6～35kV三層共擠連硫生產(chǎn)線國產(chǎn)與進口的差異

孔 凱， 袁宗民， 趙金磊， 蔣建平

（1.江蘇省產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗研究院，江蘇南京210007；2.無錫市恒匯電纜有限公司，江蘇宜興214252）

6～35kV三層共擠連硫生產(chǎn)線國產(chǎn)與進口的差異

孔 凱1， 袁宗民2， 趙金磊2， 蔣建平2

（1.江蘇省產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗研究院，江蘇南京210007；2.無錫市恒匯電纜有限公司，江蘇宜興214252）

闡述了6～35 kV三層共擠連硫生產(chǎn)線國產(chǎn)與進口的差異和相似之處，通過對牽引、擠出機、機頭、硫化系統(tǒng)等主要部件的比較，總結(jié)了國產(chǎn)橡套連硫設(shè)備的發(fā)展水平及與進口設(shè)備的差距。

國產(chǎn)；進口；橡套電纜；連硫設(shè)備；三層共擠

0 引 言

近年來，隨著電纜行業(yè)的發(fā)展，我國電纜設(shè)備制造業(yè)隨之發(fā)展。橡套電纜作為電纜產(chǎn)品的重要品種更是有了長足的發(fā)展，而制造橡套電纜所需的橡套連硫設(shè)備制造水平也有了很大的提升，然而其整體水平與國際先進水平仍有一定的差距。國產(chǎn)連硫設(shè)備在長期的發(fā)展過程中形成了自己的特點，其與進口連硫設(shè)備相比總體水平落后、控制精度較低、自動化程度較低、使用壽命相對較短，但造價低廉。

1 近年來國產(chǎn)連硫設(shè)備發(fā)展概況

國產(chǎn)連硫設(shè)備的發(fā)展主要由國內(nèi)市場發(fā)展情況決定，目前國內(nèi)電纜行業(yè)從數(shù)量上來說中小企業(yè)占多數(shù)，并且這些企業(yè)規(guī)模較小、資金量小，對設(shè)備要求相對較低。由于更看重價格低廉，他們對產(chǎn)品的合格率及設(shè)備的控制精度、自動化程度、使用壽命沒有過多的要求，這就決定了國產(chǎn)電纜設(shè)備的整體水平。隨著電纜行業(yè)的迅猛發(fā)展，電纜市場競爭日益激烈，電纜企業(yè)對設(shè)備的要求從單純的價格低廉轉(zhuǎn)變?yōu)楦咝詢r比，質(zhì)量高、精度高、自動化程度高、壽命長、價格相對較高的也變得可以接受。國產(chǎn)設(shè)備正逐步向國際水平看齊，許多大中型企業(yè)在采購進口設(shè)備的同時也會采購部分高質(zhì)量的國產(chǎn)設(shè)備作為對進口設(shè)備的有效補充。

2 主要部件比較

目前國產(chǎn)橡套連硫設(shè)備整體水平已有了長足的發(fā)展，但與進口設(shè)備查比仍存在一定的差距。本文以代表橡套連硫設(shè)備最高水平的6～35kV三層共擠連硫生產(chǎn)線為例，從設(shè)備組成方面，對其主要部件進行比較。三層共擠連硫生產(chǎn)線的主要部件包括上下牽引、擠出機及機頭、硫化系統(tǒng)及冷卻系統(tǒng)、上下密封、懸垂控制系統(tǒng)、放線架、硫化工藝計算軟件等。

2.1 上下牽引

（1）上牽引

國產(chǎn)與進口設(shè)備主要采用包帶式上牽引。包帶式牽引具有運行穩(wěn)定、牽引力大、可減少軟導(dǎo)體的壓扁等優(yōu)點，但其牽引輪采用齒輪傳動，設(shè)備在低速運行時容易出現(xiàn)抖動現(xiàn)象，且纜芯中心位置會發(fā)生變化，致使纜芯擦傷、絕緣或護套偏心嚴(yán)重。針對上述情況，進口設(shè)備采用了相應(yīng)的專利技術(shù)改變齒輪傳動結(jié)構(gòu)，有效減小纜芯抖動，保證電纜的產(chǎn)品質(zhì)量，避免產(chǎn)品外徑不均及竹節(jié)情況發(fā)生。關(guān)于纜芯中心位置變化的問題，采用定位井字架調(diào)整纜芯位置即可解決，但會造成纜芯出現(xiàn)輕微變形，因此部分進口設(shè)備對牽引輪進行改進使其可以前后移動，從而改變纜芯中心位置。這就對整個牽引在可移動狀態(tài)下的穩(wěn)定性提出了很高的要求，對于國內(nèi)廠家而言存在較大的困難與挑戰(zhàn)。

