光缆制造工艺护套制造工艺和材料课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,光缆制造工艺,-,护套制造工艺和材料,封面主标题字体：,方正正中黑简体,微软雅黑,光缆制造工艺-护套制造工艺和材料封面主标题字体：方正正中黑,Content,目录,01.,护套挤出工艺,02.,挤出工艺的流变学原理,03.,几种常见的护套材料,04.,常见护套材料的测试技术,05.OPGW,光缆简介,Content 目录01.护套挤出工艺02.挤出工艺的流变学,护套挤出工艺,挤塑机,护套挤塑机作为护套工序的关键设备，它主要由加料装置，驱动装置、料筒、螺杆、口模和控制单元等组成。,护套挤出工艺挤塑机,加料段：输送粒料，让粒料处于融化初期的状态,重要工艺条件：温度,压缩段：粒料由固态向熔融态的过渡态,螺纹深度,加热温度,熔融膜阻碍粒料熔融过程,均化段：粒料在此阶段完全熔融，受到进一步混炼和压缩通过滤孔进入机头，出模成型,螺纹深度,挤出机螺杆示意图,熔融膜,长径比,=L/D,影响胶料塑化、均化程度，过长会引起焦烧，挤出功率增大,加料段：输送粒料，让粒料处于融化初期的状态压缩段：粒料由固态,挤塑模具,常见挤塑模具,挤管式模具,挤压式模具,半挤压式模具,充分利用了塑料的可拉伸性，挤出产量高，偏心好调节，但是对缆芯包覆力不如挤压式，主要用于,钢铝包光缆,的生产。,挤出模压力最大，靠压力实现定型，挤出塑料层结构紧密结实。但该模具,调整偏芯不易,，而且容易磨损，尤其是当线芯和缆芯有弯曲时，容易造成塑料层偏芯严重，主要用于,ADSS,光缆,的生产。,挤出压力较挤管式高，相对挤压模具容易调节偏心，但是不易控制挤出压力，主要用于室内光缆和微缆的生产。,挤塑模具常见挤塑模具 挤管式模具 挤压式模具半挤压式模具充分,例：低烟无卤阻燃护套的挤出工艺,1,2,3,4,LSZH,熔体粘度大，阻燃剂高温下容易分解,选用专用螺杆（大压缩比），合理控制挤出机各区段温度,LSZH,熔体流动性差，螺杆转速快时，胶料会在料口迂回，对模具产生较大压力,控制螺杆转速，或者使用,LSZH,专用挤出设备,LSZH,料熔体的强度，拉伸比和粘度与常规,PE,差异较大。,宜选用半挤压式模具进行生产,LSZH,护套在挤出时收缩更加急剧，容易造成应力集中，引起后期光缆开裂。,采用分段冷却方式进行冷却,例：低烟无卤阻燃护套的挤出工艺1234LSZH熔体粘度大，阻,非牛顿型流动的流体称为非牛顿流体，它的粘度在一定温度范围内不再是一个常数，而且随剪切应力、剪切速率的变化而变化，甚至有些还随时间变化而变化。根据,r,关系的不同,;,粘性流体可分为宾汉流体，假塑性和胀塑性流体三种。聚合物熔体属于假塑性流体，本构关系可以用幂函数形式表示：,K,为稠度指数,k,越大，流体越粘，与温度有关的参数 熔融指数（越大流动性越好）,为剪切速率,剪切粘度：受横向速度梯度影响,n,为流动特性指数,拉伸粘度：受纵向速度梯度影响,为剪切应力,挤出工艺的流变学原理,表征参数,非牛顿型流动的流体称为非牛顿流体，它的粘度在一,影响聚合物熔体粘性流动的因素,1,、温度,在较高的温度下，,TTg,100,以上时，高聚物熔体内自由体积相当大，流动粘度的大小主要取决于高分子链本身的结构，即链段跃迁能力，此时高聚物熔体的粘度与,T,可用低分子液体的,T,关系式，即,Arrhenius,方程描述：,取偏微分,剪切速率恒定时，两边除以,，积分取上下限,影响聚合物熔体粘性流动的因素1、温度取偏微分剪切速率恒定时，,ln,T,温度跟链的柔性对粘度的影响,刚性链,柔性链,刚性链,:,或分子间作用大,或侧基空间位阻大：,流动活化能大，对温度敏感。