Способы наложения резиновой изоляции и оболочек

Основными требованиями при наложении резиновой изоляции и оболочек на кабельные изделия являются равномерность покрытия по толщине и концентричность по отношению к заготовке кабельного изделия или к токопроводящей жиле при обеспечении монолитности.

При наложении резиновой изоляции и оболочек в соответствии с перечисленными требованиями могут быть использованы следующие различные способы:

а)опрессование холодными резиновыми лентами на про-дольно-покрывагельном прессе с последующей вулканизацией в котле;

б)опрессование разогретой резиновой смесью в экструдере с последующей вулканизацией в котле;

в)опрессование разогретой резиновой смесью, совмещенное с процессом вулканизации на линиях кабельных непрерывной вулканизации (ЛКНВ).

Первые два способа очень старые, широко освещены в литературе по технолог ии кабельного производства и находят ограниченное применение в отечественной практике.

Третий способ, наиболее современный, постоянно совершенствуется и имеет следующие преимущества: отпадает необходимость в каландрах, свинцовых прессах й вулканизационных котлах; исключена деформация изоляции и оболочек в процессе вулканизации, так как после формования в головке экструдера резиновая оболочка попадает непосредственно в вулканизационную камеру, минуя какие-либо усилия, вызывающие деформации; обеспечено повышение производительности экструдеров, значительное увеличение съема продукции с единицы производственной площади; уменьшено число обслуживающих рабочих и улучшены санитарно-гигиенические условия труда.

Линии кабельные непрерывной вулканизации, ранее именовавшиеся АНВ-агрегатами непрерывной вулканизации, различаются по диаметру экструдера, установленного в линии, так как размеры экструдера определяют диапазон выпрессовываемых изделий, а следовательно, и конструктивные особенности линии.

Парк АНВ, выпускавшихся отечественной промышленностью, состоял из следующих трех типов: АНВ-115, АНВ-150 и АНВ-250. Согласно паспортным данным перечисленные агрегаты имеют следующее назначение:

 

АНВ-115.— изолирование жил сечением от 0,75 до 16 мм2 и наложение шланговых оболочек с наружным диаметром до 15 мм включительно;

АНВ-150—изолирование жил сечением от 10 до 240 мм2 и наложение шланговых оболочек с наружным диаметром до 50 мм включительно;

АНВ-250—наложение шланговых оболочек с наружным диаметром 35 мм и выше.

В связи с изменением типажа на экструдеры выпуск АНВ-115 и АНВ-150 был прекращен. Вместо них изготовляются линии ЛКНВ-125, ЛКНВ-160, в конструкцию которых помимо увеличения диаметра червяка внесены и другие изменения, о чем будет сказано ниже.

В процессе опыта эксплуатации выявлена необходимость разработки других типов ЛКНВ: для одновременного наложения двух слоев изоляции, изоляции и электропроводящего экрана, изоляции и оболочки—линии ЛКНВ-63 х 63, ЛКНВ-90x90, ЛКНВ-160 х 160. На указанных линиях возможно наложение изоляции с желто-зеленой расцветкой.

В состав линий ЛКНВ входят следующие основные узлы: отдающее устройство, компенсатор, экструдер, заправочная камера, вулканизующая камера, охлаждающее устройство, тяговое устройство, приемное устройство.

Кроме того, линии в зависимости от назначения оснащаются вспомогательными узлами: талькирующим устройством, обдувочным устройством, маркирующим устройством, аппаратом сухого испытания, устройствами для соединения жил и т.д.

По расположению вулканизационных камер ЛКНВ можно разделить на горизонтальные, наклонные и вертикальные Схемы расположения узлов горизонтального, наклонного и вертикального ЛКНВ приведены на рис

Практика показывает, что ЛКНВ с горизонтально расположенной вулканизационной камерой можно использовать для наложения резиновой изоляции и оболочек на кабельные изделия диаметров до 25 мм. При вулканизации на ЛКНВ изоляции и оболочек большего диаметра помимо дефектов, получаемых от прикосновения к стенке вулканизационной камеры, иногда наблюдается эксцентричность резиновой оболочки, обусловленная воздействием собственного веса последней. Практикуемое в этом случае смещение матрицы к одной стенке не всегда дает положительный эффект, и качество изделия получается неудовлетворительным.

