1 機(jī)械物理性能
1.1 成品電纜老化后機(jī)械性能及熱失重項(xiàng)目的不合格
成品老化后機(jī)械性能和熱失重項(xiàng)目在產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中一般被定義為型式試驗(yàn)項(xiàng)目,由于受檢驗(yàn)時(shí)間的限制,對(duì)于成品老化后機(jī)械性能和熱失重項(xiàng)目一般電纜企業(yè)都會(huì)按周期進(jìn)行檢驗(yàn),該項(xiàng)目的原材料進(jìn)廠檢驗(yàn)也一般委托供方來(lái)負(fù)責(zé),易形成檢驗(yàn)漏洞。
另外,企業(yè)自身為了降低采購(gòu)成本延續(xù)了低價(jià)中標(biāo)的評(píng)標(biāo)辦法,給某些不規(guī)范原材料廠家提供了可乘之機(jī),降低成本生產(chǎn)不合格原材料,增加型式試驗(yàn)中老化后機(jī)械性能和熱失重項(xiàng)目的不合格風(fēng)險(xiǎn),形成轉(zhuǎn)嫁風(fēng)險(xiǎn)。就電纜生產(chǎn)企業(yè)而言,如何選擇優(yōu)質(zhì)供應(yīng)商并有效監(jiān)管是解決此類不合格的關(guān)鍵環(huán)節(jié),萬(wàn)不可只注重了采購(gòu)價(jià)格而忽視了材料質(zhì)量。
此外,作為電纜生產(chǎn)企業(yè)自身也不容忽視的是:在擠出不同材料時(shí),務(wù)必把擠出機(jī)螺桿中的膠料徹底排放的同時(shí),再把機(jī)脖、夾縫處等容易藏匿膠料的地方徹底清理。防止不同原材料相互夾雜,增加機(jī)械性能或熱失重項(xiàng)目的不合格風(fēng)險(xiǎn)(日常容易忽視的如:70℃PVC材料換規(guī)90℃PVC材料生產(chǎn)時(shí))。
1.2絕緣熱收縮試驗(yàn)的不合格
絕緣熱收縮項(xiàng)目在市場(chǎng)監(jiān)督抽查不合格統(tǒng)計(jì)占比較高,尤其是第1種實(shí)芯導(dǎo)體表面較光滑,絕緣材料和導(dǎo)體表面附著力不夠,絕緣的熱收縮率較大,難以滿足國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中的要求。由于該項(xiàng)目同屬型式試驗(yàn)項(xiàng)目,故也容易造成電纜生產(chǎn)企業(yè)的忽視。
造成該項(xiàng)目不合格的原因主要在于原材料和實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程,就生產(chǎn)過(guò)程而言原因不外乎以下幾方面:
1.2.1擠出速度和溫度
XLPE的結(jié)晶速度是影響熱收縮是否合格的關(guān)鍵,熔融溫度越高,晶核的數(shù)量將越少,PE的結(jié)晶性能越低。反之,擠出速度越高,XLPE絕緣料在螺桿中的保溫時(shí)間就越短,線芯快速進(jìn)入水槽,隨冷卻水溫度的驟然下降促使其加快結(jié)晶速度,是造成XLPE絕緣線芯熱收縮不合格的關(guān)鍵原因之一。
在日常的生產(chǎn)過(guò)程中,偶爾會(huì)出現(xiàn)起初生產(chǎn)的絕緣線芯端部熱收縮不合格,則后續(xù)產(chǎn)品又合格的情況,是因?yàn)閯傞_(kāi)始時(shí)冷卻水溫度較低,線芯快速進(jìn)入冷卻水槽,溫度驟然下降,產(chǎn)生收縮應(yīng)力,造成熱收縮不合格。而后續(xù)隨著生產(chǎn)時(shí)長(zhǎng)的增加,絕緣線芯將溫度傳遞給了冷卻水,使之線芯進(jìn)入水槽后溫和降溫,收縮應(yīng)力降低,結(jié)晶速度降低,熱收縮項(xiàng)目合格。推薦企業(yè)采用80-60-40℃-常溫的漸緩分段冷卻的方式進(jìn)行冷卻。
此外,導(dǎo)體自身的溫度也不容忽視,特別是秋冬季節(jié),由于導(dǎo)體溫度隨環(huán)境溫度的大幅度降低也會(huì)對(duì)熔融狀態(tài)下的XLPE材料的結(jié)晶速度造成影響。推薦采取導(dǎo)體加熱的方式解決因?qū)w自身溫度對(duì)XLPE結(jié)晶性能的影響。
1.2.2擠出模具的選擇
