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交聯電纜檢驗應考慮特殊因素


  近年來,硅烷交聯聚乙烯電纜料(以下簡稱XLPE),因其具有所需制造設備簡單、工藝成熟、操作方便、綜合成本低等優點,已成為低壓交聯電纜絕緣的主導材料。

  目前常用的XLPE,一種是二步法XLPE,電纜廠在生產絕緣線芯時把接枝了硅烷的聚乙烯(PE)和催化劑母料按一定比例混合,在普通擠出機中擠制,然后在熱水或蒸汽中完成交聯;另一種一步法XLPE是由電纜料生產廠家,將所有原料按配比經特殊方法混合在一起,電纜廠直接在擠出機中一步同時完成接枝和擠制絕緣線芯,然后在自然條件下完成交聯。這兩種XLPE的共同點是,無需特殊的擠出設備,交聯過程相對簡單,只要原材料及工藝條件符合要求,就能使其成為不溶不熔的熱固性塑料。與熱塑性PE相比,其耐熱變形和高溫下力學性能、環境應力龜裂、耐老化性能、耐化學性能等均有提高或改進,而電氣性能仍保持基本不變,并使電纜的長期工作溫度由原來的70°C提高到90°C,從而提高了電纜的短時耐受電流的能力。綜上所述,XLPE低壓電纜已成為近年來電纜生產廠家的主要產品。

  作為第三方檢驗機構承檢的該類電纜也在逐年增加,如何準確提供該類產品熱延伸及老化性能等測試結果,檢驗人員面臨著一些特殊情況,下面就此展開分析:

  第一,XLPE絕緣熱延伸異常的問題。筆者在檢測時常常會發現,XLPE電纜絕緣在200℃熱延伸試驗中負荷下伸長率大大超過標準規定的要求,或者試樣放入烘箱內在很短時間內熔斷,假如馬上用原樣復測,結果的再現性很好,若按照常規,只要試驗方法無誤,取樣正確,根據檢驗結果完全可以下判定結論,但是對于XLPE來說,這樣做可能存在很大的風險。因為XLPE的交聯過程是一個與溫度、濕度、時間、絕緣厚度等因素相關的緩慢的化學變化的過程,尤其是自然交聯的XLPE絕緣料,更是受到以上因素的影響,完成交聯的時間會有較大差異,完全可能在規定的試驗周期內,尚未完成自然交聯。一旦隨時間推移完成了自然交聯,其性能有可能符合國家標準規定的要求。對于此類情況,筆者認為,在反映試樣當前情況的前提下,不能急于判定,而是應該為試樣提供一個促進交聯的條件--在90°C±2°C的熱水中浸泡4~5小時后再作熱延伸試驗。實踐證明,此時的試驗結果,可以作為判定依據。值得一提的是,個別廠家片面追求商業利潤,利用PE和XLPE外形特征相近的特點,將PE冒充XLPE,而PE是無論提供怎樣的促進交聯的條件都不會產生交聯變化的,它在性能上根本達不到XLPE的要求,這與石頭不能孵出小雞是一個道理。這就要求檢驗人員應具有識別真假、優劣XLPE的能力。其實通過觀察和工作積累,我們可以根據試樣放入烘箱后的熔斷時間、熔斷點來區分被檢試樣究竟屬于欠交聯、劣質XLPE,還是用了PE?但是作為第三方檢驗人員來說,是不能光憑經驗下結論的,必須根據真實的數據來判定。

  第二,XLPE熱老化試驗變化率超標的問題。檢測時,如果拿到試樣,立即制樣,按常規放入烘箱老化,往往會出現老化后抗張強度、斷裂伸長率變化率超標的現象,對這種結果下判定必須慎重。這種現象不完全因為老化性能不良引起,有可能是因為XLPE尚未完全交聯(從XLPE電纜料熱延伸隨溫水中放置的時間曲線可以看出,當熱延伸合格時,并不代表該試樣完全交聯),而放入老化箱后,XLPE仍在完成其交聯過程,這就導致抗張強度增加,斷裂伸長率下降,最終變化率超標。由于完成老化時間較長,一旦試驗結束后再發現問題就比較麻煩,因此,有必要讓試樣徹底交聯后再進行老化試驗。

  綜上所述,可見判定XLPE熱延伸、熱老化性能應該考慮特殊因素。從事第三方檢驗的人員,既不能草率為試驗結果下定論,因為這樣做存在著把合格的產品誤判為不合格的風險;也不能因為下結論有難度而避開這兩項試驗不做,這樣有可能讓不合格產品或假冒偽劣產品漏檢。因此,進行上述兩項試驗前,排除試樣尚未交聯或完全交聯的可能是有必要的。我們提倡用科學、合理的試驗手段,提供公正、可靠的測試結果。

 

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