RU2768789C1 - Method of making an insulated wire or cable - Google Patents

Abstract

FIELD: electrical engineering.

SUBSTANCE: invention relates to the field of electrical engineering, in particular to the use of wires or cables with insulation of silanol cross-linked polyethylene, and can be used in cable industry in production of insulated wires. Method of making an insulated wire or cable consists in the fact that for cross-linking, a conventional container with hot water and vertical loading of drums with a wire or cable is used, but container and cover are made with possibility of their tightness, capable to withstand internal overpressure of up to 1.0 bar, cross-linking is carried out in said sealed container with hot water at an excess pressure created by feeding air inside the container at pressure of 0.2–0.7 bar, cross-linking is carried out in water at temperature of 90–95 °C at excess pressure created by supplying air inside the sealed container for 0.5–1.5 hours.

EFFECT: method combines the advantages of a hot water bath and a steam autoclave and at the same time eliminates the need to discharge the heat carrier during reloading.

1 cl, 1 tbl

Description

Изобретение относится к области электротехники, в частности к использованию проводов или кабелей с изоляцией из силанольно сшитого полиэтилена, и может быть использовано в кабельной промышленности при изготовлении изолированных проводов.The invention relates to the field of electrical engineering, in particular to the use of wires or cables with silanol-crosslinked polyethylene insulation, and can be used in the cable industry in the manufacture of insulated wires.

Известен способ изготовления провода, заключающийся в том, что на токопроводящую жилу методом экструзии осуществляют наложение изоляции из термопластичного полиэтилена, после чего провод охлаждают в водяной ванне, в первой секции которой вода имеет температуру 80-95°С, во второй - 60°С и в третьей - 15-20°С (см. Кабели и провода, т. 3, М.-Л., изд. «Энергия», 1964, с. 90-95).A known method of manufacturing a wire, which consists in the fact that a conductive core is extruded with thermoplastic polyethylene insulation, after which the wire is cooled in a water bath, in the first section of which the water has a temperature of 80-95 ° C, in the second - 60 ° C and in the third - 15-20 ° C (see Cables and wires, vol. 3, M.-L., ed. "Energy", 1964, p. 90-95).

Данный способ имеет ряд недостатков, заключающихся в следующем.This method has a number of disadvantages, which are as follows.

При охлаждении термопластичный полиэтилен переходит из вязкотекучего в аморфно-кристаллическое состояние. В области этого перехода происходит значительное уменьшение его объема (сжатие) и резкое увеличение модуля упругости. В процессе охлаждения в аморфно-кристаллическое состояние сначала переходит внешний слой полимерной изоляции с образованием твердой трубки. При дальнейшем охлаждении материал внутри образовавшейся твердой трубки сжимается, что приводит к возникновению в нем пор, а также появляется зазор между изоляцией и жилой, что в конечном результате отрицательно сказывается на эксплуатационных характеристиках получаемого провода, вследствие его некачественной изоляции.When cooled, thermoplastic polyethylene changes from a viscous to an amorphous-crystalline state. In the area of this transition, there is a significant decrease in its volume (compression) and a sharp increase in the elastic modulus. During cooling, the outer layer of polymer insulation first passes into the amorphous-crystalline state with the formation of a solid tube. With further cooling, the material inside the formed solid tube contracts, which leads to the appearance of pores in it, and a gap appears between the insulation and the core, which ultimately adversely affects the performance of the resulting wire due to its poor-quality insulation.

Известен способ изготовления провода, включающем наложение на токопроводящую жилу методом экструзии изоляции из термопластичного полиэтилена с последующим охлаждением в водяной ванне, охлаждение проводят в воде, находящейся под давлением 0,3-1,2 МПа и имеющей температуру на 5-15°С меньше нижней границы фазового перехода полиэтилена из вязкотекучего в аморфно-кристаллическое состояние до достижения температуры жилы, соответствующей нижней границы указанного фазового перехода, а затем в воде при комнатной температуре.A known method of manufacturing a wire, including the imposition of a conductive core by extrusion insulation of thermoplastic polyethylene, followed by cooling in a water bath, the cooling is carried out in water under pressure of 0.3-1.2 MPa and having a temperature of 5-15°C less than the lower the boundaries of the phase transition of polyethylene from a viscous to an amorphous-crystalline state until the temperature of the core is reached, corresponding to the lower limit of the specified phase transition, and then in water at room temperature.

