电力电缆制造企业容易忽视的不合格现象
电线电缆制造业承载的是现代经济社会进步与发展的基础和保障,是维系国民经济、国家安全、人民生活的“血管”与“神经”。线缆产品的性能、质量好坏直接关乎人民群众的切身利益和生命安全。就现实而言让部分企业感到困惑的是,虽已下大力气对产品质量进行了全面管控,为何还会在市场监督抽查中出现不合格情况?
结合近年来市场监督抽查结果和日常与部分检验院、所的沟通交流情况来看,电缆的质量总体情况较以前有了较大提升,尤其是奥凯电缆事件以来,对于导体直流电阻、结构尺寸、老化前机械、物理性能等指标不合格机率较低。也充分证实了行业自律行为的提升,质量意识的提升。但非主观意识情况下出现的不合格现象容易被电缆企业忽视,现分析汇总分析如下:
1.老化后机械性能及90℃PVC材料热失重的不合格
这种不合格现象容易被电缆的生产企业所忽视,因为此类不合格的主要原因为电缆原材料的原因,由于电缆生产企业受原材料检验能力和检验周期的限制,加之老化后的机械性能、热失重项目一般为型式试验项目,检验周期较长,一般对于该项目电缆企业会按周期进行检验,或者是委托供方负责,无法有效监管。另外,企业自身为了降低采购成本延续了低价中标的评标办法,部分材料厂家为了争取订单,降低成本生产不合格的原材料,加之该项目在电缆成品检验上也不是例行、抽样检验项目,故给原材料厂家提供了可称之机,增加了成品电缆市场监督抽查型式试验中不合格风险,也可称之为转架风险。此外,电缆生产企业也不容易忽视的是电缆生产换规之时,务必把挤出机螺杆中的料排放干净(如70℃PVC和90度PVC的投换),要定期清理螺杆、尤其是机脖处容易藏匿胶料的地方也要清理干净,防止合格原材料由于投换料过程的轻视造成成品电缆不合格风险。
2.绝缘热收缩试验的不合格
绝缘热收缩项目在市场监督抽查不合格统计占比较高,特别是小截面电缆导体,由于绝缘材料和导体的接触面积相对较小,尤其是第一种实芯导体表面光滑圆整,附着力不够时,绝缘的热收缩较大,难以达到国家标准GB/T12706-2008《额定电压1kV(Um=1.2kV)到35kV(Um=40.5kV)挤包绝缘电力电缆及附件》中规定的不大于4%的要求,由于该项目即不属于例行检验、也不属于抽样检验,故容易造成生产企业的忽视。
造成该项目不合格的原因一是原材料的原因,二是实际生产过程的原因,就实际操作而言原因不外乎以下几方面:
1)挤出温度和导体温度
在电缆绝缘挤出过程中,XLPE绝缘料的加热熔融温度越高PE的结晶性能降低,所以合理范围内的温度掌控略高,则有利于降低绝缘的结晶度,提高绝缘热收缩的合格机率。
在冬季温度较低时,金属导体温度也会随之降低,当挤出的熔融温度较高的XLPE料与导体瞬间接触时就会形成内应力,形成收缩应力,加快材料结晶,降低了XLPE绝缘料在导体表面的附着力造成绝缘热收缩不合格。
2)挤出速度和冷却速度
挤出速度过快,XLPE绝缘料在螺杆中停留的时间就会过短,线体挤出后至进入冷却水槽的时间也会缩短,线体遇冷却水温度的骤然下降就会形成外应力,影响其结晶速度。是造成XLPE绝缘线芯热收缩不合格的关键原因之一。
在平时的生产过程中,偶尔会出现起初生产的线芯端部热收缩不合格,则后续产品又合格的情况,就是因为刚开始时冷却水温度较低,线芯快速进入冷却水槽,温度骤然下降,产生收缩应力,造成热收缩不合格。而后续随着生产时间的增加,线体将温度传递给了冷却水,使之线芯进入水槽后温和降温,收缩应力降低,结晶速度降低,热收缩项目合格。故,应注意绝缘线芯的冷却速度,推荐冷却水槽宜采用分段冷却。
3)挤出模具的选择
塑料挤出机的模具一般分为挤管式、半挤管式、挤压式三种。挤管式模具挤压力较小,生产效率较高,一般情况下是大截面绞合导体的首选。但其缺点是由于其挤压力过小,会造材料拉伸过长,表面附着力降低,容易造成绝缘热收缩项目的不合格。尤其是小截面和第一种实心导体的挤包绝缘宜避免使用。
就原材料本身而言,合格的原材料是生产出合格产品的基础,假如原材料本身就不合格,则无论采取任何方式均不会生产出100%合格的产品。由于原材料热收缩项目是否合格需要挤出后才能有效判定,再加之生产过程造成不合格的种种因素,造成该项目不合格情况出现后容易造成电缆制造企业和原材料生产企业相互推诿、扯皮的现象。但最终流通到市场的不合格造成的损失和影响还是有电缆制造企业埋单。
3.阻燃性能和耐火性能的不合格
