摘   要：聚乙烯绝缘或护套挤出加工温度高，若冷却方式和冷却温度不当，易产生聚乙烯层耐环境应力开裂性差或电缆表面缺陷。本文对聚乙烯挤出过程中表面缺陷种类和产生原因进行了分析，并提出了解决措施。

关键词：聚乙烯；塑料挤出；表面质量；冷却水温

1        引    言

聚乙烯是性能优异的电缆绝缘和护套材料，具有优良的电气性能、低温性能和良好的化学稳定性，较小的比重等诸多优点，但同时也存在一些不足。如：多数聚乙烯品种塑化温度高，如果加工工艺条件不当，就会产生表面缺陷，还易造成电缆在储存和使用中出现绝缘或护套开裂等。

就通常情况而言，当聚乙烯厚度较薄或加工温度较低时，因为冷却快，一般出现问题少。但在挤出厚度较大（如：电力电缆的护套厚度大都在2.0mm以上，JKLY-10的绝缘厚度为3.4mm）、挤出温度较高（如：线性低密度聚乙烯为180～220℃，高密度聚乙烯为190～260℃）时就容易出现问题。

聚乙烯加工工艺控制主要从塑化挤出和冷却两方面来控制。聚乙烯成形加工温度宽，但在低温挤出时易形成熔体破裂，造成表面粗糙，光亮度差，还会残留内应力，导致绝缘或护套后期开裂。因此聚乙烯挤出温度要适当高些，以保证充分塑化，塑化越好，其耐环境应力开裂性就越能表现出来。但挤出温度的提高会对电缆表面质量带来了一些负面影响，易形成表面缺陷，影响电缆表面质量，严重时造成废品。

2        常见表面质量问题

线性低密度聚乙烯和高密度聚乙烯绝缘、护套生产中常见的表面缺陷主要有以下几种：

2.1 电缆表面出现凹坑（见图1），有时连成一片形成凹凸不平的“核桃皮”状。

2.2电缆两侧对称位置沿轴向各形成一道类似刀刻的直线痕迹（见图2）。

2.3电缆表面出现散布的小坑，这些小坑形状有别于2.1所讲的凹坑，2.1的凹坑中部是凹下去的，而这种坑是周边低于挤出层表面，中间却微微突起，就象火山口中放了一个大馒头的形状（见图3）。

<FORMULAS></FORMULAS>2.4电缆表面“鼓包”，严重时有一连几个，就象冰糖葫芦（见图4），这种情况在10kV架空绝缘电缆上较多见。

图1  表面凹坑                                         图2   电缆两侧沿轴向形成类似刀刻的直线痕迹

图3  象火山口中放了一个大馒头形状的小坑                                图4  电缆表面“鼓包”

3        产生原因分析

3.1在实践中发现，上述2.1的情况是聚乙烯从机头挤出后，在进入冷却水前有水滴溅落在线的表面。2.2的情况是电缆一半没入水中，一半露出水面，在水中半沉半浮而形成。以上两种情况是因为高温熔融的聚乙烯冷却速度不一致所形成。水珠落处和半沉于水的部分先与水接触，热量很快传导给水，而暴露在空气中的部分主要靠辐射散热，冷却缓慢，与水接触部分先冷却收缩，而与空气接触部分还是高温熔融状态，因冷却速度的差异形成凹凸不平的表面和在水与空气界面形成类似刀刻的直线痕迹。以上两情况易导致挤出层最薄点厚度达不到要求，且严重影响产品外观，导致废品出现。

3.2 经过跟踪观察，发现2.3情况与电缆表面气泡有关，当电缆进入水中后，表面经常会有气泡附着，电缆表面有气泡附着的位置冷却后就会有“火山口”样的小坑包，一个气泡形成一个小坑包。这是因为聚乙烯表面的气泡将空气包覆其中，与2.1、2.2情况类似，聚乙烯与水接触部分冷却迅速，而气泡覆盖的部分冷却缓慢，这样形成四周低，中间高的圆形坑包。小气泡较多时，线的表面就出现一片麻坑，严重影响电缆外观。形成气泡附着电缆表面的原因有二：

3.2.1冷却用的循环水流进水槽时流速快，水流急，高速水流将空气带入水中，一部分从水中自然逸出，一部分附着到电缆表面，形成气泡。

3.2.2为避免聚乙烯骤冷残留内应力而导致的应力开裂，一般要求冷却水的温度设定为90℃——60℃——室温，即进行分段冷却。但实践中发现，90℃的水温过高，当超过200℃的熔融聚乙烯进入水中后会使界面处的水温骤然升高，导致水的部分汽化，饱和蒸汽在电缆表面形成大密度的气泡。

