橡套质料的缩短率在扁电缆生产历程中对尺寸精度、结构稳固性及性能一致性有显著影响，若控制不当可能导致电缆弯曲性能下降、护套与导体脱离、外观缺陷等问题 。以下从缩短率的影响机制、详细影响及控制要领三方面睁开剖析：
一、橡套质料缩短率的影响机制
橡套质料的缩短率主要源于以下三个阶段：
硫化缩短：
橡胶在硫化历程中，分子链从线性结构转变为三维网状结构，陪同体积缩短（通常为1%-5%） 。例如，自然橡胶（NR）的硫化缩短率约为2.5%，氯丁橡胶（CR）因结晶性较高，缩短率可达3%-4% 。冷却缩短：
挤出后的橡套在冷却历程中，因热膨胀系数差别（橡胶的线膨胀系数约为2×10??/℃）爆发缩短 。若冷却不匀称（如局部温度梯度＞10℃），缩短率差别可达0.5%-1% 。后缩短：
硫化后的橡胶在贮存或使用历程中，因剩余应力释放或情形湿度转变（如吸湿膨胀后脱水缩短）爆发特殊缩短，通常为0.1%-0.3%/周 。
二、缩短率对扁电缆生产的详细影响
1. 尺寸精度下降
护套厚度不均：
若橡套缩短率沿电缆轴向或径向漫衍不均，可能导致护套局部变� 。ê穸任蟛睿�15%时易引发击穿）或增厚（增添质料本钱） 。例如，某企业生产中因缩短率控制不当，导致护套最薄处仅1.2mm（标准要求≥1.5mm），报废率达20% 。电缆外径超差：
扁电缆的外径需知足装置空间要求（如管道内径限制） 。若缩短率展望误差＞2%，外径可能凌驾公差规模（如设计外径20±0.5mm，现实缩短后为19.2mm），导致装置难题 。
2. 结构稳固性受损
导体与护套剥离：
缩短率差别可能导致护套与导体间爆发剪切应力 。当应力凌驾橡胶与导体的粘接强度（通常为2-5MPa）时，会爆发剥离 。例如，在高温情形（80℃）下，若护套缩短率比导体绝缘层高1.5%，剥离危害增添3倍 。扁电缆翘曲：
若橡套在宽度偏向缩短率大于厚度偏向（如宽度缩短3%，厚度缩短1%），电缆会向宽度偏向弯曲，导致卷绕时泛起“蛇形”变形，影响运输和敷设效率 。
3. 外观与性能缺陷
外貌皱褶：
冷却不匀称导致局部缩短过快，橡套外貌形成不规则皱褶（深度＞0.2mm时视为缺陷），降低耐情形性能（如皱褶处易积水导致侵蚀） 。电气性能劣化：
缩短率过大可能使护套与导体间距减� 。ㄈ缟杓萍渚�1.0mm，缩短后变为0.8mm），导致局部电场强度升高，加速绝缘老化（试验批注，电场强度增添20%，寿命缩短50%） 。
**三、缩短率的控制要领
1. 质料配方优化
调解硫化系统：
增进剂选择：使用迟效性增进剂（如CZ、NOBS）可延伸焦烧时间，使橡胶在模具内充分流动，镌汰硫化缩短应力 。例如，将增进剂M（快速型）替换为CZ后，硫化缩短率降低0.8% 。
硫化剂用量：适当镌汰硫磺用量（从2.5phr降至2.0phr）可降低交联密度，使缩短率减小0.5%-1.0%，但需平衡机械性能（抗张强度可能下降5%-10%） 。
填充剂改性：
碳黑粒径控制：使用小粒径碳黑（如N550，平均粒径30nm）可提高填充密度，镌汰橡胶自由体积，从而降低缩短率 。试验批注，N550用量从30phr增至40phr时，缩短率从2.8%降至2.1% 。
无机填充剂：添加20phr纳米碳酸钙（粒径50nm）可使缩短率降低1.2%，同时提高硬度（Shore A增添5度） 。
2. 工艺参数精准控制
挤出工艺优化：
