力以上的電線電纜時,這種產品的絕緣層和屏蔽層一般需要使用三層擠包設備來操作;通信用的同軸電纜,則需要使用物理發泡擠出機來完成擠包;氟塑料絕緣的高溫電纜,在擠包時絕緣層溫度在300 ℃以上,應使用耐高溫的設備進行擠包??v包工藝一般適用于電線電纜的屏蔽層或保護層,也需要根據不同的產品類型選擇適合的設備。例如,縱包鋁塑復合帶的使用可以屏蔽外來電場對電線電纜的干擾,同時起到防潮的作用;高壓電纜縱包鋁帶在防護的同時還可以承載短路電流。
3 新時期電線電纜制造工藝的應用
在新時期背景下,隨著科學技術的不斷進步和制造業的快速發展,電線電纜制造設備所能發揮的功能越來越多,自動化程度也越來越高,對人的依賴逐漸減少,同時電線電纜制造所使用的原材料性能也在不斷提升,各類高性能環保材料的廣泛應用,提升了電線電纜的整體質量和使用壽命,而這些新設備和新材料的廣泛應用也帶動了新的制造工藝的不斷更新和優化,新技術、新材料和新設備的使用將原本復雜、落后的制造程序變得更加簡單高效,實現了生產制造成本更低、效率更高、經濟效益更為可觀的目標。
在光伏電纜制造工藝中,傳統的工藝流程是拉絲—絞合—擠絕緣層—擠屏蔽層(保護層),在這個生產流程中,絕緣層和屏蔽層的擠包工藝必須分開進行,既浪費了設備,也消耗了大量能源,同時還會占用較多的人力,因此制造效率較低且成本較高。而現在借助高速串聯擠出設備,可以在一條生產線上實現絕緣層和屏蔽層一次性同步擠包,從電纜導體的絕緣層擠出到保護層的擠出都在同一條生產線上完成,在制造完成后進行輻照,借助這一全新的工藝和生產線,降低了能源消耗,提升了電線電纜制造效率,同時減少了人力成本,實現了企業經濟效益的顯著提升。
4 結語
新時期背景下的電線電纜制造工藝,借助新設備、新技術和新材料的廣泛應用,顛覆了傳統的電線電纜制造模式,擺脫了對人的依賴,逐步向更加智能化、自動化、集成化的方向發展,同時在保障制造水平和產品質量的基礎上,提升電線電纜制造的環保性、節能性等,從而有效降低電線電纜制造中能源的過度消耗,減少可能對環境造成的影響。在未來一段時間內,我國仍將致力于電線電纜制造工藝的不斷創新優化,引進更加先進的設備和更為綠色環保的高性能材料,借助技術的不斷創新,不斷縮小與發達國家之間的距離,有效提升電線電纜制造水平和產品質量,促進我國電線電纜制造業的可持續發展。
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收稿日期:2019-12-26
作者簡介:龍景陽(1979—),男,河南人,研究方向:電線電纜產品研發及生產制造。