浅析如何控制提高通信光纤光缆护套挤出质量

浅析如何控制提高通信光纤光缆护套挤出质量摘要：光纤光缆护套完整性对于光缆机械性能、耐环境开裂性能等起着至关重要的作用，以及直接影响光纤光缆各种敷设条件下对环境的适应性及寿命期内光缆传输性能的长期可靠的稳定性。本文从多方面阐述了光纤光缆生产过程中应注意的几个要点，从设备、材料、工艺控制等多方面分析了对光缆护套挤出质量的影响。前言通信行业对带宽的诉求日新月异，这对通信网络的基础架构—光网络造成了持续的冲击，100GOTN（OpticalTransportNetwork）波分网络的建设方兴未艾，行业又开始展望不远的未来，第五代光网络架构将重塑光网络的软硬件，是光网络演进的方向。光网络产业长期以来最大的发展推手一是带宽需求，二是成本，也就是越来越宽的同时，要求单比特成本要持续降低。所以在光纤光缆制造企业要求不断提高工艺技术水平，加强设备技术改造或更新换代，降低材料成本，以及管理成本，真正实现高性能低成本的光纤光缆生产技术。在光纤光缆生产过程中，缆芯外层挤出的质量是决定整个光缆质量好坏的决定因素之一。护套主要起到保护光缆缆芯的作用，保证其内部的光纤运输、施工和使用过程中免受伤害，使其传输性能稳定，同时护套好坏直接影响光缆的抗拉、抗压以及抗冲击等机械性能。本文主要从光缆生产设备、使用的原材料、人员管理及工艺控制等几方面分析光缆护套挤出易产生的质量现象。一、光缆生产设备对光缆护套挤出时易产生的质量影响护套设备是光缆制造过程中的最后工序的设备。它的作用是在成缆后的缆芯上加综合保护层保护缆芯不受外界机械、热、化学及水分的影响。综合护层一般包括阻水带、填充油膏、铝塑/钢塑及塑料外护层。挤出机的机组的主机是挤塑机，它由挤压系统、传动系统和加热冷却装置组成。挤压系统包括螺杆、机筒、料斗、机头和模具。螺杆的冷却系统采用冷却水来控制温度，但螺杆冷却水的使用必须严格掌握水量和冷却时间，决不可大意，否则将酿成严重的挤出事故。一般螺杆的形状可分为三种：①等距不等深螺杆；②等深不等距螺杆；③不等深不等距螺杆。光缆挤出机的螺杆的长径比为30：1，可以保证塑料的充分塑化，压缩比可根据所用的塑料选定（一般聚乙烯和聚丙烯的压缩比为3～5，聚氯乙烯和聚烯烃压缩比为1.9～2.0）。以下是普通全螺纹的分区：全螺纹螺杆螺杆分三个区段：加料区、塑化区及均化区。其工作职能是：1）、加料区又称预热段。其职能主要对塑料进行压实和输送。此段螺杆表面光滑，颗粒状塑料从料斗进入机筒螺杆后，开始被预热。2）、塑化区又称压缩段，其作用是将加料段送来的塑料进一步压实和塑化，并将塑料中夹有的空气压回到加料口处排出，并改善塑料的热传导性能。3）、均化区又称熔融段，其作用是将塑化段已经塑化好的粘流态塑料，在温度的持续作用下，塑化得更加均匀。塑化均匀的塑料熔体，由螺杆的搅拌推动，使之定压、定量和定温地从机头挤出。各区段温度设置范围塑料类型加料段熔融段均化段高密度聚乙烯（HDPE）140~150180~190210~220中密度聚乙烯（MDPE）135~145170~180200~210低密度聚乙烯（LDPE）130~140160~170180~190聚氯乙烯（PVC）130~140150~160160~170低烟无卤阻燃聚烯烃（LSZH）100~135140~150150~155护套挤塑机螺杆与机筒之间间隙过大会造成胶料回流，挤出压力不均匀，护套外径显现不均或竹节形，或者一段粗一段细的质量现象。护套牵引皮带打滑，减速磨损严重，齿轮间隙大，也会造护套外径显现不均或竹节形，或者一段粗一段细的质量现象，还有可能突然起包现象发生。