一种优化海底电缆铅护套挤压性能的试验方法及生产方法

技术领域

本发明涉及电缆制造试验方法技术领域，尤其涉及一种优化海底电缆铅护套挤压性能的试验方法及生产方法。

背景技术

铅合金因其高密度、柔韧度的特点，被应用为海缆结构中的径向阻水层，起到至关重要的防渗水作用。目前，各海缆生产厂家主要采用连续挤压工艺，在绝缘线芯绕包层外生产铅护套，应连续光滑、无裂纹、内部元素分布均匀，且挤铅设备生产中的电流越稳定，铅护套的力学性能越好。在传统的挤铅工序生产方法中，挤铅装置的温度设定参数较为单一，不超过设备手册中规定的温度范围。但是实际情况中，对于同一台挤铅设备，由于使用的铅锭原材料厂家不同，铅锭的元素成分和晶粒属性不同，使用设备厂家提供的温度参数时，会偶尔发生挤压力不稳，设备电流下降并造成铅护套质量波动，甚至发生“脱铅”现象。由于铅护套的生产必须是连续不间断的，一旦发生“脱铅”，哪怕后续对“脱铅”处进行修复，该位置的质量也不如完整铅护套的质量。甚至一些海缆厂家为了保证铅护套质量，不得不将线芯上已经包覆的铅护套剥掉，重新进行生产，将极大影响生产成本和进度，也对海缆厂家调试铅护套生产工艺造成了很大的局限性。

现有的海缆厂家在进行挤铅工艺参数调试时，往往凭借以往的生产经验，先根据线芯规格、出铅量计算出线芯前进速度，然后再按照铅护套的外观、外径、壁厚等情况，在设备厂家提供的参数范围内来调整个别位置的温度。这种工艺调试方法的参数控制单一，对铅护套质量的评价标准也较为简单，即铅护套外径、最薄点厚度、偏心度数值是否在工艺要求，这种方式使得后续的生产速度受到了限制，因为在传统调试方法中，生产速度和出铅量是根据铅护套外径、厚度等规格计算出来的固定数值，这样很大程度上限制了海缆产能。

发明内容

本发明的目的是提供一种优化海底电缆铅护套连续挤压性能的试验方法及生产方法，解决了现有技术中铅护套生产过程的调试方式无法满足海缆产能需求的技术问题。

本申请实施例公开了一种优化海底电缆铅护套连续挤压性能的试验方法及生产方法，包括以下步骤：

S 1：在铅护套的生产过程中，设定生产速度V＝V0；

S2：制定生产铅护套的工艺参数表；

S3：选取所述工艺参数表中的一列工艺参数，调整挤铅装置的温度值至所述工艺参数，获取挤铅装置的电流特征曲线图，根据所述电流特征曲线图，获取和记录实际电流差值ΔI；

S4：重复步骤S3，直至完成所有实际电流差值ΔI的记录；

S5：比较所述实际电流差值ΔI，获得最小的实际电流差值ΔImin，并记录生产速度V、ΔImin对应的工艺参数；

S6：进行生产速度的调整：V＝V+ΔV；若V＜V’，则返回步骤S2；若V≥V’，则进入下一步，所述V’为生产速度极限值；

S7：统计步骤S5中记录的数据，形成统计表格。

本申请实施例通过对挤铅装置的电流稳定性进行检测，能够获取合适的工艺参数，以给后续铅护套生产提供参考。

在上述技术方案的基础上，本申请实施例还可以做如下改进：

进一步地，所述V0为起始速度，V0＝1.8～2.0m/min；所述ΔV为生产速度的调整幅度，且ΔV＝0.2m/min；所述V’为生产速度极限值，所述V’＝2.2m/min～2.4m/min。