В качестве материала изоляции провода в предлагаемом способе используют промышленные марки полиэтилена: полиэтилен низкой плотности (ПЭНП), получаемый полимеризацией этилена при высоком давлении, и полиэтилен высокой плотности (ПЭВП), получаемый полимеризацией этилена при низком давлении.As a wire insulation material in the proposed method, industrial grades of polyethylene are used: low-density polyethylene (LDPE), obtained by polymerization of ethylene at high pressure, and high-density polyethylene (HDPE), obtained by polymerization of ethylene at low pressure.

Область фазового перехода полиэтилена из вязкотекучего в аморфно-кристаллическое состояние находится в интервалах температур для ПЭНП - 100-115°С, а для ПЭВП - 125-145°С. В области этого перехода происходит значительное уменьшение объема полиэтилена (сжатие) и резкое увеличение модуля упругости, максимальное значение сжатия наблюдается при температурах 103-105°С для ПЭНП и 130-135°С для ПЭВП.The region of the phase transition of polyethylene from a viscous to an amorphous-crystalline state is in the temperature range for LDPE - 100-115°C, and for HDPE - 125-145°C. In the area of this transition, there is a significant decrease in the volume of polyethylene (compression) and a sharp increase in the elastic modulus, the maximum compression value is observed at temperatures of 103–105°C for LDPE and 130–135°C for HDPE.

При повышенном давлении внешний слой в виде затвердевшей трубки сжимается, что препятствует появлению пор внутри изоляции, раковин около жилы и отслоению изоляции от жилы. После этого провод охлаждают в воде при комнатной температуре.With increased pressure, the outer layer in the form of a hardened tube is compressed, which prevents the appearance of pores inside the insulation, shells near the core and peeling of the insulation from the core. After that, the wire is cooled in water at room temperature.

Параллельно изготавливают аналогичный провод по известной технологии за два технологических цикла с толщиной изоляции в каждом 1,5 мм, для чего выходящий из экструдера провод поступает в водяную ванну, имеющую температуру воды в первой секции 85°С, во второй - 60°С, в третьей - 20°С (см. патент RU № 2161833 С1 МПК НО1В 13/06, 2001).In parallel, a similar wire is made according to a known technology in two technological cycles with an insulation thickness of 1.5 mm each, for which the wire leaving the extruder enters a water bath with a water temperature in the first section of 85 ° C, in the second - 60 ° C, in the third - 20°C (see patent RU No. 2161833 C1 IPC NO1V 13/06, 2001).