Одним из путей радикального решения этой задачи является использование ЛКНВ с наклонным или вертикальным расположением вулканизационных камер.

Наклонные ЛКНВ обеспечивают более высокие скорости опрессования по сравнению с вертикальными линиями, а монтаж обходится дешевле, так как для их установки не требуется сооружать здание башенного типа. Однако наклонные ЛКНВ менее универсальные, поскольку в этом случае вес кабеля, приходящийся на единицу его длины, ограничивается допустимой степенью натяжения кабеля в изогнутой камере.

Наклонные ЛКНВ, имеющие вулканизационную камеру, по форме напоминающую цепную линию, являются установками, в которых управление натяжением кабеля становится весьма критическим, так как небольшое изменение натяжения значительно изменяет форму кривой, принимаемой кабелем, и, таким образом, влияет на положение точки, в которой кабель впервые вступает в контакт с внутренней стенкой вулканизационной камеры. Желательно, чтобы точка соприкосновения кабеля со стенкой камеры находилась как можно ближе к участку камеры, заполненному водой, и во всяком случае не касалась ее до тех пор, пока оболочка не вулканизируется достаточно, чтобы предотвратить деформацию, эксцентриситет или истирание. При выборе угла наклона вулканизационной камеры необходимо определить точку контакта кабеля с трубой, для чего требуется знать массу на единицу длины и максимально допустимое натяжение для каждого кабеля. В то же время необходимо вычислить время, требующееся для вулканизации оболочки кабеля при данном значении давления (температуры) пара, что позволит определить длину вулканизационной камеры, необходимую при данной скорости линии. На основании полученных данных затем можно будет определить общую длину и наклон вулканизационной камеры, имея, однако, в виду, что чем больше длина линии, больше натяжение потребуется для данного угла наклона.

Вертикальные линии отличаются универсальностью и простотой обслуживания. На них можно изготовлять кабельные изделия практически любого размера, причем масса кабеля, приходящаяся на единицу его длины, может различаться в очень широких пределах. Недостатком указанных линий является необходимость сооружать башню, высота которой, естественно, бывает ограниченной, что приводит к сокращению длины вулканизационной камеры по сравнению с наклонными и горизонтальными ЛКНВ. Это обстоятельство в сочетании с большим сечением вулканизуемых кабелей приводит к тому, что максимальная линейная скорость составляет на вертикальных ЛКНВ около 18 м/мин.

ВУЛКАНИЗАЦИЯ РЕЗИН

Вулканизация—это процесс сшивания поперечными связями 8 единую пространственную сетку молекул каучука. Количество поперечных связей, образующихся при вулканизации, определяет степень сшивания каучука, или степень вулканизации. В процессе вулканизации происходит изменение основные технических характеристик вулканизата, и резиновая смесь из пластичной становится упругой и эластичной. Вулканизация является кинетическим процессом, т. е. характеризуется скоростью.

Существуют различные способы вулканизации. В большинстве случаев каучуки, имеющие в макромолекуле двойные связи, вулканизуют серой при температуре 140—160° С. Наряду с вулканизацией серой все большее развитие получают другие способы вулканизации с учетом того, что серные вулканизаты не обладают достаточно высокими термической и химической стойкостями. Каучуки могут быть вулканизованы не содержащими серу агентами: органическими пероксидами, хинонами и их оксимами или иминами, полигалогенсодержащими соединениями, диазодикарбосиэфирами, а также действием ионизирующей радиации и ультрафиолетового света (фотовулканизация). В кабельной промышленности нашла широкое применение вулканизация с использованием тиурамдисульфи-дов, которая протекает по радикальному механизму с образованием поперечных связей С — С.

Вулканизационная сетка состоит из растворимой части — золь-фракции и нерастворимой части — гель-фракции. Схематическое строение вулканизационной сетки, образованной тетрафункциональными узлами

Вулканизация как кинетический процесс обычно проходит через четыре следующие стадии:

1)индукционный период (реакция еще не начата, свойства исходной смеси практически не меняются);

2)поперечное сшивание (степень вулканизации увеличивается со временем, свойства вулканизата изменяются монотонно, достигая оптимальных значений);

3)плато вулканизации (свойства сохраняются на оптимальном уровне);

4)реверсия, или перевулканизация (свойства ухудшаются по сравнению с оптимальными).

Соотношение этих периодов зависит от состава резины и характерно для каждого из изучаемых свойств.