,Eg,：,PC,、,PMMA,、,PAN,、,PS,柔性链,:,分子间作用力小：,流动活化能小，粘度对温度较不敏感,Eg,：,PE,、,PP,、,POM,lnT温度跟链的柔性对粘度的影响刚性链柔性链刚性链:或分,（切应力）和,（切变速率）,实际意义,:,对于刚性分子,:PC,PMMA,用升高温度的方法,可以有效的降低粘度,使流动性变好。有利于加工,对于柔性分子,:PE,PP,POM,等,由于活化能小,仅靠升高温度来改善流动性是不可能的,还要用其它方法才行。,（切应力）和（切变速率）,实际意义:,2,、剪切速率,熔体的粘度随剪切速率的增加而降低,.,不同的高聚物粘度随剪切速率的变化不同。,2、剪切速率,3,、压力,高聚物熔体加工时压力通常较高,会使聚合物熔体的体积压缩,体积压缩必然引起自由体积减小,分子间距离减小,将导致流体的粘度增加,流动性降低。,其中,、,是分别在压力,P,和大气压下,P,0,的粘度,b,为压力系数,约为,2.07*10,-1,Pa,-1,.,压力增大,6.9*10,7,Pa,粘度升高,35%,。,压力的增加,相当于温度的降低,压力和温度效应可以使用等粘条件下换算因子进行换算（单位为,10,-7,/NM,-2,）：,由此可以计算出在标准大气压，为了保持特定护套材料在一定挤出压力下的粘度，所需要改变的温度,增加压力的方式提高熔体流量不合适，功耗,3、压力其中,、是分别在压力P和大,例子：一个大气压下,要保持,LDPE220,10,8,N/m,2,压力下的粘度，温度要改变多少,?,T=5.310,-7,10,8,=53,例子：一个大气压下,要保持LDPE220,108N/m2,聚合物熔体的弹性效应,1,、出模膨胀,熔体从口模挤出后，熔体的断面积比口模的截面积大。胀大比：充分松弛的挤出物直径,d,与口模直径之比。一般来说，分子量越大，流速越快，则膨胀程度越大。,原因,：,高聚物熔体流动期间处于高剪切场内，大分子在流动方向取向。而在口模出,口处发生解取向，引起挤出胀大。,当高聚物熔体由大截面的流道进入小直径的口模时，产生了弹性变形。在熔体,被解除边界约束离开口模时，弹性变形获得恢复，引起挤出胀大。,由于粘弹性流体的剪切变形，在垂直剪切方向时存在正应力作用，引发挤出胀,大。,：,聚合物熔体的弹性效应1、出模膨胀,2,、熔体破裂,当流动剪切速率较高时，聚合物表面出现不规则的现象。低剪切速率时，挤出物表面光滑且均匀。当剪切速率升高时，挤出物表面失去光泽且表面粗糙。当剪切速率较高时，挤出物表面出现许多不规则的结节、扭曲或竹节纹，甚至支离和断裂成碎片或柱段。,原因,：在高的剪切应力或速率下，流体的弹性恢复的扰动难以抑制，发展成不稳定流动，引起流体的破裂。,挤出温度、挤出速度、模口入孔处的倾角都可能会影响熔体破裂，需要具体情况具体分析。,2、熔体破裂,几种常见的护套材料,可燃性较低，用于室内光缆。,燃烧产生浓烟，不环保,通过对,PE,增加添加剂改性的方式获得，具有良好的抗电痕性能,炭黑分散度必须较好，才能降低本身通光导电能力,LSZH,：填充无机填料（氢氧化铝、氢氧化镁）的阻燃护套料，不仅可以稀释可燃材料浓度，还可以吸收燃烧产生热量，并生成不燃的隔氧层。,易开裂,偶联剂性能至关重要,用于敷设于隧道和地下工程的光缆，机理分为化学防护和物理防护,物理防护是比较值得推崇的方法，可以使用尼龙类护套料来防止鼠咬,PVC,LSZH,AT,料,防鼠料,几种常见的护套材料可燃性较低，用于室内光缆。