辐照交联

线缆的辐照交联
在我国辐照交联电线电缆自上个世纪90年代进入工业化生产,经过十几年的发展已形成了较成熟的生产工艺和产业体。据行业最新统计,在国内已建和新建的加速器74台中绝大部分用于电线电缆的辐照交联,随着辐照交联电线电缆产品种类的不断增加和产品档次升级,特种用途的辐照交联电线电缆已在电线电缆产品市场中占据举足轻重位置,辐射交联线缆到了自己独特的发展空间,并形成了良好的发展态势。这正是国内兴起加速器建设第二次高潮的原因所在。
一、三种交联方式的比较
表1三种交联方式的比较
比较项目化学交联辐照交联硅烷交联
投 资大较大小
交联方式在线100米管道或立
塔高压氮气保护、高温、
水冷交联。收放线、电子束物理交联。成盘、温水浸泡或蒸气
熏蒸8小时以上交联。
交联成本高低较高
优势领域大长度、超高或高压电
力电缆(10—110kv)。中、低压电缆、特殊装备用
线、阻燃线缆、交联PVC、
PP、含氟聚合物等。
中、低压电缆、建筑用
甜菜斑蝇线、普通控缆等。
主要优点1、挤线和交联过程同
步,挤出过程洁净、
交联过程密闭;
2、生产设备及生产工
艺成熟。1、生产工艺简单,可利用原
有设备,交联过程可控制;
2、加工材料的种类
多,尤其是耐温、阻燃
等高性能的材料。
1、生产工艺简单,可
利用原有设备。
2、单位生产成本低。
主要问题1、不适合小截面、薄
绝缘线缆;
2、有化学残留物。1、不适合10KV以上线缆;
铜包铝漆包线2、部分大线辐照装置存在
问题,辐照均匀性差。
1、生产工艺难
实验室分析天平控制,产品质量不
稳定;
2、生产效率低。
众所周知,交联电线电缆以其耐温等级高、抗过载能力强、物理机械性能好、使用寿命长等优点,已被广泛采用。过氧化物的化学交
联、电子束的辐照交联、硅烷的温水交联三种交联方式生产的线缆,在交联线缆市场上共存(见表1)。
从表1中可以看出,由于化学交联生产工艺的特殊性,在耐高压、大截面线缆上有其它交联方式不可防滑鞋
替代的优势;中低压普通交联线缆,辐照交联、温水交联相互竞争已成现实;但在耐高温、阻燃和除聚乙烯材料外的其它聚合物交联上辐照交联有独特的优势。所以三种交联方式生产的产品在交联线缆市场都有各自的发展方向和市场空间。
二、加速器的简单原理
工业应用最广的是高(电)压加速器,它是通过产生高压的方法,在电位场中实现带电粒子的加速,带电粒子的能量增加值由通过的电位差决定,E=e△U,其中E的单位电子伏(eV),U的单位(V)。高压加速器有三个基本部分(1)高压发生器,(2)电子和加速管,(3)束流引出系统。
1、高压发生器
高压发生器的任务是提高网路电压,脉冲加速器的作用也是贮存能量,以大大提高工作脉冲时间的功率。产生高压的方式很多,产生方式的不同带来了加速器工作原理的不同。高压发生器通常采用FS6气体绝缘。
2、电子和加速管
电子是发射电子的装置,通过改变温度来调整电子是发射电子的多少,从而控制束流大小;加速
管由电极和绝缘子构成,绝缘子一车载影院
般采用陶瓷或有机材料,电极材料有钛、不锈钢、铝合金。不同的加速装置中的电极、绝缘子及其它组件的结构是各不相同的,决定了不同的电子束参数(能量、束流强度、面积和脉冲宽度)。
3、束流引出系统
束流引出系统由扩束磁铁和箔窗组成,引出窗的箔一般选用钛制作,对于初始截面很小的电子束,在加速管下加扩束磁铁,使电子束在一个或两个方向上扫描,束流沿长度方向的展宽是根据被照物体所需剂量的均匀性及使箔窗受热均匀性决定的,而束流沿宽度方向的展宽仅是为减少箔窗的热负载。
加速管和束流引出系统均要通过真空系统实现高真空(10-5Pa),箔窗采用水和高速风机进行冷却。
三、加速器的主要工作参数
工业用电子加速器能量范围150kev-12mev,分三类,低能(150kev-500kev);中能(0.5-5.0Mev);高能(5.0-12Mev)。低能加速器主要用于涂层固化、薄膜改性、柔性薄型复合材料改性等;高能加速器主要用于医疗用品消毒、食品保鲜、电子器件改性等;中能加速器主要用于电线电缆、热收缩材料、聚乙烯发泡塑料交联、橡胶硫化、废气废水处理等。用于电线电缆辐照用加速器能
量范围1.5-3.0Mev ,束流强度10-40mA,束功率20-120KW 。
1、电子束的穿透能力是选取加速器能量的主要依据,实用上电子束的穿透能力g/cm2以材料的厚度d(cm)X材料的密度p(g/cm3)来表示,不同能量的束流在物质中有确定的分布(图1),为了保证辐照
均匀性,通常选取束流进入被照物和穿出被照物剂量相等(约为相对剂量的60%)深度作为电子束的穿透深度,如果材料较厚可采用双面辐照,双面辐照的电子束的穿透深度是单面辐照电子束穿透深度的2.4倍(图2),按“等剂量”原则,确定“有效作用范围”是被照物厚度与加速器能量的最佳匹配。
电子束能量1.0-10Mev范围内, 单面辐照要求的能量计算公式: dp=0.4E-0.1
E=2.5dp+0.25
式中:E-电子能量(Mev);d-材料的厚度(cm);p-材料的密度(g/cm3)。
注:对电线电缆辐照的材料的厚度是指包覆材料的半弦长的厚度, d=(R2-r2)-2(R-线缆外圆半径,r-线芯半径2、在加速器能量选取完成后,加速器的束功率是生产能力的关标,束流
强度的大小和束流利用率的大小,直接影响着加速器的辐照能力。如何选择合适加速器的束功率,先要了解几个基本概念:(1)被照物的吸收剂量
吸收剂量的国际计量单位为J/kg(焦耳/公斤),单位的专用名为戈瑞(Gy),1Gy等于1kg被照物吸收1J的能量。过去使用的吸收剂量单位是拉德(rad)。1Gy=100rad;10kGy=1Mrad。
电线电缆的照射剂量一般均大于100kGy。
(2)束流利用率
上面提到合适能量条件下不考虑其它因素前提下,束流利用率60%左右,线缆在束下排列面积占束流扫描面积的40%左右,加上电子束在空气中损失、散射等原因,总的束流利用率只有10%-20%左右。
移相电路(3)束功率
束功率(KW)=能量(Mev)X束流(mA)。
因此,从剂量定义可导出:1kGy=1kJ/kg=1kws/kg=1kw/kg/s。若D为剂量(kGy),p为束功率(k

本文发布于:2024-09-23 14:29:57,感谢您对本站的认可!

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