3.3“冰糖葫芦”的形成是因为：一是电缆线芯表面潮湿，高温熔融聚乙烯挤包上去以后导致水份汽化，其体积会急剧膨胀；二是线芯结构密实，特别是JKLY-10kV电缆，导体外包覆一层密闭的导体屏蔽，高温熔融聚乙烯挤包上去后由于热传导的作用，导致线芯内部的空气体积膨胀，因为线芯结构密实，膨胀的热空气无法沿电缆轴向全部逸出，于是沿径向将熔融聚乙烯拱起，环电缆形成鼓包，有时连续出现几个，就造成“冰糖葫芦”出现。

4        应对措施

4.1 以上2.1、2.2两种情况比较容易解决，只要使制品从机头出来后整体平稳进入水中，不让电缆部分入水或有水珠溅上既可。

 4.2  对“火山口”样小坑包，采取以下解决措施：

4.2.1采取从高温到室温逐段冷却，第一段冷却水温在60～70℃，以手可以伸入水中但停留片刻即感觉烫手为宜。既避免因水温过低骤冷使聚乙烯产生内应力。又避免水温过高，在聚乙烯表面形成气泡，产生突起。

4.2.2冷却水循环过程中，向水槽加水要特别注意，宜采用大口径、低流速加水，并且水不能直接冲到产品表面，最好沿水槽壁缓缓流下。这是因为，注水口口径小，势必提高水流速度，高速水流会把空气带入水中；水直接冲到产品表面会使水循环过程中进入水中的空气附着到产品表面，在产品表面形成大面积气泡。这样都会导致“火山口”样小坑包形成。

4.2.3在产品入水后约半米处增加一个去除气泡的装置，如用软毛刷或细棉纱触刷产品表面，拂去附着的气泡，保持产品表面光洁。

4.2.4  在循环水中加入消泡剂，避免气泡的形成。

4.3  对“冰糖葫芦”现象采取以下措施：

4.3.1保持电缆线芯干燥，特别是线芯的表面干燥，在雨季要尽量缩短线芯的周转时间，减少挤塑前工序产品存放时间。

4.3.2冷却水槽距离机头要近，使制品尽快冷却，这样可减少热传导的时间，避免线芯中积存空气温度过度升高和膨胀，又可使聚乙烯尽快冷却定型。

4.3.3生产带导体屏蔽的产品（如JKLY-10kV电缆）时尽量两层共挤，使内部的空气可以沿导体的间隙排出，避免气包形成。

5        结束语

在以后的生产中，按照以上措施对挤塑生产线水冷却部分进行了改进：冷却水槽向机头延伸，使电缆出机头后在空气中暴露不到一米即整体进入冷却水中，在水槽中增加了除气泡的软毛刷，控制冷却水的分段冷却温度，温度设定为70℃——50℃——室温，并加快了生产节奏，减少线芯存放时间。改进后，生产的产品表面光洁，极少出现凹坑等表面缺陷。

待改进的工作：在生产JKLY-10kV时还偶有鼓包出现，应进行设备改进，用两层共挤进行JKLY-10kV的生产。

多数品种的聚乙烯挤出温度都较高，因此，掌握适当的冷却方式和合适的冷却水温度不仅可以得到较好的产品表面质量，也可使产品的内在质量得到保证，从而提高成品率，向用户提供更优质的产品，为企业创造更好的效益。

图片怎么没有?

这个贴子好，除了没有图片外。

我相信很多人都在挤PE类材料时有过这种教训，楼主总结了出来，又不要钱，敬佩你的为人，值得学习和提倡。

我们生产的通信电缆,护套时先纵包复合带,再护套,生产过程中偶尔也有气泡产生,而且气泡较大.如护套外径30mm,鼓包高3mm,沿电缆轴向的长度约200mm,切片时发现中间有气体.缆芯表面也没有水份.一直查不到原因.

   影响表面质量的因素较多，如：1，线径偏扁，2，外观粗糙，3，外径忽大忽小。

原因分析：1，模套太大，拉伸比差距太大，机头和眼模温度太高。

                       2，局部加热装置损坏，靠周边的热量传到感温线上在仪表上看到温度正常，实际这是表层温度，而实际内部温度不够，导致外观粗糙。

             3，收放线张力架异常和主变频控制异常。

改善对策：1，更换内外模，缩小拉伸比例。

                     2，用仪表量测各部位温度，并适当调整各段温度

                       3，检查住变频和调整收放线张力