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鎧裝電纜的生產(chǎn)工藝

更新時(shí)間:2017-04-22      點(diǎn)擊次數(shù):3847

              鎧裝電纜的生產(chǎn)工藝

   鎧裝電纜zui常見類型為:鋼帶鎧裝電纜和鋼絲鎧裝電纜。鋼絲鎧裝電纜又分為粗鋼絲鎧裝電纜(常用于海底電纜和較大外徑的電力電纜等電纜)和細(xì)鋼絲鎧裝電纜(常用于勘探電纜、礦用電纜和控制電纜等電纜)。

   在國內(nèi)電纜市場,鋼帶鎧裝電纜占有較大的份額;而在國外電纜市場,鋼絲鎧裝電纜使用的卻更為普遍。zui常用的鋼絲鎧裝電纜有鋼絲鎧裝電力電纜和鋼絲鎧裝控制電纜。鋼絲鎧裝電纜生產(chǎn)時(shí),應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)(或相關(guān)技術(shù)規(guī)范),確保鎧裝后的電纜在其使用過程中具有良好的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)和性能。鋼絲鎧裝電纜主要執(zhí)行以下2個(gè)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和2個(gè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn):

GB/T 12706-2008《額定電壓1kV到35kV擠包絕緣電力電纜及附件》(或IEC60502)和GB/T 9330-2008《塑料絕緣控制電纜》;GB/T 2952-2008《電纜外護(hù)層》和GB/T 3082-2008《鎧裝電纜用熱鍍鋅或熱鍍鋅-5%鋁-混合稀土合金鍍層低碳鋼絲》

   一、鋼絲鎧裝電纜相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求和理解
       GB/T12706-2008《額定電壓1kV到35kV擠包絕緣電力電纜及附件》(或IEC60502)為鋼絲鎧裝電力電纜標(biāo)準(zhǔn),此標(biāo)準(zhǔn)對鋼絲鎧裝要求(依GB/T12706.1-2008為例):
   材料:鋼絲應(yīng)為鍍鋅鋼絲。在用于交流回路的單芯電纜鎧裝應(yīng)采用非磁性材料,非磁性金屬絲一般有不銹鋼鋼絲、鋁合金絲等(GB/T12706.1-2008中12.2)。
   鋼絲直徑要求:鋼絲標(biāo)稱直徑:0.8 mm,1.25 mm,1.6 mm,2.0 mm,2.5 mm,3.15mm(GB/T12706.1-2008中12.4);鋼絲zui小直徑不小于標(biāo)稱直徑的95%(GB/T12706.1-2008中16.7.3)。
   鎧裝要求:鋼絲鎧裝應(yīng)緊密,既使相鄰鋼絲間的間隙為zui?。?biāo)準(zhǔn)GB/T12706.1-2008中12.6)。
GB/T9330-2008《塑料絕緣控制電纜》為鋼絲鎧裝控制電纜標(biāo)準(zhǔn),此標(biāo)準(zhǔn)引用GB /T2952.1-2008標(biāo)準(zhǔn)和間接引用GB/T 3082-   2008標(biāo)準(zhǔn),對鋼絲鎧裝要求:
   材料:鋼絲應(yīng)為鍍鋅鋼絲(GB/T9330.1-2008中6.6.2)。
鋼絲直徑要求:鋼絲標(biāo)稱直徑:0.8 mm,1.25 mm,1.6 mm,2.0 mm,2.5 mm(GB/T9330.1-2008中6.6.2);鋼絲直徑公差應(yīng)符合GB/T 3082-2008(GB/T9330.1-2008中6.6)。
   鎧裝要求:鋼絲鎧裝由鋼絲單層左向或雙層鋼絲內(nèi)層右向、外層左向繞包在內(nèi)襯層上,并且鋼絲之間間隙的總和應(yīng)不超過一根鋼絲的直徑(GB/T9330.1-2008中6.6.1)。