Недостаток известного способа заключается в том, что при использовании в качестве изоляции силанольно сшиваемого полиэтилена необходим дополнительный период нахождения провода или кабеля в водяной среде при повышенной температуре (85-90°С), в течение которого происходит основной процесс сшивки. Для этого охлажденный провод или кабель наматывают на барабан и затем данный барабан с проводом (кабелем) помещают в специальную емкость с водой, нагретой до необходимой температуры, и выдерживают в воде при этой температуре до окончания процесса сшивки. При этом провод (кабель), изоляция которого еще не приобрела необходимых прочностных свойств из-за незаконченности процесса сшивки, на барабане подвергается статическим и периодическим механическим нагрузкам под действием силы тяжести при вращении барабана, что приводит к дополнительным механическим напряжениям. Значительным также является общее время изготовления провода (кабеля), так как последний первоначально охлаждают до температуры, при которой его можно принять на барабан, а затем вновь нагревают в водяной среде до необходимой температуры. Это также приводит к значительному расходу тепловой энергии.The disadvantage of the known method is that when using silanol crosslinkable polyethylene as insulation, an additional period of the wire or cable being in an aqueous medium at an elevated temperature (85-90°C) is required, during which the main crosslinking process takes place. To do this, the cooled wire or cable is wound on a drum and then this drum with wire (cable) is placed in a special container with water heated to the required temperature and kept in water at this temperature until the end of the crosslinking process. At the same time, the wire (cable), the insulation of which has not yet acquired the necessary strength properties due to the incompleteness of the crosslinking process, is subjected to static and periodic mechanical loads on the drum under the action of gravity during the rotation of the drum, which leads to additional mechanical stresses. The total time of manufacturing the wire (cable) is also significant, since the latter is initially cooled to a temperature at which it can be taken onto the drum, and then reheated in an aqueous medium to the required temperature. This also leads to a significant consumption of thermal energy.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому способу относится способ изготовления изолированного провода или кабеля, который заключается в том, что на токопроводящую жилу провода или кабеля укладывают изоляцию из силанольно сшиваемого полиэтилена, затем полученный таким образом провод или кабель охлаждают и укладывают горизонтальными витками в корзину с водой, после чего либо пропускают ток через провод или кабель и тем самым нагревают указанный провод или кабель до температуры, не превышающей максимально возможную, при которой обеспечивается стойкость изоляции к тепловой деформации, и выдерживают при этой температуре в течение периода времени, необходимого для обеспечения силанольной сшивки полиэтилена, либо корзину помещают в обогреваемую емкость, заполненную водой, водяным паром или пароводяной смесью, и выдерживают в этой емкости при указанной температуре в течение периода времени, необходимого для обеспечения силанольной сшивки полиэтилена, либо из корзины сливают воду и затем помещают корзину в обогреваемую емкость, заполненную водой, водяным паром или пароводяной смесью, и выдерживают в этой емкости при указанной температуре в течение периода времени, необходимого для обеспечения силанольной сшивки полиэтилена (см. патент RU № 2295792 С1 МПК НО1В 13/06, 2007).The closest technical solution to the proposed method is a method for manufacturing an insulated wire or cable, which consists in the fact that insulation from silanol-crosslinked polyethylene is laid on the conductive core of the wire or cable, then the wire or cable thus obtained is cooled and placed in horizontal turns in a basket of water , after which either a current is passed through the wire or cable and thereby the specified wire or cable is heated to a temperature not exceeding the maximum possible temperature at which the resistance of the insulation to thermal deformation is ensured, and maintained at this temperature for a period of time necessary to ensure the silanol crosslinking polyethylene, or the basket is placed in a heated container filled with water, water vapor or a steam-water mixture, and kept in this container at a specified temperature for a period of time necessary to ensure the silanol crosslinking of polyethylene, or water is drained from the basket and then the basket is placed in a heated container filled with water, water vapor or a steam-water mixture, and kept in this container at the specified temperature for a period of time necessary to ensure the silanol crosslinking of polyethylene (see. patent RU No. 2295792 C1 IPC NO1V 13/06, 2007).

Однако известный способ изготовления изолированного провода или кабеля является достаточно трудоемким, энергетически затратными, а также приводит к значительному расходу тепловой энергии.However, the known method of manufacturing an insulated wire or cable is quite laborious, energy-consuming, and also leads to a significant consumption of thermal energy.

Поставленная задача заключалась в разработке технологии изготовления изолированного провода или кабеля с целью повышения качества и скорости сшивки в 3-5 раз быстрее по сравнению с традиционными способами в горячей ванне и паровом автоклаве.The task was to develop a technology for the manufacture of insulated wire or cable with the aim of improving the quality and speed of crosslinking 3-5 times faster than traditional methods in a hot bath and a steam autoclave.

Поставленная задача достигается тем, что для сшивки используется традиционная для способа сшивки емкость с горячей водой и вертикальной загрузкой барабанов с проводом или кабелем, но емкость и крышка выполнены с возможностью их герметичности, способными выдержать внутреннее избыточное давление до 1,0 бар, сшивку производят в указанной герметичной емкости с горячей водой при избыточном давлении, создаваемом подачей внутрь емкости воздуха под давлением 0,2-0,7 бар, сшивку производят в воде при температуре 90°-95°С при избыточном давлении, создаваемом подачей внутрь герметичной емкости воздуха в течение 0,5-1,5 часа.The task is achieved by the fact that for crosslinking, a container with hot water, traditional for the method of crosslinking, and vertical loading of drums with wire or cable is used, but the container and cover are made with the possibility of their tightness, capable of withstanding internal overpressure up to 1.0 bar, crosslinking is carried out in of the specified sealed container with hot water at an overpressure created by supplying air inside the container at a pressure of 0.2-0.7 bar, cross-linking is carried out in water at a temperature of 90 ° -95 ° C at an overpressure created by supplying air inside the sealed container for 0.5-1.5 hours.

