应用

XLPE:过氧化物交联电缆料

XLPE 代表交联聚乙烯——这种塑料非常适合电缆绝缘。

聚乙烯(PE)具有优异的绝缘性能。然而,在用作电缆绝缘时,若因负载峰值导致温度暂时升高,可能引发完全功能失效:其相对较低的软化或熔融温度范围会导致热机械失效,甚至绝缘层滴落。

通过聚乙烯的交联(PEX或XLPE代表交联PE),热塑性材料可转变为热固性材料。

这种材料可在显著更高的运行温度下使用,具有更优的机械性能,对有机液体更具耐受性,且通常允许更薄的壁厚。在用于电缆绝缘的XLPE电缆料生产中,采用了多种交联方法。

典型应用领域

XLPE 电缆料也称为 PEX-a。过氧化物交联聚乙烯的制造工艺于 20 世纪 60 年代获得专利,此后一直用于 电缆行业。基础聚合物、过氧化物和添加剂在第一步中,在低于 130°C 的工艺温度下进行充分混合。

交联过程在压力和温度下,在所谓的 CV(连续硫化)生产线上,在加工后立即进行。由于这种相对复杂的工艺,该技术主要用于 高性能电缆。

通过开发抗水树配方和工艺,XLPE 电缆料已日益成为中压(MV)和高压(HV)绝缘交流应用的首选材料。在直流领域的高压应用中,它们也是首选材料。为满足城市供电需求,越来越多的架空线路被地下电缆取代,或从一开始就铺设地下电缆。

海上风电场并网以及海底电缆通常采用 XLPE 复合材料制成的电缆绝缘层。对于这些反映全球大趋势的市场,预计仍将保持巨大的产量规模和增长。而 BUSS 的混炼系统正是生产这种电缆绝缘基础材料——XLPE 电缆料的完美合作伙伴。

深入了解我们在电缆应用方面的可能性

优势

BUSS 混炼系统为 XLPE 复合材料提供以下具体优势

使用 BUSS 混炼机,得益于整个螺槽内均匀、适中的剪切速率,可以保持狭窄且明确的温度范围,并避免其他系统出现的温度峰值。这使得在整个工艺长度上能够精确维持狭窄的温度范围。

在BUSS混炼机中,可沿工艺段任意位置安装的注料销钉,能够将液态组分直接注入工艺最优位置的熔融聚合物中。混合过程立即开始,不会在机筒壁上产生拖尾现象,并能在最短工艺长度内实现混合。

BUSS 混炼机通过混合与捏合螺杆的旋转与轴向运动的叠加,产生拉伸流动,同时形成大量剪切表面并实现跨通道混合,从而确保强烈的分布混合效果。

可沿工艺段任意位置安装的测温销钉,通过精确监控各复合材料的温度极限实现最佳温度控制。由于测温销钉始终被熔融复合材料包围,且机筒温度控制的影响可忽略不计,从而确保了高精度测量。这是在线质量控制的重要组成部分。

BUSS 的放大工艺以其可靠性著称——从实验室到中试再到生产规模。其主要原因在于,在不同规格的设备中,所有相关尺寸均能实现精确的几何放大。这在其他任何螺杆机械系统中都无法以这种方式实现。最先进的流体动力学和数值模拟技术,以及80年的工艺经验,进一步补充了对放大工艺的精确预测和设计。

对 XLPE 混炼的要求

这些应用要求在严格的工艺控制下(包括温度曲线、产品与设备的高洁净度)对配方组分进行强力混合。对于中压应用,过氧化物直接注入聚合物熔体中,并在低温下进行强力混合。复合材料经过过滤和造粒。

对于高压应用,设备设计及其运行聚焦于最高洁净度:基础聚合物需预过滤,消除设备内部和外部的污染源,并在洁净室环境中生产。

BUSS 混炼机及整个 XLPE 电缆料混炼系统的以下特性是该工艺成功的关键因素:过氧化物直接注入工艺区,并凭借即时启动的分布混合效应实现最佳分散。温和且均匀的剪切速率确保在低温工艺条件下实现这一效果,同时将聚合物降解降至最低。设备的级联式结构还允许对复合材料进行温和的过滤和造粒。

已实现的全套设备充分体现了 BUSS 在工艺技术、机械及设备制造领域的专长融合,成为该行业的典范。

典型的设备布局

典型的过氧化物交联聚乙烯电缆绝缘材料生产设备结构

COMPEO 用于生产 XLPE 电缆料的分级布局

请在我们的 COMPEO 展厅中查看用于生产 XLPE 复合材料的典型设备布局。

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布斯混炼机全球应用

我们获得专利的混炼机如今遍布全球,支持客户进行塑料生产。借助BUSS混炼系统,我们的客户能够满足XLPE电缆料生产中的所有严苛要求。

全球混炼机在电缆料生产中的应用分布图

电缆行业中使用的混炼机数量

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