銅原子序數(shù)為29，屬于過渡金屬，密度為8.92g/cm3，熔點(diǎn)為1083.4℃，具有良好的導(dǎo)熱和導(dǎo)電性能，但金屬銅表面在潮濕空氣中與氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生Cu2。(OH)2CO3，即銅綠，通常電纜生產(chǎn)廠家的銅氧化表面是黑色的。正是這種銅導(dǎo)體表面氧化現(xiàn)象的存在，困擾了很多電纜企業(yè)。  

在長期的日常生產(chǎn)中，我們觀察到，電纜銅導(dǎo)體的質(zhì)量將得到有效控制，防止其氧化，這將大大提高工作效率，降低返工頻率，通過選擇優(yōu)質(zhì)銅桿、有效控制拉絲工藝和乳化液濃度和溫度、鈍化處理銅導(dǎo)體絞合或捆綁銅絲表面、優(yōu)化后續(xù)工序處理等手段，從而達(dá)到降低成本、提高內(nèi)部產(chǎn)品質(zhì)量的有益效果。  

讓我們以中壓電力電纜的生產(chǎn)為例，從銅桿到廠家，儲(chǔ)存，拉絲，絞合，內(nèi)芯儲(chǔ)存到絕緣擠出，分析每一步的有效控制措施。  

銅導(dǎo)體在中壓電力電纜生產(chǎn)過程中的防氧化控制  

原則上，電纜用金屬銅主要是通過物理方法阻擋銅與潮濕空氣的接觸，通過陰極保護(hù)氧化還原來阻止銅導(dǎo)體的氧化，通過化學(xué)方法在銅導(dǎo)體表面生產(chǎn)鈍化膜來阻止氧化，或者在導(dǎo)體表面噴涂特殊液體來保護(hù)。以中壓電力電纜生產(chǎn)為例，每道工序防氧化控制的主要方法。  

銅桿進(jìn)廠前運(yùn)輸、檢測和儲(chǔ)存  

中國大部分電纜企業(yè)基本都是外包銅，而大部分企業(yè)往往忽略了進(jìn)廠前銅桿運(yùn)輸過程的控制。在江南和沿海地區(qū)(江浙、閩粵)，夏天又長又多雨，銅桿基本上是通過重型卡車運(yùn)輸?shù)焦镜摹Ｍㄟ^了解，很多電纜企業(yè)沒有制定相應(yīng)的銅桿供應(yīng)商運(yùn)輸標(biāo)準(zhǔn)、夏季雨天包裝標(biāo)準(zhǔn)等制度，導(dǎo)致銅桿供應(yīng)商運(yùn)輸時(shí)銅桿表面完好無氧化發(fā)黑，到達(dá)電纜企業(yè)用戶時(shí)銅桿表面發(fā)黑，帶來不必要的麻煩。  

銅桿進(jìn)廠檢驗(yàn)基本按照GB/T3048.2或電纜企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，程序嚴(yán)格。一般電纜企業(yè)把銅桿存放在倉庫里，一般企業(yè)有嚴(yán)格的存放管理方法。銅桿存放時(shí)，尤其是夏季雨天，銅桿必須用塑料布或塑料薄膜覆蓋，銅桿與潮濕空氣的接觸制度應(yīng)采用最簡單的物理阻隔方法，這往往被電纜企業(yè)忽視。在車間使用銅桿時(shí)，必須用肉眼檢查銅桿卷是否發(fā)黑，并從生產(chǎn)源頭進(jìn)行控制。  

控制銅桿拉絲工藝  

在這個(gè)階段，以電力電纜中最常用的8毫米銅桿為例。如今，連續(xù)退火的銅大拉通常用于拉絲。需要經(jīng)過放線、拉絲和退火、冷卻、干燥和接線等過程。首選相應(yīng)規(guī)格的模具。一定不能太小。如果太小，金屬銅的晶格會(huì)被強(qiáng)制變異，金屬溫度會(huì)急劇上升。  