Преимущество данного способа заключается в том, что он совмещает достоинства горячей водяной ванны и парового автоклава и при этом исключает недостаток последнего, заключающийся в необходимости сбрасывать теплоноситель при перезагрузке.The advantage of this method is that it combines the advantages of a hot water bath and a steam autoclave and at the same time eliminates the disadvantage of the latter, which consists in the need to dump the coolant when restarting.

Качество и скорость сшивки в резервуаре с горячей водой при избыточном давлении в несколько раз превышает традиционные способы в горячей ванне и паровом автоклаве.The quality and speed of crosslinking in a pressurized hot water tank is several times higher than traditional methods in a hot bath and a steam autoclave.

Силановая сшивка относится к разряду химической сшивки, поэтому непосредственно процентное содержание сшитого материала определяется количеством добавляемого агента. В зависимости от рецептуры полимера количество агента добавляется в размере 2-5%. Реакция для некоторых видов материалов может происходить при наличии катализатора - пероксида дикумила (раньше в связи с этим была 3-х ступенчатая загрузка). На сегодняшний день, этот катализатор можно не добавлять, потому что современные химические материалы этого не требуют. Силановая сшивка возможна только при наличии молекул воды (сшивка начинается при выходе из формующей головки).Silane crosslinking belongs to the category of chemical crosslinking, so the percentage of crosslinked material is directly determined by the amount of added agent. Depending on the polymer formulation, the amount of the agent is added in the amount of 2-5%. The reaction for some types of materials can occur in the presence of a catalyst - dicumyl peroxide (earlier, in connection with this, there was a 3-stage loading). Today, this catalyst can be omitted, because modern chemical materials do not require it. Silane crosslinking is possible only in the presence of water molecules (crosslinking begins when leaving the forming head).

Для того чтобы произошла сшивка, необходимо оторвать радикал (ОСН₃). Отрыв радикала (ОСН₃) происходит за счет присоединения к этому радикалу (ОСН₃) молекулы водорода (Н₂). При прохождении реакции происходит выделение воды (H₂O). По поверхности изоляции имеется слой воды (в ванне или сауне) за счет, которого происходит сшивка верхних слоев. Те молекулы воды, которые выделились при сшивке верхних слоев, сшивают нижние слои и т.д. Таким образом из-за того что вода не может 100% проникать во всю толщину изоляции, получается достаточно сильная неоднородность свойств по толщине изоляции. То есть на поверхности достигается очень высокая степень сшивки, на нижних слоях степень сшивки догоняется спустя очень длительное время (несколько месяцев).In order for crosslinking to occur, it is necessary to tear off the radical (OCH ₃ ). The detachment of the radical (OCH ₃ ) occurs due to the addition of a hydrogen molecule (H ₂ ) to this radical (OCH ₃ ). During the reaction, water (H ₂ O) is released. On the surface of the insulation there is a layer of water (in a bath or sauna) due to which the upper layers are crosslinked. Those water molecules that are released during the crosslinking of the upper layers, crosslink the lower layers, and so on. Thus, due to the fact that water cannot 100% penetrate the entire thickness of the insulation, a fairly strong heterogeneity of properties across the thickness of the insulation is obtained. That is, a very high degree of crosslinking is achieved on the surface, while on the lower layers the degree of crosslinking catches up after a very long time (several months).

За счет молекул воды в воздухе сшивка рано или поздно произойдет. Поэтому здесь рассматривается не полная сшивка, а 85%-ная (т.е. по толщине изоляции должно быть накоплено 85% сшитого материала). Качество силановой сшивки может оцениваться: - испытанием на растворимость (гель-фракцию);

Hot set test.Due to water molecules in the air, crosslinking will occur sooner or later. Therefore, not full cross-linking is considered here, but 85% (i.e., 85% of the cross-linked material should be accumulated over the insulation thickness). The quality of the silane crosslink can be assessed by: - dissolution test (gel fraction);

hot set test.