对于阻燃材料,标准是以氧指数来衡量其阻燃效果,而电缆的不延燃是以垂直、成束燃烧时炭化距离和火焰蔓延长度来判定其阻燃性能。材料氧指数与成品的阻燃性能虽有密不可分的关系,但并没有明确的界定,即:当原材料氧指数达到多少,成品阻燃性能方可满足到电缆成品A、B、C类的要求?以至于各企业对于满足成品阻燃A、B、C、类性能要求的原材料氧指数的确定会有所差异,再加上产品结构的差异,故同样氧指数的材料在不同的公司生产出的电缆,其阻燃性能的检测结果未必相同。特别是成束燃烧试验的通过,不单单是原材料本身的高阻燃就能满足的,其电缆结构的合理性也尤为重要。
对于耐火电缆来说,目前大都采用云母带重叠绕包来实现其优良的耐火性能。但问题又出现了?究竟绕几层云母带,重叠率达到大少才能通过耐火试验呢?国家标准中对于绕几层云母带并没有给出明确的要求,只以检验结果为判定依据。很多企业都出现过同样层数的云母带大规格的耐火试验能通过,小规格的无法通过;第一种、第二种导体能通过,第五种、第六种导体无法通过;铠装的能通过,非铠装的无法通过。甚至于大规格的绕两层云母带通过了,诸如第5种导体的0.75mm2及以下截面的耐火试验绕五层还不能通过。所以很多企业迷茫、困惑,不知如何进行生产工艺的确定。
综合以上情况,笔者认为要想生产出耐火性能合格的电缆,应首先彻底了解电缆耐火试验的检验方法,和结构特性对电缆耐火性能的影响。例如:第5种导体,标称截面0.75mm2的电线若想通过耐火试验并非单纯云母带层数的增加能就能满足。其导体结构和其他防火隔热措施也非常重要,不然就会出现云母带还没充分发挥作用,火焰的温度已令导体熔断,造成试验无法通过的尴尬。再就是,铠装和非铠装结构的电缆同样的耐火结构,其耐火检验结果也会有较大差异。还有就是云母带的选择,首先云母带的云母含量,是云母带质量的根本保证,另外金云母、白云母、合层云母的选择应与电缆的结构,导体的结构相适应,合理设计选择,既保证了合格率还节约了成本。在云母带的储存方面,由于其极易吸潮,所以干燥通风的储存环境非常重要,放置时间过长云母受潮,绕包时脱落,达不到应有的效果。导体结构方面宜采用圆形紧压导体,以防止成型导体的圆弧角损伤云母带,造成云母脱落,影响试验效果。再就是,第五种和第六种导体应特别注意绞合节距和圆整度,不得出现松股、跳线、毛刺等。对于电缆生产工艺的设计者应密切关注行业动态,发现并尝试使用诸如陶瓷化硅橡胶(带)、陶瓷化聚烯烃等新技术新材料,设计出安全、可靠、环保、技术领先的产品。
4.因导体不规则和色线的勒痕造成的绝缘最薄点不合格
众所周知,抽样检验是通过抽样的样本判别总体,难免要犯两类错误,第一类错误是将合格的产品误判为不合格导致整批拒收,使生产者蒙受损失,称为生产者风险,第二类错误是将不合格的产品误判为合格,使用户蒙受损失,称为用户风险。
在电缆的生产检验标准中,对于电缆线芯绝缘平均厚度与最薄点的检验一般均定义为抽样检验项目。在市场监督抽查中常规紧压圆形导体和第一种实心导体的绝缘结构尺寸的合格率较高。而成型导体(例如:扇形)和第五种导体尤其是一次束绞而成的导体不合格率较为严重。究其不合格原因主要是导体不规则造成。对于成型导体,由于绞制模具的缺陷和轧轮角度调整不当极易造成导体的飞边、紧压不对衬现象的出现,以至于挤出绝缘时导致最薄点不合格。第五、六种绞合导体,尤其是一次束绞导体,由于根数较多,导体单丝较细,涨力难以控制,生产过程中操作工一味的追求产量忽视了了绞合节距,造成导体松股、跳线等现象,造成导体不规则,导致绝缘平均厚度合格但最薄点不合格的现象时有发生。由于该缺陷可能是短距离的存在或间隔存在,故抽样检验时不一定被发现,当所抽样品基本规则或跳线等不规则情况较轻时,所检项目合格,造成批次误判放行。而在市场流通或对库存产品监督抽样检验时,恰好抽到了导体不规则、飞边、跳线严重的部分就会判为不合格。从而给客户带来使用风险,公司并因此会被在市场监督管理局网站上公开。影响公司信誉。
绝缘线芯使用色线分色的方式较为常见,在挤包绝缘时直接将多根棉线随导体进入挤出模具进行分色。由于方法简单、成本低廉,成为了很大一部分厂家采用的分色方式。这种方式的弊端在于:色线放线时的涨力难以管控,特别是由于线辊压线、等缺陷造成的色线瞬间绷紧,极易产生色线渗入熔融状态下的绝缘层,造成该处绝缘最薄点不合格,由于该现象并非持续的,而是间断的或一定距离的出现,故在日常抽样检验项目中也极易被批次误判为合格。其风险和影响不再赘述。
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