塑料擠出機(jī)的模具一般分為擠管式、半擠管式、擠壓式三種。擠管式模具擠壓力較小,生產(chǎn)效率較高,一般情況下是大截面絞合導(dǎo)體的首選。但其缺點(diǎn)是由于其擠壓力過(guò)小,會(huì)造材料拉伸過(guò)長(zhǎng),表面附著力降低,容易造成絕緣熱收縮項(xiàng)目的不合格。尤其是小截面和第1種實(shí)心導(dǎo)體的擠包絕緣宜避免使用擠管式模具。推薦使用擠壓式擠出模具,以增加X(jué)LPE與導(dǎo)體間的附著力。
1.2.3材料本身
就原材料本身而言,合格的原材料是生產(chǎn)出合格產(chǎn)品的基礎(chǔ),如若原材料本身就不合格,則無(wú)論采取任何方式均不會(huì)生產(chǎn)出100%合格的產(chǎn)品。由于原材料熱收縮項(xiàng)目是否合格需要擠出后才能有效判定,再加之生產(chǎn)過(guò)程中容易造成不合格的種種因素,出現(xiàn)該項(xiàng)目不合格后容易出現(xiàn)電纜制造企業(yè)和原材料生產(chǎn)企業(yè)相互推諉、扯皮的現(xiàn)象。但最終流通到市場(chǎng)的不合格造成的損失和影響還是由電纜制造企業(yè)埋單。
2 阻燃、耐火性能
2.1成品電纜阻燃性能不合格
對(duì)于阻燃材料,標(biāo)準(zhǔn)是以氧指數(shù)來(lái)衡量其阻燃效果,而電纜的不延燃是以垂直、成束燃燒時(shí)炭化距離和透光率來(lái)判定其阻燃性能。材料氧指數(shù)與成品的阻燃性能雖有密不可分的關(guān)系,但并不能明確的界定,即:當(dāng)原材料氧指數(shù)達(dá)到多少,成品阻燃性能方可滿足電纜成品A、B、C級(jí)的要求?以至于各企業(yè)對(duì)于滿足成品阻燃A、 B、C、級(jí)性能要求的原材料氧指數(shù)的確定會(huì)有所差異,再加上產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的差異,故相同氧指數(shù)的阻燃材料在不同公司生產(chǎn)出的成品電纜,其阻燃性能的檢測(cè)結(jié)果未必相同。特別是成束燃燒試驗(yàn)的通過(guò),不單單是原材料本身的高阻燃就能滿足的,其電纜結(jié)構(gòu)的合理性也尤為重要。因此,電纜生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)根據(jù)自身合格供方的關(guān)鍵原材料(絕緣或護(hù)套材料等)、輔助材料(帶狀、填充材料等)的綜合性能,合理設(shè)計(jì)、驗(yàn)證、并通過(guò)持續(xù)改進(jìn),制造出符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定 A、 B、C級(jí)性能要求的有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的阻燃電纜。萬(wàn)不可走入單純依賴高氧指數(shù)材料來(lái)滿足成品電纜阻燃性能的誤區(qū)。
2.2成品電纜耐火性能不合格
對(duì)于低壓耐火電纜來(lái)說(shuō),目前大多采用云母帶重疊繞包來(lái)實(shí)現(xiàn)其優(yōu)良的耐火性能。但問(wèn)題又出現(xiàn)了?究竟繞幾層云母帶,重疊率達(dá)到大少才能通過(guò)耐火試驗(yàn)?zāi)???guó)家標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)于繞幾層云母帶并沒(méi)有給出明確的要求,只以檢驗(yàn)結(jié)果為判定依據(jù)。很多企業(yè)都出現(xiàn)過(guò)同樣層數(shù)的云母帶大規(guī)格的耐火試驗(yàn)?zāi)芡ㄟ^(guò),小規(guī)格的無(wú)法通過(guò);第1種、第2種導(dǎo)體能通過(guò),第5種、第6種導(dǎo)體無(wú)法通過(guò);鎧裝的能通過(guò),非鎧裝的無(wú)法通過(guò)。甚至于大規(guī)格的繞兩層云母帶通過(guò)了,諸如第 5種導(dǎo)體的0.75mm2及以下截面的耐火試驗(yàn)繞5層或許還不能通過(guò)。所以很多企業(yè)迷茫、困惑,不知如何進(jìn)行生產(chǎn)工藝的確定。