Проведение испытания на растворимость (на гель-фракцию), это испытание достаточно длительное. Берут сшитый материал, помещают в трикрезол (и другие растворители) и в течение 18 часов варят и потом производят взвешивание начального и конечного и определяют гель-фракцию (сколько осталось). Hotsettest - позволяет опосредованно определить качество сшивки. Сущность hotsettest: берут образец (сшитый материал) помещают его в нагревательную печь и один конец закрепляют, а к другому подвешивают грузик. Соответственно производится нагрев, если удлинение превысило необходимый предел в этом случае материал недосшился (занимает 5-7 мин). На сегодняшний день существуют две основных разновидности материала, которые используются для силановой сшивки, это:

Сиоплас;

Моносил. Сиоплас - прививка самого силана происходит непосредственно в технологическом процессе (т.е. отдельно добавляют силановый компонент и отдельно полимер). В связи с возможностью непромеса в экструдере, сегодня широкое распространение получил вид процесса сшивки моносил. Отличай от сиопласа в том, что молекула силана одной или двумя связями привита к молекуле полимера (получается более упорядоченная структура).Conducting a dissolution test (gel fraction), this test is quite lengthy. The crosslinked material is taken, placed in tricresol (and other solvents) and boiled for 18 hours and then the initial and final are weighed and the gel fraction is determined (how much is left). Hotsettest - allows you to indirectly determine the quality of the stitching. The essence of hotsettest: take a sample (crosslinked material), place it in a heating oven and fix one end, and hang a weight from the other. Accordingly, heating is performed if the elongation exceeds the required limit; in this case, the material is not finished (it takes 5-7 minutes). To date, there are two main types of material that are used for silane crosslinking, these are:

Sioplas;

Monosil. Sioplas - the grafting of the silane itself occurs directly in the technological process (i.e., the silane component and the polymer are added separately). Due to the possibility of non-mixing in the extruder, a type of monosil crosslinking process has become widespread today. It differs from sioplas in that the silane molecule is grafted to the polymer molecule by one or two bonds (a more ordered structure is obtained).

В случае процесса сшивки Сиоплас к одной молекуле полимера может присоединиться несколько молекул сшитого агента, а в случае Моносил к каждой молекуле полимера уже присоединен активный сшивающий агент и получается более упорядоченная структура. В этом случае получается более высокое качество, но соответственно приводит к незначительному увеличению стоимости самого материала (начальной заготовки).In the case of the Sioplast cross-linking process, several cross-linking agent molecules can be attached to one polymer molecule, and in the case of Monosil, an active cross-linking agent is already attached to each polymer molecule and a more ordered structure is obtained. In this case, a higher quality is obtained, but, accordingly, leads to a slight increase in the cost of the material itself (initial blank).

На сегодняшний день используются две основные разновидности силанов, это силаны типа:To date, two main types of silanes are used, these are silanes of the type:

Visico - предназначен для сшивки в паровой среде (в среде газа),

Visico - designed for cross-linking in a vapor environment (in a gas environment),

Drysil - предназначен для сшивки в жидких средах, в частности в ванне.

Drysil - designed for crosslinking in liquid media, in particular in a bath.

Но и тот и другой могут использоваться обоюдно одинаково, и в том, и в другом случае, просто эффективность будет немного различной (относительно сшивания в своей среде).But both can be used in the same way, in both cases, the efficiency will just be slightly different (relative to crosslinking in their environment).

Технология наложения силана. Наложение силановых материалов производится классическим способом на стандартном оборудовании со стандартными прессами. Единственным условием является герметизация загрузочных устройств (это связано с тем, что в воздухе присутствует влага). Поэтому происходит многокомпонентная загрузка. Силан не фотостабилизированный, т.е. химическая связь разрушается под воздействием ультрафиолетового излучения. Чтобы фотостабилизировать материал изоляции обязательно добавляют фотостабилизатор (сажа). Поэтому при проектировании агрегата необходимо предусматривать 3-компонентную загрузку, т.е. это: - загрузка основного полимера; - загрузка катализатора; - загрузка фотостабилизатора (сажа). Наложение происходит на стандартных прессах (для ПЭ), с комбинированным барьерным шнеком и длиной шнека 24D. Самый простой и дешевый, но долгий (от 2-х недель) процесс сшивки – это сшивка на воздухе при нормальных условиях (температура - 18-22°С, относительная влажность воздуха - 60-70%). Поэтому используют стандартные способы сшивки: - в воде - ванна; - в паре - паровой котел (сауна). Ванна - это большой металлический бак, в котором находится горячая вода, соответственно имеет нагревательные элементы для поддержания температуры.Silane technology. The imposition of silane materials is carried out in the classical way on standard equipment with standard presses. The only condition is the sealing of the loading devices (this is due to the fact that moisture is present in the air). Therefore, multi-component loading occurs. The silane is not photostabilised, i.e. The chemical bond is broken by ultraviolet radiation. To photostabilize the insulation material, a photostabilizer (soot) must be added. Therefore, when designing the unit, it is necessary to provide for a 3-component loading, i.e. these are: - loading of the main polymer; - catalyst loading; - Loading photostabilizer (soot). Laying takes place on standard presses (for PE), with a combined barrier screw and a screw length of 24D. The simplest and cheapest, but longest (from 2 weeks) cross-linking process is cross-linking in air under normal conditions (temperature - 18-22 ° C, relative humidity - 60-70%). Therefore, standard methods of crosslinking are used: - in water - bath; - in steam - a steam boiler (sauna). A bathtub is a large metal tank that contains hot water and, accordingly, has heating elements to maintain the temperature.