进一步地，所述步骤S2中的工艺参数表的表头依次为编号、送料管区域的起端温度T1、螺杆区域的起端温度T2和机头区域的起端温度T3；

相邻的两行表元的送料管区域的起端温度的差值为ΔT1；相邻的两行表元的螺杆区域的起端温度的差值为ΔT2；相邻的两行表元的机头区域的起端温度的差值为ΔT3；

|ΔT1|为0℃或5℃或者10℃；|ΔT2|为0℃或5℃或者10℃，|ΔT3|为0℃或5℃或者10℃。

进一步地，370℃≤T 1≤380℃，260℃≤T2≤270℃，290℃≤T3≤300℃。

进一步地，所述步骤S3获取挤铅装置的电流特征曲线图具体如下：

S301：以额定频率检测所述挤铅装置的电流值，并记录；

S302：以步骤301的检测频率为横坐标，步骤S 301中的电流值为纵坐标形成所述电流特征曲线图。

进一步地，所述步骤S301中的额定频率为60Hz；检测时间为3-4min，检测间隔为2-3mi n。

进一步地，所述步骤S3中实际电流差值ΔI＝Imax-Imi n；其中Imax为电流特征曲线图中电流最大值，Imi n为电流特征曲线图中的电流最小值。

进一步地，所述工艺参数包括、送料管区域的起端温度、螺杆区域的起端温度和机头区域的起端温度。

本申请还公开一种优化海底电缆铅护套挤压性能的生产方法，包括以下步骤：

S 1：使用前述的所述的优化海底电缆铅护套挤压性能的试验方法进行试验；

S2：根据生产需求，计算得出生产速度V，然后比对步骤S1中统计表格，获得该生产速度V下的工艺参数，调整挤铅装置的温度值至所述工艺参数，完成生产。

本申请提供的一个或者多个技术方案，至少具有如下技术效果或者优点：

1.本申请能够得出对铅护套性能影响最大的区域温度，和不同生产速度下较佳的匹配温度，为铅护套生产调试提供理论依据。

2.本申请的数据记录后，很容易根据统计的工艺参数表快速确定相应的设备参数，摆脱传统调试方法对产能的限制，且同时保证了铅护套的质量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明具体实施例所述的一种优化海底电缆铅护套连续挤压性能的试验方法的流程示意图；

图2为具体例中的部分电流特征曲线图；

图3为具体例中两个产品的电镜图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体实施方式对上述技术方案进行详细说明。

实施例1：

本申请实施例公开了一种优化海底电缆铅护套挤压性能的试验方法及生产方法，用于检测并获取得出铅护套生产时的最优工艺参数，并在后续生产过程中采用该工艺参数进行生产，以减少脱铅现象的发生，同时摆脱了现有的调试方法对产能的限制；本申请的挤铅装置可以为现有的挤铅装置；

具体步骤如下：

S 1：在铅护套的生产过程中，设定生产速度V＝V0；

所述V0为起始速度，V0＝1.8～2.0m/min；所述ΔV为生产速度的调整幅度，且ΔV＝0.2m/min；所述V’为生产速度极限值，所述V’＝2.2m/min～2.4m/min；其中V’的值也可以是2.4m/min～3.0m/min；

S2：制定生产铅护套的工艺参数表；

其中，所述步骤S2中的工艺参数表的表头依次为编号、送料管区域的起端温度T1、螺杆区域的起端温度T2和机头区域的起端温度T3；

相邻的两行表元的送料管区域的起端温度的差值为ΔT1；相邻的两行表元的螺杆区域的起端温度的差值为ΔT2；相邻的两行表元的机头区域的起端温度的差值为ΔT3；

|ΔT 1|为0℃或5℃或者10℃；|ΔT2|为0℃或5℃或者10℃，|ΔT3|为0℃或5℃或者10℃；该工艺参数表是便于后续机器调节，调节的幅度可以是0或者5℃的倍数，这样能够得到较为稳定的数值；

其中，370℃≤T 1≤380℃，260℃≤T2≤270℃，290℃≤T3≤300℃，即T1、T2、T3均设置有极限值，以避免试验资源的浪费；

S3：选取所述工艺参数表中的一列工艺参数，调整挤铅装置的温度值至所述工艺参数，获取挤铅装置的电流特征曲线图，根据所述电流特征曲线图，获取和记录实际电流差值ΔI；具体如下：

S301：以额定频率检测所述挤铅装置的电流值，并记录；所述步骤S301中的额定频率为60Hz(即1S中记录60次)；检测时间为3-4min，检测间隔为2-3min；用于检测电流值的装置为控制主机、检测装置和显示屏，为现有的检测设备，此处不再赘述，用于挤铅装置的电流值；