护套模具对护套质量影响也很大，挤出模具分三种形式：挤压式、半挤压式和挤管式。三种类型模具的典型结构如图所示。在高密度聚乙烯护套挤出时，因高密度聚乙烯的热熔较大（为低密度聚乙烯的1.3倍）因而需要的挤出机的热功率较大，挤出模的压力不宜太大，挤出压太在时，挤出压力可能产生波动而造成成型护套外径的竹节形波动。因此宜采用半挤压式方式以减小挤出压力。用平行钢丝加强的中心束管式光缆需采用挤压式成型。根据塑料的拉伸比（DDR）按下式计算模套内径尺寸，模芯孔径则选用比缆芯略大0.5mm左右。DD=[（Do2-Di2）(DDR)+DT2]1/2式中，DD为模套内径；DT为模芯外径；Do为光缆护套外径；Di为缆护套内径。拉伸平衡度：DRB=（DD/Do）/(DT/Di)其范围定在0.95~1.05之间。二、光缆生产过程中使用的原材料对光缆护套挤出时易产生的质量影响光缆护套用的原材料质量好坏对光缆护套质量影响也是一个很重要的因素。常见的聚乙烯护套中杂质比较多，比如沙粒、粉尘，混有熔点比较低的料，干燥不彻底等问题，从而造成护套表面粗糙不平、脱料、或间断性起筋、起泡等现象。中心束管式光缆如果磷化钢丝生锈，钢带、阻水带受潮均会造成护套脱料、横截面有气孔等质量问题。三、工艺控制对光缆护套挤出时易产生的质量影响为了防止护套挤塑出现质量问题，应严格控制好生产工艺，防止因操作上的失误或疏忽大意而导致护套出现质量问题，从而达到降低材料损耗和成本、提高产品质量的目的，所以要预防光缆护套挤出现质量问题，应从工艺控制上严格要求生产操作人员必须做好以下工作：1、根据生产任务：（总数量、盘数、装盘长度）；严格按光缆挤护套工艺文件要求做好各项准备工作。2、将工艺文件所规定的充油模、定径模、护套模具装配好并调好护层的偏心，不可马虎了事。如果随意配模就会造成护套时竹节或脱料等现象发生。3、要特别关注以下事宜：1）缆芯上放线架时要仔细检查是否牢靠，并紧顶轴是否顶紧，放线是否正确顺畅，放线张力调节是否正常。如果放线张力不稳定会造成护套时时粗时细现象。2）铝带或钢带盘安装要稳定牢固，并紧螺丝要并紧，以免铝带或钢带盘在行进中脱落造成断带。3）阻水缆膏填充要充分，但不能太多，应在填充装置出口处用二块薄橡皮（厚橡皮一块）将多余的缆膏去除。开机前要检查压缩空气压力，正常才可开机。4）在生产平行钢丝中心束管光缆时，两根钢丝的放线张力要调好，使两根钢丝松紧一致、运行平稳。四、总结综上所述，护套常见的质量问题分析及解决的办法见下表：序号常见的问题原因分析解决的办法1外径不均、竹节形1、外模过小，挤出压力太大2、收放线或牵引的速度不均3、缆芯外径变化大4、主机皮带过松或打滑1、选择合适的模具2、检查螺杆、牵引、收放线3、控制螺杆和牵引4、检查机械和电器的运转情况2复合带有荷叶边1、成型模、定径模和模芯未较准在同一轴线上1、保证整个成型轴线的准直3脱节或断胶1、缆芯有水或有油2、模具的局部温度过低3、钢(铝)复合带松套，接头不牢或过大1、待处理好缆芯质量后再上机2、适当提高机头的控制温度3、护套模具选配适当放大4合胶缝不好1、控制温度较低，塑化不良；2、模具严重磨损3、机头温度控制过低，合胶不好4、机头温度控制太高，料的粘度小5、挤出压力不足，机头内塑胶不密实1、严格控制温度，保证塑化良好2、调换模具3、适当提高机头的控制温度4、适当降低螺杆和牵引速度，延长塑化时间5、增加过滤网，加长模具的成线径，增加挤出压力以上是我们对通信光纤光缆护套挤出生产时碰到的质量问题的粗浅研究和认识，不足之处请各位行业专家不吝赐教，也希望与各位专家们深入交流探讨。