Температура нагрева воды в ваннах составляет 65-95°С. Примерное время сшивки в ванне, в отличие от сшивки на воздухе, составляет (в зависимости от толщины изоляции) 2-4 часа. Как правило, ванны рассчитаны на 2 барабана.The temperature of water heating in the baths is 65-95°C. The approximate time of crosslinking in the bath, unlike crosslinking in air, is (depending on the thickness of the insulation) 2-4 hours. As a rule, bathtubs are designed for 2 drums.

Сауна (паровой котел). Существуют сауны с вертикальной, либо фронтальной загрузкой. Сауна с вертикальной загрузкой. Используются либо электрические нагреватели, либо паровая рубашка (теплоноситель-пар). Главным отличаем от ванны является то, что пар необходимо сбрасывать. Внутри пар находится под давлением, температура пара 125-130°С, но не выше 140°С (чтобы не сшитый полимер не расплавился и не стек с изделия). Время сшивки в паровой среде сокращается примерно в 2 раза и в большинстве случаев составляет до 2 часов. При использовании котла экономится время в два раза, но появляется потребность в энергоресурсах, поэтому паровой котел (сауну) целесообразно использовать, если имеется при заводе своя котельная (тогда пар будет обходиться практически бесплатно). Если внешний энергоноситель пара, то целесообразно использовать ванну. Котел более универсальный (котел можно заполнить водой, а ванну паром проблематично).Sauna (steam boiler). There are saunas with vertical or front loading. Sauna with vertical loading. Either electric heaters or a steam jacket (coolant-steam) are used. The main difference from a bath is that the steam must be dumped. Inside the steam is under pressure, the temperature of the steam is 125-130°C, but not higher than 140°C (so that the non-crosslinked polymer does not melt and does not stack from the product). Crosslinking time in a vapor environment is reduced by about 2 times and in most cases is up to 2 hours. When using a boiler, time is saved twice, but there is a need for energy resources, so it is advisable to use a steam boiler (sauna) if the plant has its own boiler room (then steam will cost almost free of charge). If the external energy carrier is steam, then it is advisable to use a bath. The boiler is more versatile (the boiler can be filled with water, but the steam bath is problematic).

Определение времени сшивки. Для определения времени сшивки изоляции существует эмпирическая формула:Determination of the stitching time. To determine the insulation crosslinking time, there is an empirical formula:

где Т - время вулканизации, мин; X - толщина изоляции, мм; Rh - относительная влажность воздуха: where T - vulcanization time, min; X - insulation thickness, mm; Rh - relative air humidity:

- в воде 100%; - in water 100%;

- в насыщенном паре 96%.- in saturated steam 96%.

K - температурный коэффициент (приходит непосредственно с каждой партией материала).K - temperature coefficient (comes directly with each batch of material).

Для Visico:For Visico:

95°С - K=1,2*10^-4 95°С - K=1.2*10 ^-4

80°С - K=1,0*10^-4 80°С - K=1.0*10 ^-4

75°С - K=0,8*10^-4 75°С - K=0.8*10 ^-4

20°С - K=0,1*10^-4 20°С - K=0.1*10 ^-4

Видно, что с увеличением температуры K существенно увеличивается, т.е. сокращается время сшивки (Т). Так как зависимость квадратичная, то время сшивки значительно снижается уже при температуре 80°С. Однако, после окончания процесса сшивки в ванне или сауне, процесс сшивки не заканчивается, потому что по требованиям кабель (изолированная жила) перед дальнейшей технологической операции должен вылежаться не менее 2-х суток на открытом воздухе (при нормальных условиях). В это время происходит дополнительное досшивание, особенно это касается внутренних слоев.It can be seen that with increasing temperature, K increases significantly; the crosslinking time (T) is reduced. Since the dependence is quadratic, the crosslinking time is significantly reduced already at a temperature of 80°C. However, after the end of the crosslinking process in a bath or sauna, the crosslinking process does not end, because according to the requirements, the cable (insulated core) must be aged for at least 2 days in the open air (under normal conditions) before further technological operation. At this time, additional cross-linking occurs, especially for the inner layers.