S302：以步骤301的检测频率为横坐标，步骤S301中的电流值为纵坐标形成所述电流特征曲线图；

所述步骤S3中实际电流差值ΔI＝Imax-Imin；其中Imax为电流特征曲线图中电流最大值，Imin为电流特征曲线图中的电流最小值；

S4：重复步骤S3，直至完成所有实际电流差值ΔI的记录；

S5：比较所述实际电流差值ΔI，获得最小的实际电流差值ΔImin，并记录生产速度V、ΔImin对应的工艺参数；

S6：进行生产速度的调整：V＝V+ΔV；若V＜V’，则返回步骤S2；若V≥V’，则进入下一步，所述V’为生产速度极限值；

S7：统计步骤S5中记录的数据，形成统计表格。

本申请中所述工艺参数包括送料管区域的起端温度、螺杆区域的起端温度和机头区域的起端温度。

在铅护套的生产过程中，考虑到金属的流动性(金属的流动性能与温度梯度有很大关系，温度是引起金属性态变化的主要驱动力)，对送料管区域的起末温度、螺杆区域的起末温度和机头区域的起末温度进行设定并调整，以获得质量较好的铅护套；而铅护套的质量和电流的稳定性有关联，因此通过电流的稳定性进行检测和比较，可以获得该工艺参数条件下，生产的铅护套的质量情况。

而送料管区域的起末温度受到送料管区域的起端T1温度影响，螺杆区域的起末温度受到螺杆区域的起端温度T2影响，机头区域的起末温度受到机头区域的起端温度T3影响，因此只需要完成不同的T1、T2和T3情况下的检测和比较即可。

后续再调整生产速度，重复上述步骤，直到完成所有的生产速度的调整，并获得相应的工艺参数，记录，形成表格，给后续实际生产时，提供调整依据。

实施例2：

一种电缆铅护套的生产方法，包括以下步骤：

S 1：使用实施例1进行试验；

S2：根据生产需求，计算得出生产速度V，然后比对步骤S1中统计表格，获得该生产速度V下的工艺参数，调整挤铅装置的温度值至所述工艺参数，完成生产。

具体例：

以220kV 3×630mm

在生产速度为1.8m/min的情况下进行生产，得到以下表格：

下面列举表格中四列数据的示例：

编号5：送料管区域的起端温度为370℃、螺杆区域的起端温度265℃和机头区域的起端温度295℃；得到图2.1的电流特征曲线图；

编号11：送料管区域的起端温度为375℃、螺杆区域的起端温度260℃和机头区域的起端温度295℃；得到图2.2的电流特征曲线图；

编号21：送料管区域的起端温度为380℃、螺杆区域的起端温度260℃和机头区域的起端温度300℃；得到图2.3的电流特征曲线图；

编号26：送料管区域的起端温度为380℃、螺杆区域的起端温度270℃和机头区域的起端温度295℃；得到图2.4的电流特征曲线图；

关于图2.1的电流特征曲线图，出现了下降再上升的起伏波动，而且电流值的波动太大，实际电流差值ΔI＝1.340A；

关于图2.2的电流特征曲线图，整体电流值偏大，并且有陡然上升变化，同时实际电流差值ΔI＝1.681A；

关于图2.3的电流特征曲线图，从图中可以看出电流在快速上升后又瞬间下降，变化幅度大，实际电流差值ΔI＝2.538A；

关于图2.4的电流特征曲线图，整体在较长时间范围内的变化趋势平稳，没有上升或下降的坡度，实际电流差值ΔI＝0.991A，为最小值较为稳定。

后续进一步利用扫描电镜观察以上几组试验的铅护套内部元素分布、有无裂纹等情况，其中图2.3和图2.4扫描电镜照片如图3所示。从图中可以看出，图2.4的产品的试样元素分布如图3.2所示，均匀且无裂纹；而图2.3的产品的试样元素分布如图3.1所示，内部观察到有裂纹存在，合金元素多分布在裂纹附近。结果表明，电流曲线变化能够反映出铅护套的质量，电流曲线越平稳，铅护套质量越好，反之铅护套质量较差。

本发明的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。