除包帶式上牽引外，進口設(shè)備中還有廠家采用履帶式上牽引結(jié)構(gòu)，此結(jié)構(gòu)可有效避免齒輪傳動造成的抖動，但卻加大了軟導(dǎo)體的壓扁程度，故此種結(jié)構(gòu)較少采用。

（2）下牽引

下牽引國內(nèi)外普遍采用履帶式牽引，如果成品單重較大或收線與牽引距離較遠，還會在下牽引和收線之間增加輔助牽引，輔助牽引也采用履帶式。目前國內(nèi)履帶式牽引技術(shù)較為成熟，進口設(shè)備廠家為降低成本，履帶式牽引多由國內(nèi)廠家配套。因此就下牽引來說，國產(chǎn)與進口并無差別。

2.2 擠出機及機頭

2.2.1 擠出機

目前橡套連硫三層共擠生產(chǎn)線擠出機配置以60（70）+150+80（90）為主，螺桿長徑比以16∶1為主，國產(chǎn)與進口設(shè)備主要不同之處為：

（1）加熱及冷卻方式

國產(chǎn)橡套擠出機采用蒸汽加熱，水冷卻，加熱及冷卻共用一套管路，對于機身所有區(qū)段來說加熱和冷卻不能同時進行。近幾年隨著技術(shù)的發(fā)展，擠出機已改為模溫機控溫，機身每區(qū)單獨一個模溫機，做到每區(qū)單獨控溫，且溫控精度可達±1℃，擠出質(zhì)量大大提高。進口設(shè)備有采用模溫機進行控溫的，也有采用電加熱、風(fēng)冷卻進行控溫的，兩者均可做到每區(qū)單獨控溫，但電加熱、風(fēng)冷卻模式溫控精度較模溫機稍差。

（2）螺桿

螺桿作為擠出機的核心部件，國產(chǎn)與進口設(shè)備對螺桿的設(shè)計都非常重視，均有自己的獨到之處，結(jié)構(gòu)也不盡相同，不過都有較寬的適用范圍，基本上都可擠制所有常用的橡膠品種。由于技術(shù)上的差異，進口設(shè)備出膠量較國產(chǎn)設(shè)備稍大。

部分進口廠家150擠出機會配置兩種螺桿，一種主要擠制低壓絕緣及普通護套，另一種用于擠制高壓絕緣顆粒料，如此對膠料的針對性更強，提高了擠出質(zhì)量。國產(chǎn)設(shè)備一般只配備一種螺桿，可擠制所有膠料，節(jié)省了設(shè)備成本，但擠出質(zhì)量則相對較低。

（3）喂料系統(tǒng)

目前橡套擠出機基本采用冷喂料方式，并且配備了強制喂料裝置，以保證進料均勻。部分進口設(shè)備由于配置了兩種螺桿，除配置普通片狀膠料喂料系統(tǒng)外還配置了顆粒料專用的喂料系統(tǒng)，并將兩種喂料系統(tǒng)進行優(yōu)化設(shè)計，可迅速切換，十分便捷。

（4）擠出機布置形式

橡套三層共擠擠出機布置形式分為兩種：W型和Y型。W型布置與傳統(tǒng)交聯(lián)三層共擠生產(chǎn)線布置形式一致，外形美觀、占地面積小，適用于中高壓電纜絕緣及內(nèi)外屏蔽的三層共擠。Y型布置具有機頭流道較短，便于切換兩層共擠、雙色對擠，并可翻轉(zhuǎn)機頭切換內(nèi)外層等優(yōu)點，因此選擇擠出機布置形式主要依據(jù)企業(yè)對設(shè)備用途的定位來決定。

2.2.2 機頭

機頭是整個生產(chǎn)線的關(guān)鍵部件之一，機頭的好壞直接影響擠出質(zhì)量，因此機頭設(shè)計也是各個廠家的設(shè)計重點。

（1）溫控系統(tǒng)

機頭溫控分區(qū)已成為各廠家的共識，以便于更精確地控制溫度，提高擠出質(zhì)量。模溫機是機頭溫控系統(tǒng)的主流配置，加熱介質(zhì)分為水和油兩種，水介質(zhì)具有便于清理的特點，而油介質(zhì)溫控范圍較寬。

（2）模具

三層共擠設(shè)備模具設(shè)計分為四套模具和三套模具兩種。四套模具設(shè)計具有控制精度高、外層擠出質(zhì)量好的特點；三套模具是對四套模具的改進，具有拆裝方便、換?？臁⒐?jié)約成本的特點。因此這兩種模具設(shè)計在國內(nèi)外設(shè)備中均有應(yīng)用。另外為了避免硫化管內(nèi)蒸汽對機頭溫度的影響，模套外均設(shè)計有隔熱裝置，防止模套溫度過高造成膠料焦燒。

