我国电线电缆辐射加工应用现状及前景

我国电线电缆辐射加工应用现状及前景 摘  要：该文综述了我国电线电缆辐射加工应用现状，分析了与国际先进水平的差距及存在的问题，提出国内辐照交联电线电缆面临极好发展机遇的观点，对辐射加工企业今后的发展进行了预测和探讨。 关键词：电线电缆；电子加速器；辐射加工；现状；发展趋势1  引  言  电子束辐射加工已在许多领域获得了广泛应用，而在这个高技术产业中，用电子加速器生产辐照交联电线电缆则是辐射加工行业的第一位产业[1]。目前，全世界用于工业的电子加速器有700～800台，总功率超过20000kW[2]，其中200多台应用于电线电缆的辐照交联，主要集中在北美、欧洲、日本、俄罗斯、中国及韩国等国家。美国、日本等国几乎所有生产电线的大厂都利用电子加速器生产辐照交联特种电线电缆。我国现有电子加速器近60台，用于电线电缆辐照交联的近50台，与日本生产辐照交联电线电缆的电子加速器台数相近[3]，。目前我国电线电缆辐射加工已成为辐射加工行业这个高技术产业的基础。但我国辐照交联电线电缆产品无论在规格、品种和技术等各方面与先进工业国家仍有相当大的差距。 2  我国电线电缆行业辐射加工应用现状  近十几年来，我国电线电缆行业辐射加工技术有了长足的发展，主要现在如下几个方面。  2.1  电子加速器拥有量增长较快，已形成规模生产能力 20世纪90年代初，电缆行业开始形成了辐照交联电线电缆用电子加速器生产线的投资热潮。近十几年来，电缆行业拥有的电子加速器生产线迅速增长到近40台，加上热缩行业及研究单位也用于辐射加工电线电缆的电子加速器已近50台，总功率超过2000kW，其中有一半是国产电子加速器，其它分别从美国、俄罗斯、日本、法国、韩国引进，目前我国辐射加工电线电缆生产线的生产能力虽然比不上美国，但与日本、俄罗斯、西欧等国的生产能力差距不大，被国际上认为是辐射加工发展速度最快的国家。  2.2  辐照交联电线电缆产品的市场开拓取得一定进展   20世纪90年代，辐照交联电线电缆由于辐射工艺开发滞后，国产原材料品种少，质量又年稳定，  国内相关标准滞后等原因，造成了一些电子加速器生产线开工不足，影响了经济效益的充分发挥。近几年来，情况有了一定改善。1992年辐照交联电线电缆的年产值仅为3000多万元，现在已增加到近20亿元，已开发的并有较成熟市场的产品主要有：  (1)10 kV和l kV辐照交联聚乙烯绝缘架空电缆。该产品曾经开创了国内辐照交联电线电缆的第一次辉煌，目前仍为多家电缆厂辐照交联电缆的主导产品。     (2)1 kV辐照交联聚乙烯绝缘电力电缆(含阻燃、耐火、无卤低烟型)。该产品是辐照交联电线电缆开发最早的品种之一，但由于各种原因，很长一段时期未能被市场所接受。随着国家对电网改造投入的加大和经济建设的加快，已逐渐被供电部门和广大用户所接受。交联聚乙烯绝缘电力电缆取代聚氯乙烯绝缘电力电缆已是大势所趋，用量逐年增加，已成为多家电缆厂辐照交联电缆的主导产品，应属于量大面广的辐照电缆产品。  (3)辐照交联聚乙烯绝缘控制电缆(含阻燃、耐火、无卤低烟型)。同电力电缆一样，聚氯乙烯绝缘控制电缆势必将被交联聚乙烯绝缘控制电缆所取代，而小截面的无卤阻燃电缆则更宜采用辐照交联。  (4)辐照交联聚乙烯绝缘机场照明电缆。该产品已被民航及军用机场广泛采用。  (5)125℃辐照交联聚烯烃绝缘机车线。该产品已被铁道部及多家机车工厂所接受，但产品性能还有待改进。  (6)105℃辐照交联聚氯乙烯(XLPVC)绝缘电线。