通,常见护套料的测试技术,熔融指数：由,熔融指数测定仪,完成，熔融指数为一个范围值，,并不是熔融指数越大越好,氧指数：,氧指数测定仪,完成，衡量阻燃材料的相对燃烧性,炭黑含量：由,热重分析仪,完成，衡量材料的抗紫外性能，,炭黑含量为一个范围值，不能太大，也不能太小,力学性能测试：由,电子万能材料试验机,完成,拉伸强度，断裂伸长率,Why,？,Why,？,环境性能：由,耐环境应力开裂试验机,完成，通过持续性观察溶剂诱导型开裂行为，衡量材料的耐久性,氧化诱导期,(OIT),：由,DSC,完成，反映材料的抗氧老化性能,常见护套料的测试技术熔融指数：由熔融指数测定仪,炭黑含量,过高,分散不均匀,添加剂的影响,影响塑料的耐寒性,影响炭黑分散度,炭黑粒子越小，防护紫外光效果越好，,分散得越均匀，防护效果越好,添加剂会影响炭黑的性能,部分抗氧剂会对炭黑有对抗作用，如胺类和酚类,炭黑含量过高分散不均匀添加剂的影响影响塑料的耐寒性影响炭黑分,耐环境应力开裂（,ESCR,）,原理及实验方案,为什么会产生,ESC,？,PE,属于结晶性聚合物，在熔融态冷却后倾向于生成球晶，球晶越大，聚合物的韧性越差，受到弯曲应力，尤其是表面活性剂侵蚀时，就会在侵蚀点生成大量银纹导致开裂。,哪些因素会影响材料的,ESCR,？,1,、冷却方式,2,、成核剂的选择,3,、分子量及分子量分布,耐环境应力开裂（ESCR）原理及实验方案为什么会产生ESC？,OPGW,光缆简介,电力架空光缆分类,与电力线平行架空安装的光缆泛指“电力架空光缆”（又被称为“电力光缆”或“电力特种光缆”）。电力架空光缆的研发和应用始于上个世纪八十年代，通过近,30,年的演化；目前已形成下表所示的复合型、添加型和附加型三种主要应用形式。,OPGW光缆简介电力架空光缆分类 与电力,中心管结构,层绞结构,典型,OP,GW,结构,中心管结构层绞结构典型 OPGW结构,铝包 不锈钢管,OPGW,铝包不锈钢管光单元,说明,:,1,、该类产品既可满足较高电气性能，还具有极好的防腐蚀性能；,2,、该产品尤其适合,沿海,和,重污染,地区使用。,铝包 不锈钢管 OPGW铝包不锈钢管光单元说明:,超强 耐雷击,OPGW,铝包钢线,不锈钢管光单元,散发热量，保证光纤单元尽可能少受热量影响,镀锌钢线,(,提供高强度,),高防腐油膏,防止由雨水引起的电化学腐蚀,单层不锈钢管,光纤单元,复合不锈钢管,光纤单元,超强 耐雷击 OPGW铝包钢线不锈钢管光单元散发热量，保,OPGW,主要特性,机械特性：,(1),外径,(2),承载截面积,(3),重量,(4),额定拉断力（,RTS,）,(5),最大允许的拉力（,MAT,）,(6),日平均运行张力（,EDS,）,电气特性：,(1),短路电流,(2),短路电流热容量,(3),直流电阻,OPGW 主要特性机械特性：,OPGW,设计,架线条件,电气条件,（,不锈钢管的外径,、,壁厚,、,容纳芯数,）,品质的确认,满足顾客需求的经济实惠的,OPGW,的方案,单线的种类与外径,使用环境,（,防腐油膏等,）,光纤,、,不锈钢管的强度,施工性,（,绞线结构等,）,（,外径,、,重量,、,抗拉强度,）,（,短路电流热容量、允许温度范围,）,光单元,OPGW,的初期设计（电脑）,OPGW 设计架线条件电气条件（不锈钢管的外径、壁厚、容纳芯,OPGW,金具及附件,OPGW 金具及附件,观,谢,谢,看,观谢谢看,