产品设计与工艺配套分析.doc

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1、产品设计与工艺配套分析摘要:文章通过对刚性防火电缆生产方式与使用需求的分析，设计生产专用于刚性防火电缆护套用铜带产品所需的产品特性，以及与之相配套的生产工艺。关键词:刚性防火电缆;护套;铜及铜合金带材;产品设计;工艺配套防火电缆是对具备防火性能电线电缆的总称。常见的防火电缆中，矿物绝缘电缆(MineralInsulatedCable)简称MI电缆，作为配线使用时，国内习惯称作矿物质电缆或刚性防火电缆。GB/T13033－2007《额定电压750V及以下矿物绝缘电缆及终端》为我国关于矿物绝缘电缆的产品标准。根据线芯和护套电压的不同将矿物绝缘电缆分为

2、轻型BTTQ(500V)和重型BTTZ(750V)两个系列。典型的刚性防火电缆采用高导电率的实心铜芯导线作导体，高度压缩的粉末状氧化镁作绝缘，铜及铜合金带材焊接铜管作护套制作而成。因其优异的防火能力及产品特性，在保障火灾情况下消防水泵、消防电梯、重要负荷、应急疏散指示、以及防、排烟系统等重要消防设备用电场合尤为适用，可充分满足火灾现场消防救援的需要，能够为居民的安全和逃生提供更好保障。据国家有关部门统计，在火灾起因中由于电气线路引起的火灾占50%以上。随着国内生活水平的提升与全员安全意识的增加，在全社会消防防护等级需求逐步提升的当前，刚性防火电缆

3、使用市场需求呈激增态势，而配套刚性防火电缆护套生产所需的铜及铜合金带材，仅在GB/T13033－2007中笼统描述为普通退火铜或铜合金材料。在目前国内铜及铜合金产品市场中，尚无面向刚性防火电缆护套用铜带的专用品种，而常规铜及铜合金带材产品无法完整契合刚性防火电缆从生产到使用的总体需求，专用配套铜带产品亟待针对性的设计开发。1刚性防火电缆护套用铜带的性能需求分析5学海无涯材料的结构决定性能，性能决定其最终的用途。根据具体产品的用途，通常可将配套材料的性能分为满足使用性需求的性能(即满足生产产品过程的需求)，以及满足功能性需求的性能(即实现产品具体功

4、能过程的需求)两大类。按照这一思路，针对性设计满足刚性防火电缆护套用铜带产品应具备下列性能。1．1使用性需求。目前国内最普遍采用的刚性防火电缆生产方式为铜带纵包氩弧焊接连续轧制在线退火生产。主要流程为导体与铜带放卷、纵包铜带并连续氩弧焊焊接、镁粉垂直灌装、多道轧制、在线退火等。其原理是将铜带竖直纵包焊接，利用氧化镁粉比重大的特性实现氧化镁粉竖直灌装到焊接成型的铜管中，然后利用多道轧制将铜管内的氧化镁粉轧实，以便固定导体线芯不偏移。进一步水平轧制定径，将电缆外经轧制到标准尺寸;最后经过退火、冷却、烘干等装置收卷成缆。根据这一生产方式，可提炼配套专用

5、于刚性防火电缆护套用铜及铜合金带材产品应具备的性能包括:1)适应生产线开卷/收卷能力最大化的单位重量，避免生产过程频繁更换带卷;2)适应产品纵包生产的尺寸精度与分切精度，及整体范围内的精度稳定性;3)适应产品连续氩弧焊焊接的焊接能力，避免焊接质量不良或焊接不连续;4)适应产品多道轧制的产品塑性成形能力，避免轧制过程开裂断缆分卷。1．2功能性需求。刚性防火电缆具备操作温度高、耐火、防爆、防水、防潮、寿命长、机械强度高、载流量大、接地性好、电磁屏蔽性能优异、防动物啃咬等一系列产品优点。同时也存在可靠性差，矿物绝缘层容易吸湿、不耐水，电缆长度固定，无法

6、按客户需要定制比较长的电缆，铺设工艺复杂，需要做专门连接头，整体一致性要求高，零星漏焊等异常造成整根电缆失效等劣势。从扬长避短的角度出发，可提炼配套专用于刚性防火电缆护套用铜及铜合金带材产品应具备的性能包括:1)适应产品高操作温度、耐火需求下的高熔点;2)适应产品接地需求下的导电能力;3)适应产品长度定制需求下最大化的单位重量;4)适应大长度连续产出需求下的整体均匀性及稳定性。2刚性防火电缆护套用铜带产品设计5学海无涯在GB/T13033－2007《额定电压750V及以下矿物绝缘电缆及终端》中，仅笼统描述为普通退火铜或铜合金材料。结合对刚性防火电

7、缆护套用铜带的性能需求分析，在常规铜及铜合金带材产品技术指标的基础上，设计刚性防火电缆护套专用铜带技术指标。2．1产品规格选择。根据刚性防火电缆的导体标称截面积以及具体芯数，GB/T13033－2007中对成型后刚性防火电缆的护套厚度有明确指标要求。结合各刚性防火电缆生产企业自身具体生产过程轧制道次参数的设计，护套专用铜带的产品规格集中在厚度0．8mm～2．0mm，宽度按照电缆直径倍尺的区间。2．2产品尺寸精度设计。在护套专用铜带的尺寸精度设计上，需保障纵包成型焊缝尺寸的精确稳定，以获取稳定均匀的焊缝及成型精度。其厚度、宽度、毛刺、侧弯指标在满足

8、GB/T17793－2010《加工铜及铜合金板带材外形尺寸及允许偏差》高精级指标的基础上，重点应管控整卷范围内波动区间的稳定一致。如厚度