   二、鎧裝用鋼絲質(zhì)量要求

   控制電纜鋼絲鎧裝質(zhì)量應(yīng)符合GB/T 3082-2008《鎧裝電纜用熱鍍鋅或熱鍍鋅-5%鋁-混合稀土合金鍍層低碳鋼絲》;低壓電力電纜鋼絲鎧裝質(zhì)量可以參照GB/T 3082-2008《鎧裝電纜用熱鍍鋅或熱鍍鋅-5%鋁-混合稀土合金鍍層低碳鋼絲》要求,但可以不必按照此標(biāo)準(zhǔn)考核。
   鎧裝用鋼絲鍍層類別分為兩類:一類為鍍鋅層;另一類為鍍鋅-5%鋁-混合稀土合金鍍層。日常生產(chǎn)中使用的鋼絲多為鍍鋅層類。
   鋼絲鍍層級別按鍍層重量分為兩組:Ⅰ組和Ⅱ組。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,鎧裝鋼絲應(yīng)優(yōu)先采用下列標(biāo)稱尺寸的鋼絲:0.8 mm,1.25 mm,1.6 mm,2.0 mm,2.5 mm,3.15mm,4.0 mm,5.0 mm,6.0 mm。從標(biāo)準(zhǔn)上的規(guī)定,我們可以看出:鎧裝用鋼絲的直徑偏差允許范圍還是比較大的,而且鋼絲直徑不包括鋼絲上的非金屬防蝕層。根據(jù)制造商的工藝控制水平,雙方可以協(xié)商決定,允許采用比規(guī)定直徑更大的鋼絲。
   鋼絲所做拉力試驗(yàn)、扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)、纏繞試驗(yàn)(見表1),鍍層重量試驗(yàn)(見表2)等試驗(yàn)應(yīng)符合GB/T 3082-2008的要求。對接頭的技術(shù)要求,標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)調(diào):"鋼絲交貨盤卷應(yīng)由一根鋼絲組成,鋼絲在zui后一道拉拔前允許焊接;有鍍層的成品鋼絲不應(yīng)有任何的接頭。"

   表1 鋼絲力學(xué)及工藝性能

標(biāo)稱直徑
(mm)

抗拉強(qiáng)度Rm
(N/mm2

斷后伸長率

扭 轉(zhuǎn)

纏 繞

%
不小于

標(biāo)距
(mm)

次數(shù)/3600
不小于

標(biāo)距
(mm)

芯棒直徑與鋼絲標(biāo)稱直徑之比

纏繞圈數(shù)

0.8

345~495

10

250

24

150

-

 

1.25

22

1

8

1.6

22

2.0

20

2.5

20

3.15

19

4.0

15

5.0

10

6.0

10

 
 表2 鋼絲鍍層重量及纏繞試驗(yàn)

 

標(biāo)稱直徑(㎜)

Ⅰ組

Ⅱ組

鋅層重量
(g/mm2
不小于

纏繞試驗(yàn)

鋅層重量
(g/mm2) 不小于

纏繞試驗(yàn)

芯棒直徑為鋼絲標(biāo)稱直徑的倍數(shù)

纏繞圈
數(shù)不小于

芯棒直徑為鋼絲標(biāo)稱直徑的倍數(shù)

纏繞圈數(shù)

0.8

112

2

6

150

2

6

1.25

150

200

1.6

150

4

220

4

2.0

190

240

2.5

210

260

3.15

240

275

4.0

270

5

290

5

5.0

6.0

300

說明:1、中間尺寸的鋼絲,按相鄰較大鋼絲直徑規(guī)定值;2、鍍層應(yīng)附著牢固,按本表規(guī)定進(jìn)行附著試驗(yàn)后,鍍層不能開裂或起層到能用裸手指擦試掉的程度;3、鋼絲表面應(yīng)鍍有均勻、連續(xù)的鍍層,不得有裂紋、斑疤和漏鍍的地方。

  
三、鎧裝鋼絲直徑的確定

  電力電纜鋼絲標(biāo)稱直徑應(yīng)符合表3要求,鋼絲zui小直徑不小于標(biāo)稱直徑的95%;控制電纜的鋼絲標(biāo)稱直徑和偏差應(yīng)符合表3。

  表3鎧裝鋼絲的標(biāo)稱直徑

鎧裝前假定直徑d/㎜

鎧裝細(xì)鋼絲標(biāo)稱直徑/㎜(不小于)

允許偏差/㎜

鎧裝粗鋼絲標(biāo)稱直徑/㎜

允許偏差/㎜

d≤10

0.8

±0.04

/

/

10<d≤15

1.25

±0.05

15<d≤25

1.6

±0.05

4.0~6.0

絲徑≤4.2(±0.10);
4.2<絲徑≤6.0(±0.13)

25<d≤35

2.0

±0.05

35<d≤60

2.5

±0.05

d>60

3.15

±0.08

說明:1、粗鋼絲鎧裝電纜的型號在GB/T12706-2008標(biāo)準(zhǔn)的附錄中提到了,但在標(biāo)準(zhǔn)的正文中對粗鋼絲的直徑未有明確規(guī)定;2、在GB/T2952-2008中對粗鋼絲的直徑規(guī)定為4.0~6.0mm范圍之間。