綜合以上情況,筆者認(rèn)為要想生產(chǎn)出耐火性能合格的電纜,應(yīng)首先徹底了解電纜耐火試驗(yàn)的檢驗(yàn)方法和結(jié)構(gòu)特性對(duì)電纜耐火性能的影響。例如:軟導(dǎo)體、小截面耐火電線、電纜若想通過(guò)耐火試驗(yàn)并非單純?cè)颇笌訑?shù)的增加能就能滿足。其導(dǎo)體結(jié)構(gòu)和其他防火隔熱措施也非常重要,不然就會(huì)出現(xiàn)云母帶還沒(méi)充分發(fā)揮作用,火焰的溫度已令導(dǎo)體熔斷,造成試驗(yàn)無(wú)法通過(guò)的尷尬。再就是,鎧裝和非鎧裝結(jié)構(gòu)的電纜同樣的耐火結(jié)構(gòu),其耐火檢驗(yàn)結(jié)果也會(huì)有較大差異。還有就是云母帶的選擇,首先云母帶的云母含量,是云母帶質(zhì)量的根本保證,另外金云母、白云母、合層云母的選擇應(yīng)與電纜的整體結(jié)構(gòu)、導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)相適應(yīng),合理設(shè)計(jì)選擇,既保證了合格率還節(jié)約了成本。
在云母帶的儲(chǔ)存方面,由于其極易吸潮,所以干燥通風(fēng)的儲(chǔ)存環(huán)境非常重要,放置時(shí)間過(guò)長(zhǎng)云母受潮,繞包時(shí)脫落,達(dá)不到應(yīng)有的效果。導(dǎo)體結(jié)構(gòu)方面,第2種絞合導(dǎo)體宜采用圓形緊壓導(dǎo)體,以防止成型導(dǎo)體的圓弧角損傷云母帶,造成云母脫落,影響檢驗(yàn)結(jié)果和使用。再就是,第5種和第6種導(dǎo)體應(yīng)特別注意絞合節(jié)距和圓整度,不得出現(xiàn)松股、跳線、毛刺等。
對(duì)于電纜生產(chǎn)工藝的設(shè)計(jì)者應(yīng)密切關(guān)注行業(yè)動(dòng)態(tài),發(fā)現(xiàn)并嘗試使用諸如陶瓷化硅橡膠(帶)、陶瓷化聚烯烴等新技術(shù)新材料,設(shè)計(jì)出安全、可靠、環(huán)保、技術(shù)領(lǐng)先的產(chǎn)品。
3 結(jié)構(gòu)
3.1因?qū)w不規(guī)則造成絕緣最薄點(diǎn)不合格
眾所周知,抽樣檢驗(yàn)是通過(guò)抽樣的樣本判別總體,難免要犯兩類錯(cuò)誤:第一類錯(cuò)誤是將合格的產(chǎn)品誤判為不合格導(dǎo)致整批拒收,使生產(chǎn)者蒙受損失,稱為生產(chǎn)者風(fēng)險(xiǎn)。第二類錯(cuò)誤是將不合格的產(chǎn)品誤判為合格,使用戶蒙受損失,稱為用戶風(fēng)險(xiǎn)。
在電纜的生產(chǎn)檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)中,對(duì)于電纜絕緣線芯平均厚度與最薄點(diǎn)的檢驗(yàn)一般均定義為抽樣檢驗(yàn)項(xiàng)目。在日常檢驗(yàn)中常規(guī)緊壓圓形導(dǎo)體和第1種實(shí)心導(dǎo)體的絕緣結(jié)構(gòu)尺寸的合格率較高。而成型導(dǎo)體(例如:扇形)和第5、6種導(dǎo)體,尤其是一次束絞成的導(dǎo)體不合格時(shí)有發(fā)生。究其不合格原因主要是導(dǎo)體不規(guī)則造成。對(duì)于成型導(dǎo)體,由于絞制模具的缺陷和軋輪角度調(diào)整不當(dāng)極易造成導(dǎo)體的飛邊、緊壓不對(duì)襯現(xiàn)象的出現(xiàn),以至于擠出絕緣時(shí)導(dǎo)致最薄點(diǎn)不合格。
第5、6種絞合導(dǎo)體,尤其是一次束絞導(dǎo)體,由于根數(shù)較多,導(dǎo)體單線較細(xì),漲力均勻程度不易控制,生產(chǎn)過(guò)程中操作工一味的追求產(chǎn)量放大絞合節(jié)距,導(dǎo)體松股、跳線等現(xiàn)象,造成導(dǎo)體不規(guī)則,導(dǎo)致絕緣平均厚度合格但最薄點(diǎn)不合格的現(xiàn)象占比較大
由于該缺陷有很大的不確定性,可能是短距離或間隔存在,所以抽樣檢驗(yàn)時(shí)不一定被發(fā)現(xiàn)。當(dāng)所抽樣品基本規(guī)則或跳線等不規(guī)則情況較輕時(shí),所檢項(xiàng)目合格,造成批次誤判放行。而在市場(chǎng)流通或?qū)?kù)存產(chǎn)品抽樣檢驗(yàn)時(shí),恰好抽到了導(dǎo)體不規(guī)則、飛邊、跳線嚴(yán)重的部分就會(huì)判為不合格。從而給客戶帶來(lái)使用風(fēng)險(xiǎn),同時(shí)影響了公司信譽(yù),所以加強(qiáng)導(dǎo)體束絞質(zhì)量的管控,保證電纜導(dǎo)體的圓整性至關(guān)重要。