開機(jī)前檢查乳化液濃度，確保濃度合格。放線過程中，放線張力應(yīng)保持穩(wěn)定均勻，不應(yīng)過度顫動(dòng)(顫動(dòng)不可避免)。操作人員應(yīng)密切關(guān)注拉絲過程中退火溫度的變化。拉絲后，導(dǎo)體變硬，延伸率變小，導(dǎo)體DC電阻率上升。當(dāng)拉絲等待成圓時(shí)，銅導(dǎo)體表面不應(yīng)有殘留的乳化液。在這里，操作人員需要肉眼識(shí)別。拉絲下盤后，應(yīng)密封在透明塑料薄膜中，存放在干燥的環(huán)境中，待流通。然而，大多數(shù)電纜企業(yè)省略了包裹薄膜的過程，因?yàn)樗鼈兲闊┝?。剛剛剛被拉成圓圈的導(dǎo)體。  

銅絲絞合(束絞)和化學(xué)交聯(lián)擠出過程  

以銅線絞合為例。在導(dǎo)體絞合過程中，每根單絲通過規(guī)則絞合或不規(guī)則絞合進(jìn)行絞合。經(jīng)過各種模具壓制后，金屬銅晶格改變結(jié)構(gòu)。在強(qiáng)大的外力作用下，銅導(dǎo)體的溫度比模具壓制前有了很大的提高，尤其是壓縮導(dǎo)體、扇形導(dǎo)體等。目前框架絞機(jī)沒有在線退火或冷卻裝置，因此銅導(dǎo)體的外層容易氧化。絞合前，選擇合適的絞合模具、壓縮輪和排線器，調(diào)整收線和放線張力。設(shè)備調(diào)整后，操作人員可以用肉眼觀察上盤銅線和放線架中心銅線的表面光潔度。  

一般電纜企業(yè)會(huì)在絞合過程中(框絞機(jī)、籠絞機(jī))施加抗氧化劑?？寡趸瘎┑呐浞郊s為0.3%的苯并三氮唑酒精溶液。操作方法是將抗氧化劑融入工業(yè)酒精中，用輸液軟管滴入銅絲中。滴入標(biāo)準(zhǔn)以剛好浸泡銅絲為準(zhǔn)，避免出現(xiàn)局部潛在氧化或過度浪費(fèi)的現(xiàn)象。所有防氧化工作準(zhǔn)備安全后，啟動(dòng)。  

接收處應(yīng)保證接收盤干燥。接收盤裝滿后，應(yīng)密封在透明塑料薄膜中。和銅線一樣，很多電纜企業(yè)也省略了這一步。如果這一步導(dǎo)致銅導(dǎo)體氧化，對(duì)低壓電纜的影響還是很低的，對(duì)超高壓電纜的影響是不可想象的。銅導(dǎo)體拉絲、絞合、儲(chǔ)存后，金屬銅晶格形態(tài)基本穩(wěn)定。化學(xué)交聯(lián)是指XLPE在交聯(lián)劑、抗氧化劑、耦合劑等條件下均勻擠壓在銅導(dǎo)體上。在啟動(dòng)裝滿銅導(dǎo)體的放線盤之前，調(diào)整放線張力，確保設(shè)備運(yùn)行平穩(wěn)。  

總結(jié)：  

中國幾乎所有的電纜工廠都面臨著銅導(dǎo)體氧化的困擾。從金屬銅的化學(xué)特性來看，金屬銅的還原是必要的。在日常生產(chǎn)中，采取以下措施可以降低銅導(dǎo)體氧化的概率:  

1、選擇優(yōu)質(zhì)金屬銅桿，規(guī)范供應(yīng)商的運(yùn)輸、交貨流程和制度。銅桿到達(dá)公司后，應(yīng)采取透明塑料薄膜密封措施，銅導(dǎo)體應(yīng)采取透明塑料薄膜密封措施進(jìn)行拉伸和絞合。  

2、采用合適的銅絲拉絲工藝，定期檢查拉絲機(jī)的退火部件，優(yōu)先選用含有抗氧化劑的拉絲油，定期檢查乳化液濃度，保質(zhì)期到期前必須提前更換；  

3、采用鈍化處理技術(shù)，采用銅絲絞合、擠壓絕緣工藝；  

4、樹立質(zhì)量意識(shí)，加強(qiáng)業(yè)務(wù)培訓(xùn)，使上述工序操作人員了解銅絲氧化帶來的不良后果。