В предлагаемом способе изготовления изолированного провода или кабеля были рассчитаны и экспериментально определены оптимальные величины внутреннего избыточного давления герметичной емкости до 1,0 бар, а температура 90°-95°С сшивки при избыточном давлении, создаваемом подачей внутрь герметичной емкости воздуха под давлением 0,2-0,7 бар, в течение 0,5-1,5 часа. Необходимо отметить, что выходя за указанные величины технологического процесса сшивки полиэтилена не удовлетворяют качеству сшивки кабеля или провода.In the proposed method for the manufacture of an insulated wire or cable, the optimal values of the internal overpressure of the sealed container up to 1.0 bar were calculated and experimentally determined, and the crosslinking temperature was 90 ° -95 ° C at an overpressure created by supplying air inside the sealed container at a pressure of 0.2 -0.7 bar, within 0.5-1.5 hours. It should be noted that, going beyond the indicated values of the technological process, polyethylene crosslinking does not satisfy the quality of cable or wire crosslinking.

Проведены экспериментальные исследования: использовались образцы СИП сечений 35 мм² и 95 мм² изготовленные из материала «Полисил-01К».Experimental studies were carried out: SIP samples with sections of 35 mm ² and 95 mm ² made of the material "Polysil-01K" were used.

Испытание на сшивку изоляции проводились в муфельной печи в течение 15 минут при температуре 200°С.The insulation crosslinking test was carried out in a muffle furnace for 15 minutes at a temperature of 200°C.

Статистика испытаний на сшивку кабеля приведена в таблице, в которой показан положительный результат от использования предлагаемого способа изготовления изолированного кабеля.The statistics of tests for cable stitching are given in the table, which shows a positive result from using the proposed method for manufacturing an insulated cable.

Преимущество данного способа заключается в том, что он совмещает достоинства горячей водяной ванны и парового автоклава и при этом исключает недостаток последнего, заключающийся в необходимости сбрасывать теплоноситель при перезагрузке.The advantage of this method is that it combines the advantages of a hot water bath and a steam autoclave and at the same time eliminates the disadvantage of the latter, which consists in the need to dump the coolant when restarting.

Качество и скорость сшивки в герметичной емкости с горячей водой при избыточном давлении в несколько (3-5) раз превышает традиционные способы в горячей ванне и паровом автоклаве.The quality and speed of crosslinking in a sealed container with hot water at excess pressure is several (3-5) times higher than traditional methods in a hot bath and a steam autoclave.

Claims (1)

Способ изготовления изолированного провода или кабеля, заключающийся в том, что на токопроводящую жилу провода или кабеля укладывают изоляцию из силанольно сшиваемого полиэтилена, затем полученный таким образом провод или кабель помещают в емкость, заполненную горячей водой, и выдерживают в этой емкости при температуре в течение периода времени, необходимого для обеспечения силанольной сшивки полиэтилена, отличающийся тем, что емкость выполнена герметичной с возможностью выдерживать внутреннее избыточное давление до 1,0 бар, сшивку производят в воде при температуре 90°-95°С при избыточном давлении, создаваемом подачей внутрь герметичной емкости воздуха под давлением 0,2-0,7 бар, в течение 0,5-1,5 часа.A method for manufacturing an insulated wire or cable, which consists in laying silanol-crosslinked polyethylene insulation on the conductive core of the wire or cable, then placing the wire or cable thus obtained in a container filled with hot water and keeping it in this container at a temperature for a period the time required to ensure the silanol crosslinking of polyethylene, characterized in that the container is made airtight with the ability to withstand an internal overpressure of up to 1.0 bar, the crosslinking is carried out in water at a temperature of 90°-95°C at an overpressure created by supplying air inside the sealed container under a pressure of 0.2-0.7 bar, for 0.5-1.5 hours.