  
四、鎧裝鋼絲根數(shù)的確定

  根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求鋼絲鎧裝電纜鋼絲根數(shù)可按照GB/T 2952-2008《電纜外護(hù)層》中公式進(jìn)行計(jì)算(鋼絲鎧裝電力電纜標(biāo)準(zhǔn)中無引用GB/T 2952-2008《電纜外護(hù)層》,只能參照此標(biāo)準(zhǔn)):
  N=π(D-d)sinα/d-N0≤1
  α=tg-1[L/(π(D-d)]
  N0為整數(shù)
  式中:
  N-鎧裝鋼絲總間隙相當(dāng)于鋼絲的根數(shù);
  N0-實(shí)測鎧裝鋼絲根數(shù);
  D-鋼絲鎧裝層的實(shí)測外徑,mm;
  d-鎧裝鋼絲(包括防蝕層)的實(shí)測外徑,mm;
  α-鋼絲繞包角,(°);
  L-實(shí)測鋼絲繞包節(jié)距,mm。
  鋼絲的根數(shù)和節(jié)距有一定的關(guān)系,在以上三個(gè)約束條件中,有三個(gè)未知數(shù),即N0,α,L.我們需要的是鋼絲的根數(shù)和節(jié)距。實(shí)際上僅僅根據(jù)以上三個(gè)約束條件,我們只能計(jì)算出鋼絲的zui多根數(shù),即π(D-d)sinα/d并取整數(shù),但是按這個(gè)根數(shù)來生產(chǎn),就會產(chǎn)生根數(shù)偏多,絞合后鋼絲節(jié)距太大,這是不合適的,而zui少的鋼絲根數(shù)卻難以計(jì)算,因?yàn)殇摻z根數(shù)降低,節(jié)距也同時(shí)降低,但同樣可以滿足上式要求。
  參照導(dǎo)體正規(guī)絞合的結(jié)構(gòu),極限理論節(jié)徑比為10.1,極限的實(shí)際節(jié)徑比更小一些,相應(yīng)的極限繞包角度為72.73度。由此,我們可以通過假定一個(gè)角度,或者假定一個(gè)節(jié)徑比來計(jì)算,例如假定L=10D, 并令π(D-d)sinα/d-N0=1,就可以計(jì)算出鋼絲的根數(shù)。

  五、鋼絲鎧裝電纜鎧裝工藝其他注意事項(xiàng)

  1、鋼絲鎧裝的形式

  采用退扭方式,進(jìn)行鋼絲鎧裝時(shí),需針對不同規(guī)格的鋼絲,根據(jù)工藝要求,調(diào)整預(yù)變形器的弧高和弧寬,使鋼絲變形為與電纜直徑、節(jié)距相匹配的螺旋形,這樣鎧裝鋼絲就不易松散。但目前很多制造商,在鋼絲鎧裝生產(chǎn)線上,未使用預(yù)變形器;也有制造商,在生產(chǎn)外徑較大的鋼絲鎧裝電纜時(shí),常常采用盤絞機(jī)鎧裝鋼絲,即鋼絲靜態(tài)放線,收線盤旋轉(zhuǎn),這種方式屬于不退扭鎧裝。這兩種鋼絲鎧裝形式,鎧裝效果都不太理想。生產(chǎn)時(shí),在鎧裝鋼絲外繞包一到兩層無紡布等繞包帶,以防止鋼絲松散,影響鋼絲鎧裝質(zhì)量。

  2、鋼絲鎧裝電纜扭轉(zhuǎn)應(yīng)力釋放

  鋼絲鎧裝電纜在成纜及鋼絲鎧裝過程中,存在著一定量的剩余扭矩。在鋼絲鎧裝后剩余扭矩須得到有效釋放,防止鋼絲鎧裝電纜在敷設(shè)時(shí)徑向旋轉(zhuǎn)。電纜的徑向旋轉(zhuǎn)如處理不當(dāng),會造成比較嚴(yán)重的質(zhì)量事故,輕則鎧裝層變形、外護(hù)套受損,重則電纜線芯直接被拉斷。
 
 3、雙層鋼絲鎧裝

  為確保雙層鋼絲鎧裝特種電纜(如光纜、光電復(fù)合電纜、勘探電纜等電纜),在使用過程中的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性,需設(shè)計(jì)電纜雙層鋼絲鎧裝工藝參數(shù),使內(nèi)外兩個(gè)鋼絲鎧裝層對鎧裝電纜形成的扭矩大小相等,方向相反,即鋼絲鎧裝電纜的扭矩達(dá)到平衡,確保電纜鎧裝后的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。 

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