温度控制：挤出机各区温度需梯度设置（如机头温度比料筒低5-10℃），阻止橡套外貌过早固化导致内部应力积累 。例如，将机头温度从95℃降至90℃后，缩短率匀称性提升15% 。
牵引速率匹配：牵引速率（V?）与挤出速率（V?）的比值（V?/V?）需控制在0.98-1.02之间 。若比值＞1.02，橡套被拉伸导致缩短率增大；若比值＜0.98，橡套群集爆发皱褶 。
硫化工艺调解：
硫化时间：通过DSC（差示扫描量热法）测定橡胶的硫化曲线，确定最佳硫化时间（t??，即抵达90%硫化水平的时间） 。例如，某EPDM橡套的t??为8min，现实硫化时间设定为10min可确保充分交联，缩短率稳固性提升20% 。
硫化压力：适当提高硫化压力（从10MPa增至12MPa）可压缩橡胶内部孔隙，使缩短率降低0.3%-0.5%，但需避免压力过高导致装备损坏 。
3. 冷却系统设计刷新
匀称冷却装置：
接纳多段式水槽冷却（如3段水槽，水温划分为50℃、40℃、30℃），使橡套温度梯度≤5℃/段，镌汰内应力 。试验批注，匀称冷却可使缩短率波动规模从±0.8%降至±0.3% 。风冷辅助：
在挤出后连忙用凉风（15-20℃）吹拂橡套外貌，加速外貌固化，避免因重力导致的下垂变形 。例如，风冷可使扁电缆宽度偏向缩短率差别从1.2%降至0.5% 。
**4. 后处置惩罚与检测
预拉伸处置惩罚：
对硫化后的电缆举行预拉伸（拉伸率1%-2%），释放剩余应力，使后缩短率降低50%-70% 。例如，某企业接纳预拉伸工艺后，电缆在贮存3个月后的尺寸转变率从0.8%降至0.2% 。在线尺寸检测：
使用激光测径仪实时监测护套厚度和外径，当尺寸误差凌驾设定值（如厚度误差＞0.1mm）时，自动调解挤出或硫化参数 。某生产线应用该手艺后，产品及格率从92%提升至98% 。
四、典范应用案例
案例1：轨道交通用扁电缆
问题：原工艺生产的电缆在-20℃低温下缩短率达3.5%，导致护套与导体间隙增大，引发局部放电 。
解决计划：
效果：低温缩短率降至1.8%，局部放电电压从5kV提升至10kV（IEC 60502标准要求≥8kV） 。
将橡胶基体从NR改为EPDM（缩短率降低1.2%）；
增添增进剂CZ用量至1.5phr，延伸焦烧时间；
接纳三段式水槽冷却，水温梯度控制在3℃/段 。
案例2：光伏电站用扁电缆
问题：户外袒露1年后，电缆外径因后缩短减小0.8mm，导致与接线盒配合松动 。
解决计划：
效果：1年后外径转变率≤0.3%，与接线盒配合间隙稳固在0.2-0.4mm 。
在橡胶中添加0.5phr抗缩短剂（如聚丙烯酸酯类）；
硫化后举行72h恒温（40℃）预处置惩罚，释放剩余应力；
增添护套厚度公差上限（从±0.3mm放宽至±0.5mm） 。
五、总结与建议
焦点战略：通过质料配方优化降低缩短率基础值，连系工艺控制镌汰缩短率波动，最终通事后处置惩罚释放剩余应力 。
趋势偏向：开发低缩短率橡胶质料（如硅橡胶缩短率仅0.5%-1.0%），或接纳共挤出工艺在橡套内层复合低缩短率质料（如TPU） 。
实践建议：
建设缩短率数据库，纪录差别质料、工艺参数下的缩短率数据，为生产提供参考；
在高温、高湿或极寒地区使用的电缆，需在型式试验中增添缩短率专项检测（如-40℃至80℃循环试验） 。
通过系统控制橡套质料缩短率，扁电缆的尺寸精度可提升至±0.2mm以内，结构稳固性知足20年以上使用寿命要求，显著降低现场故障率 。
相关内容