（3）流道

機頭流道設(shè)計是各個廠家核心技術(shù)之一，設(shè)計也不盡相同，但都能達到擠制不同品種膠料的目的，滿足三層共擠要求的同時也可進行兩層共擠生產(chǎn)。

（4）測偏儀

測偏儀是直接與機頭連接在線實時測量電纜外徑、厚度的檢測裝置，可有效提高產(chǎn)品合格率、降低材料消耗。但測偏儀造價較高，在進口設(shè)備配置中較為常見，國產(chǎn)設(shè)備極少采用。

2.3 硫化系統(tǒng)及冷卻系統(tǒng)

2.3.1 硫化系統(tǒng)

硫化系統(tǒng)主要包括硫化管、進汽閥門、排汽閥門等，由于設(shè)計不同，有些系統(tǒng)還包括硫化管加熱裝置以及蒸汽加熱裝置等。根據(jù)硫化方式的差異，目前國內(nèi)外設(shè)備廠家所采用的硫化系統(tǒng)分為：飽和蒸汽硫化系統(tǒng)、超級蒸汽硫化系統(tǒng)以及過熱飽和蒸汽硫化系統(tǒng)三種。

（1）飽和蒸汽硫化系統(tǒng)

以飽和蒸汽為加熱媒介對膠料進行加熱，同時保持一定的壓力，最終使膠料硫化。此系統(tǒng)對設(shè)備要求簡單，造價低廉，是傳統(tǒng)、成熟的硫化系統(tǒng)，為國內(nèi)主要設(shè)備廠家所采用。

（2）超級蒸汽硫化系統(tǒng)

在以飽和蒸汽為加熱媒介的基礎(chǔ)上，硫化管外輔以電加熱裝置，在低氣壓、高溫度的條件進行硫化，可顯著提高硫化效率，降低電纜所承受壓力，減少電纜表面不圓整和膠料被壓進導(dǎo)體縫隙現(xiàn)象的發(fā)生。此系統(tǒng)相比飽和蒸汽硫化系統(tǒng)具有顯著優(yōu)勢，是進口設(shè)備所采用的一種重要的硫化系統(tǒng)。

硫化管的加熱裝置分為短路加熱裝置和電阻加熱裝置。短路加熱裝置是以硫化管作為導(dǎo)體，通過大電流使其發(fā)熱，此方法加熱效率高、能耗高。電阻加熱裝置是將電阻絲作為發(fā)熱體包覆在硫化管外對硫化管進行加熱，此方法節(jié)約能源，但初始加熱時間長。兩種方式各有所長，都為進口設(shè)備所采用。

（3）過熱飽和蒸汽硫化系統(tǒng)

飽和蒸汽在使用之前對其進行加熱，使其成為過熱飽和蒸汽，再以其為加熱媒介對膠料進行加熱。相同氣壓下過飽和蒸汽溫度高，在一定程度上提高了硫化效率，也是進口設(shè)備所采用的一種硫化系統(tǒng)。

除上述硫化方式不同外，在進汽閥門、排汽閥門方面國產(chǎn)設(shè)備與進口設(shè)備也存在一定差距。進口設(shè)備均采用電磁閥自動控制閥門開關(guān)，以達到穩(wěn)定控制蒸汽壓力的目的，而國產(chǎn)設(shè)備多采用手動開關(guān)閥門的方式，蒸汽壓力控制的穩(wěn)定性不高。

2.3.2 冷卻系統(tǒng)

近年來國產(chǎn)設(shè)備在冷卻系統(tǒng)方面有較快的發(fā)展，與進口設(shè)備相同，也采用水汽平衡系統(tǒng)控制水位高低，并根據(jù)不同工藝需求調(diào)整硫化段和冷卻段的長度，最大程度地發(fā)揮設(shè)備硫化及冷卻系統(tǒng)功能。

由于國內(nèi)廠家對生產(chǎn)線硫化及冷卻參數(shù)計算不夠精確，為保證電纜冷卻徹底，國產(chǎn)設(shè)備在冷卻管之后還配置冷卻水槽，以保證電纜的產(chǎn)品質(zhì)量。

2.4 上下密封

（1）上密封及相關(guān)裝置

上密封連接硫化管與機頭，起防止漏氣的作用。國產(chǎn)設(shè)備一直存在密封性能差的問題，對氣壓穩(wěn)定性產(chǎn)生了一定影響，而進口設(shè)備密封性能優(yōu)良，很少出現(xiàn)漏氣現(xiàn)象。