XLPVC绝缘电线只能采用辐照交联法生产。目前开发的这类产品主要按美国UL 1429、1430、1431、1672等标准生产，用于电子产品配套出口，电线生产企业主要集中在珠江三角州和长江三角州地区。  (7)125℃～150℃：辐照交联聚烯烃绝缘电线。目前开发的这类产品主要按美国UL3266、3173、3271、3272、3321等标准生产，用于电机、灯具等产品配套出口，市场需求量很大，电线生产企业主要集中在珠江三角州和长江三角州地区。 (8)辐照交联汽车用低压电线。现进入市场的主要有两种，一是105℃辐照交联聚氯乙烯绝缘汽车线；二是125℃辐照交联聚烯烃绝缘汽车线。采用标准有美国SAE、日本JASO、德国DIN、法国PSA等，但品种和质量未能完全满足市场需求，仍需大量进口。  (9)其它开发的产品还有辐照交联聚乙烯绝缘潜油泵电缆、核电站电缆和彩电高压线等。 2.3  已开发成功多种辐照交联电线电缆用材料   我国专业生产辐照交联电线电缆用材料的厂家已有十余家，已开发投放市场的辐照料主要有： (1)1  kV～10kV辐照交联架空绝缘料；  (2)90℃～105℃无卤阻燃辐照交联电缆绝缘料、护套料；  (3)150℃辐照交联聚烯烃电缆料；  (4)125℃辐照交联聚烯烃电缆料；  (5)105℃辐照交联聚氯乙烯电缆料 (6)辐照交联机场照明线专用料； (7)125℃～150℃辐照交联聚烯烃电机引接线绝缘料。  2.4  行业已开始制定辐照交联电线电缆产品及材料标准   已制定的产品标准有：   (1)额定电压450/750 V及以下交联聚氯乙烯绝缘电线和电缆；   (2)额定电压450/750 V及以下交联聚烯烃绝缘电线和电缆。   已制定的材料标准有： (1)架空绝缘电缆用黑色可交联聚乙烯绝缘料；  (2)电线电缆用可交联聚乙烯绝缘料；  (3)电线电缆用可交联阻燃聚烯烃料。  3.与国际先进水平的差距及存在的问题   虽然我国在电线电缆辐射加工方面取得了长足的进展．但在产品质量、品种、效率和产业经济效益等方面与世界先进国家的差距还是很大，存在的主要问题及原因分析如下：  (1)技术创新能力低。电线电缆辐射加工企业普遍存在科技投入不是，技术创新能力低的问题。有些企业片面认为“有了电子加速器，工厂就成为高新技术企业”。高新技术企业不仅要有现代化的装备，更重要的是应具备较高的技术创新能力，包括产品、材料、工艺和设备等各个方面。先进国家的企业是非常重视技术开发的，一是用于科技开发的资金投入高，二是技术力量雄厚。由于产品的技术含量高，其开发的产品往往可以垄断市场，表现在经济效益好，产值高。世界先进国家的辐照交联电线电缆产值已超过80亿美元，我国目前也只有20亿人民币，而设备台数却占了将近四分之一。  (2)企业效益不平衡。上海、江苏、浙江、广东、山东和湖北等地的电线电缆辐射加工企业效益较好，开机率比较饱满，有的甚至一年到头不停机生产，但东北、华东及中西部地区效益相对较差，许多企业开机率较低，比如西安某厂最早引进的电子加速器因长期开工不足，最终只能低价转让。 另外，即使是效益相对较好的企业，与先进国家企业的经济效益相比，差距也很大。原因是多方面的，主要有：1)现有产品品种少，企业间竞争激烈。导致利润下降；2)产品标准滞后，市场宣传力度不够，产品市场开拓滞后，市场占有率低。  (3)产品的质量不过关。在电线电缆辐射加工中，由于部分企业的加速器束下装置达不到要求，又无束下监测手段，辐照后电线电缆表面剂量分布不均匀，达不到改性的要求，产品的合格率较低。  (4)缺乏高档次产品。产品开发目前还局限在低压电力电缆、架空绝缘电缆、电机引接线、机车线和灯用线等少数产品。高档次的军用、宇航、石油平台等特种辐照线缆几乎是空白。究其原因，一是材料开发滞后于设备投入，高档次的辐照交联料几乎仍为空白；二是辐射加工专业技术人才缺乏，企业科技投入不足，新产品开发严重滞后；三是市场的培育还需要一个过程。  4  今后发展趋势 综上所述，我国电线电缆辐射加工行业在设备、材料研制、标准制订和产品开发等各方面都有了一定的基础，随着我国经济向市场经济的转变，市场对辐照电线电缆的品种和数量的需求将有较大幅度的增长，线缆行业对产品结构的调整迫在眉睫。今后五至十年的发展趋势预测如下：  (1)1kV～10kV架空绝缘电缆、低压电力电缆目前同时存在着过氧化物交联、辐照交联和硅烷交联等三种交联方式，各有所长，今后几年内将会齐头并进共同发展，特别是今后几年内1 kV聚氯乙烯绝缘电力电缆将会迅速被交联聚乙烯绝缘电力电缆所取代，已是大势所趋，势不可挡。  (2)建筑用线。随着国民经济的发展，对建筑用电线的要求将越来越高，各类阻燃、耐火、无毒、环保等新型线缆将逐步替代普通的聚氯乙烯线缆，市场前景将十分宽广。参考北美、欧洲、日本的现状，结合我国的实际情况，今后几年内将逐渐推广使用大量的辐照交联建筑用线缆，主要为两类产品：1)辐照交联聚氯乙烯绝缘电线，特点是阻燃、耐刮磨，安全可靠性好；2)辐照交联聚烯烃绝缘及护套线缆，点是环保、无毒、安全可靠性高。  (3)汽车线。汽车已成为我国的支柱产业。随着汽车的自动化程度越来越高，车内敷设的电线数量和长度不断增长。由于受狭窄空间限制及使用条件苛刻，要求汽车电线采用薄绝缘，并耐燃料油及润滑油，具有高的耐磨、耐高温性，导线焊接时不熔，阻燃等。使用辐照交联聚氯乙烯绝缘汽车电线及辐照交联聚烯烃绝缘汽车电线可实现这些要求。预测今后几年内辐照交联汽车电线需求量将逐年增加。  (4)电气装备用配线。此类电线用量很大，包括电子、电机、家用电器、灯具、计算机和仪器仪表等均要使用，根据用途及使用场合分别要求其配线具备柔软性、耐焊接性、剥皮性、耐磨性、耐浸漆性、耐油、耐高温和阻燃等。按照美国UL标准要求，105℃耐温等级的电线采用辐照交联聚氯乙烯绝缘，125℃～150℃耐温等级的电线采用辐照交联聚烯烃绝缘。目前国内各类企业出口产品配套线必须采用此类电线。预测今后几年内该类国内产品也将逐渐使用辐照交联电线。  (5)随着国内材料和产品开发水平的提高，将逐步开发出军用、宇航、核电站、海上石油平台等高难度、高要求的特种辐照交联电线电缆。  (6)随着辐照交联电线电缆市场需求的增长，有条件的企业将建立地区内的辐射加工服务中心，以满足该地区无辐射加工能力的电线电缆企业生产辐照交联电线电缆，条件是应具有先进的生产线及各种配套设施，并且有完善的质量保证体系及辐照剂量测试手段。 (7)辐射加工企业在开发辐照交联特种电线电缆的同时，也可以开发以下产品：1)辐照交联聚乙烯废料的利用；2)辐照交联聚乙烯及聚丙烯发泡材料；3)辐照交联聚乙烯(PEX)管材。  5  结束语 我国电线电缆辐射加工行业近十几年来虽然已有了长足的发展，但与国际先进水平仍有较大差距。 我们应充分利用我国辐射加工设备的优势，加大技术投入，提高创新能力，抓住机遇，不断开发辐照交联新材料及电线电缆新产品，并扩展应用新领域，使我国辐射加工产业及辐照交联电线电缆产业获得更大的发展。