3.2因色線滲入熔融狀態(tài)下的絕緣材料造成的最薄點(diǎn)不合格
電纜企業(yè)依照GB/T6995-2008《電線電纜識(shí)別標(biāo)志方法》標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定,絕緣線芯使用色線分色的方式較為常見(jiàn),在擠包絕緣時(shí)直接將多根棉線隨導(dǎo)體同步進(jìn)入擠出模具進(jìn)行線芯分色。由于該方法簡(jiǎn)單、成本低廉,成為了很大一部分廠家采用的分色方式。這種方式的弊端在于:由于色線強(qiáng)度不大,放線時(shí)的漲力難以管控,尤其是由于線輥壓線、放線不暢等缺陷造成的色線瞬間繃緊,極易產(chǎn)生色線滲入熔融狀態(tài)下的絕緣層,造成該處絕緣最薄點(diǎn)不合格,其中需要注意的是絕緣標(biāo)稱厚度≤1.0mm絕緣層相對(duì)較薄的線芯,絕緣擠出時(shí)應(yīng)更加謹(jǐn)慎。此外,如是成型導(dǎo)體(如:扇形)應(yīng)盡量避免色線的走向在其圓弧角處,以增加最薄點(diǎn)不合格的風(fēng)險(xiǎn)。
上述現(xiàn)象若色線未完全滲透絕緣層,火花試驗(yàn)時(shí)未必?fù)舸趯?shí)際生產(chǎn)中或是瞬間的、間斷的、也或是一定距離的非持續(xù)出現(xiàn)的,因此在日常檢驗(yàn)中也極易被批次誤判為合格。其風(fēng)險(xiǎn)和影響不再贅述。
電線電纜生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)中導(dǎo)體種類的選擇一般不外乎GB/T3956-2008《電纜的導(dǎo)體》標(biāo)準(zhǔn)中第1、2、5、6種,但也有除此之外特殊導(dǎo)體結(jié)構(gòu)類型容易被生產(chǎn)企業(yè)所忽視。例如:JB/T8734.3-2016《連接用軟電線和軟電纜》標(biāo)準(zhǔn)中 RVS-300/300V 銅芯聚氯乙烯絕緣絞型連接用軟電線的導(dǎo)體規(guī)格0.5-6mm2結(jié)構(gòu)中,0.5-4mm2的單線直徑最大值為不大于0.16mm,6mm2的導(dǎo)體單線直徑為不大于 0.21mm.(見(jiàn)圖 3標(biāo)準(zhǔn)截圖),很多企業(yè)為了提高生產(chǎn)效率降低成本或?qū)?biāo)準(zhǔn)理解不夠,往往會(huì)采用第5種導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)生產(chǎn)該型號(hào)電纜,最終會(huì)導(dǎo)致雖20℃時(shí)導(dǎo)體直流電阻合格,但導(dǎo)體結(jié)構(gòu)不合格的尷尬局面。對(duì)于諸如JB/T8734.2-2016《固定布線用電纜電線》的導(dǎo)體結(jié)構(gòu)、其他要求柔軟環(huán)境下使用的另行規(guī)定的導(dǎo)體結(jié)構(gòu)等不再一一例舉。
4 結(jié)論
綜上所述,要想生產(chǎn)出讓客戶放心的高品質(zhì)產(chǎn)品,單純的依靠某一個(gè)手段和局部的管控是不行的,需要全員重視,持續(xù)改進(jìn)、精益求精,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、采購(gòu)、生產(chǎn)、檢驗(yàn)等全過(guò)程高效協(xié)同的組織形態(tài)。
質(zhì)量管理沒(méi)有終點(diǎn),不能只喊口號(hào)講概念,要有規(guī)劃的對(duì)生產(chǎn)過(guò)程和產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行控制,下大力氣突破質(zhì)量控制關(guān)鍵技術(shù),認(rèn)真分析、思考、總結(jié)生產(chǎn)制造過(guò)程中的質(zhì)量薄弱環(huán)節(jié),敬小慎微,引導(dǎo)企業(yè)良性健康發(fā)展,讓客戶滿意、為社會(huì)負(fù)責(zé)。
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