近年來進口設(shè)備廠家在國內(nèi)積極推廣橡套電纜熱壓印技術(shù)，此技術(shù)印字具有辨識度高、印字耐擦、耐磨等特點。但由于價格昂貴，目前國內(nèi)尚無設(shè)備廠家使用此技術(shù)，電纜廠家也極少采用，然而對于需要經(jīng)常移動、摩擦的礦井橡套電纜來說，印字清晰度至關(guān)重要，因此該技術(shù)仍有很大的發(fā)展空間。

（2）下密封

眾所周知，在生產(chǎn)線啟車階段，為減少材料浪費，往往會在導(dǎo)體前使用帶絕緣的鋼絲繩牽引。由于鋼絲繩與導(dǎo)體外徑有差別，如何確保啟車階段管道內(nèi)水位、氣壓穩(wěn)定，就成為啟車的一個重要問題，而設(shè)計合理的下密封便使此問題迎刃而解。目前國內(nèi)外設(shè)備廠家均采用二次密封的下密封結(jié)構(gòu)，此結(jié)構(gòu)操作方便、效果明顯。

2.5 懸垂控制系統(tǒng)

懸垂控制系統(tǒng)可有效避免電纜的擦管現(xiàn)象，降低廢品率、減少材料消耗，是國內(nèi)外所有廠家均采用的生產(chǎn)高端橡套電纜不可缺少的技術(shù)。由于技術(shù)水平的限制，國產(chǎn)設(shè)備的懸垂控制系統(tǒng)控制精度低于進口設(shè)備。

2.6 收放線架

目前國內(nèi)收放線架生產(chǎn)技術(shù)較為成熟，與履帶牽引情況相同，進口設(shè)備廠家為降低成本，收放線架多由國內(nèi)廠家配套生產(chǎn)。

2.7 硫化工藝計算軟件

硫化工藝計算軟件是一種輸入待生產(chǎn)電纜外徑、單重、擠出厚度及膠料焦燒時間、正硫化時間等相關(guān)參數(shù)，即可自動計算出生產(chǎn)所需氣壓、線速度、螺桿轉(zhuǎn)速、擠出機溫度等工藝參數(shù)的軟件。此軟件可顯著提高設(shè)備自動化程度及生產(chǎn)效率，進口設(shè)備均配備了該軟件。此軟件的開發(fā)不僅需要精確的計算，也需要大量生產(chǎn)經(jīng)驗的積累。遺憾的是，國內(nèi)由于技術(shù)限制尚未開發(fā)出此軟件，而進口設(shè)備的軟件又因設(shè)備參數(shù)的差異無法配套使用在國產(chǎn)設(shè)備上。

3 結(jié)束語

國產(chǎn)橡套連硫設(shè)備與進口設(shè)備相比還存在一定的差距。國產(chǎn)橡套連硫設(shè)備的發(fā)展過程其實是對進口設(shè)備的模仿過程，雖有長足發(fā)展但整體水平落后，這也是電纜設(shè)備制造業(yè)乃至整個電纜行業(yè)發(fā)展的縮影。筆者希望在模仿的同時不忘創(chuàng)新，相信在不久的將來，電纜行業(yè)定能同我國的高鐵、核電、通訊設(shè)備制造業(yè)一樣，走出一條模仿、創(chuàng)新、超越之路！

［1］ 孫曉林，高安邦，崔榮蘭.電線電纜設(shè)備中的溫度控制技術(shù)［J］.哈爾濱理工大學(xué)學(xué)報，1994（4）：60-64.

［2］ 金標(biāo)義.電線電纜用塑料與橡膠加工的新進展［J］.電線電纜，2002（3）：15-17.

［3］ 侯家修.簡介一種整體式三層共擠機頭［J］.橡塑技術(shù)與裝備，2001（6）：35-36.

The Difference between Domestic and Imported Sulfur Production of the 6～35 kV Three-Layer Co-Extrusion Even Line

KONG Kai1，YUAN Zong-min2，ZHAO Jin-lei2，JIANG Jian-ping2
（1.Jiangsu Province Institute of Quality Inspection and Testing，Nanjing 210007，China；2.Wuxishi Heng Hui Co.，Ltd.，Yixing 214252，China）

This paper expounds the 6～35 kV three-layer co-extrusion even sulfur production line of domestic and imported the differences and similarities，based on the traction，extruder，head，the comparison ofmain components such as vulcanization system，summarizes the developmentof domestic sulfur rubber sleeve even equipment level and its gap with imported equipment.

domestic；imports；rubber sets of cables；even the sulfur equipment；three layers co-extrusion

TM205.2

A

1672-6901（2014）06-0028-04

2014-06-16

孔 凱（1983-），男，助理工程師.

作者地址：江蘇南京市光華東街5號［210007］.