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武漢久瑞電氣有限公司

中國工程物理研究院，四川久環(huán)電氣有限公司

WuhanErayElectricCo.,Ltd武漢久瑞電氣有限公司

武漢久瑞電氣有限公司全資隸屬湖北久瑞核技術(shù)股份有限公司，是一家致力于民用非動力核技術(shù)研發(fā)、產(chǎn)業(yè)化及應(yīng)用的高科技技術(shù)企業(yè)，現(xiàn)核心產(chǎn)品為電子束設(shè)備及各類電子加速器，主要應(yīng)用于油墨固化、生物醫(yī)藥、紡織品面料、橡膠硫化、輪胎部件預(yù)硫化、熱縮材料、發(fā)泡材料、材料改性、瀝青改性、工業(yè)探傷、薄膜輻照、乳膠硫化等方面，是國內(nèi)目前唯一一家生產(chǎn)低能和超低能電子加速器的高新技術(shù)企業(yè)。

公司在武漢市漢南區(qū)湘口街建有占地300畝的工業(yè)電子加速器生產(chǎn)基地。加工設(shè)施設(shè)備完善，并建成了總裝、電源電控、噴涂、精加工和加速管生產(chǎn)車間等大中型現(xiàn)代生產(chǎn)廠房，可以同時進行16臺電子加速器的生產(chǎn)和調(diào)試。該工業(yè)電子加速器生產(chǎn)基地的建成，填補了國內(nèi)在低能和超低能及其應(yīng)用方面的空白。

公司經(jīng)過近8年的研發(fā)與積累，在電子束輻射應(yīng)用技術(shù)及電子加速器研發(fā)和制造方面形成了多項重要支撐技術(shù)成果，特別在低能和超低能加速器的研發(fā)和制造上處于國際領(lǐng)先水平。公司在中國物理工程研究院的支持下，建有電子加速器實驗平臺、高壓實驗平臺、強流電子槍、加速管實驗平臺和磁場模擬測試平臺，以及掃描引出測試平臺等，極大提升了公司研發(fā)和生產(chǎn)水平。目前，公司大專以上學(xué)歷占員工總數(shù)的90%以上，研發(fā)人員的比例達到了28%。公司的技術(shù)領(lǐng)頭人為該研究領(lǐng)域研究員，而且具有多年電子束設(shè)備研發(fā)生產(chǎn)的經(jīng)驗，極大提高了電子加速器研制的技術(shù)創(chuàng)新水平，生產(chǎn)的電子加速器已在生產(chǎn)中得到應(yīng)用，為提高產(chǎn)品質(zhì)量，推動產(chǎn)品升級發(fā)揮了重要作用。

不斷創(chuàng)新是公司的核心競爭力。公司成立了民用非動力核技術(shù)研發(fā)中心，其中公司開發(fā)的低能自屏蔽電子加速器及固化技術(shù)打破了國外的壟斷，填補國內(nèi)空白。我們矢志“創(chuàng)新科技，追求卓越”的戰(zhàn)略宏愿，秉承“信譽第一，用戶至上”的經(jīng)營宗旨，以優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品和完善的服務(wù)回報社會。

讓我們精誠合作、攜手相伴，共鑄事業(yè)的輝煌！

在線式輪胎部件預(yù)硫化專用EB設(shè)備介紹

>一種現(xiàn)代先進的輪胎生產(chǎn)工藝；

>通過電子加速器發(fā)射的高能電子束輻照輪胎橡膠部件半成品，使膠料離子化、活化，并產(chǎn)生交聯(lián)（硫化）反應(yīng)；

>能有效改善橡膠的性能，使其機械強度明顯提高，在成型、硫化過程中膠料的受力均勻、膨脹一致，在后續(xù)處理工藝中保持輪胎部件穩(wěn)定的形狀和尺寸。

>

該技術(shù)具有可提高輪胎產(chǎn)品品質(zhì)和生產(chǎn)效率，節(jié)約天然橡膠的用量，降低單位生產(chǎn)能耗，有利于減少溫室氣體和有害氣體的排放等特點。

輪胎部件預(yù)硫化技術(shù)簡介

>利用EB設(shè)備發(fā)射的高能電子束對輪胎半成品片材部件進行輻照，使其部分物理性能提高，在保證輪胎使用

性能的前提下，抑制半成品片材在卷曲，運輸，儲存，熱硫化前的各種操作及沖壓膨脹過程中的局部變形程

度，以提高半部件及成品均勻性，阻止材料移位，減薄片材厚度，降低材料用量，擴大合成膠用量，提高企

業(yè)經(jīng)濟效益的新技術(shù)，新工藝。

>EB設(shè)備發(fā)射的高能電子束，可激活橡膠中的橡膠大分子，產(chǎn)生橡膠大分子的活性自由基，使橡膠大分子間進

一步交聯(lián)形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)；聚合物在高能電離射線作用下發(fā)生電離，初期生成的離子和自由電子轉(zhuǎn)變成游

離基和離子，它們互相作用而發(fā)生復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)：裂解、結(jié)構(gòu)化，環(huán)化，異構(gòu)化，析出氣體產(chǎn)物等。

>在橡膠輻射硫化時，生成類似過氧化物硫化時的橡膠大分子間的C-C交聯(lián)鍵，可提高膠料的耐熱性能。結(jié)構(gòu)化

反應(yīng)是電離射線作用的主要反應(yīng)，但在含季碳原子的橡膠中（如丁基橡膠）則裂解過程占優(yōu)勢。

高能電子束輻射硫化技術(shù)

>輻射硫化可不加熱和無硫化劑時硫化，它與普通硫化方法的主要區(qū)別在于，當(dāng)用普通硫化方法硫化時碳原子

和經(jīng)硫化物連接在一起，而用輻射硫化時碳原子之間直接生成鍵（碳橋）。

>橡膠輻射交聯(lián)與傳統(tǒng)硫化比較有如下區(qū)別：1，傳統(tǒng)硫化加工過程，硫磺揮發(fā)，廢物處理有硫化物溢出，產(chǎn)生

環(huán)境污染，而輻射交聯(lián)橡膠沒有這種污染。2，傳統(tǒng)熱硫化形成多硫鍵，輻射交聯(lián)在橡膠中形成C-C鍵，提高橡

膠耐熱性能。3，傳統(tǒng)流花受硫化促進劑，硫化劑等分散均勻性和膠料導(dǎo)熱性能影響，輪胎部件硫化存在差異，

輻射交聯(lián)在橡膠片材中形成C-C鍵是無規(guī)則交聯(lián)，交聯(lián)均勻性提高。4，輻射劑量可控制交聯(lián)密度，傳統(tǒng)熱硫

化難以做到。5，片材輻照可提高輪胎均勻性，降低材料用量，傳統(tǒng)工藝則受制因素較多。6，橡膠片材輻射交

聯(lián)瞬間完成，效率高，可進一步擴大合成膠用量。

高能電子束輻射硫化技術(shù)輪胎部件預(yù)硫化專用設(shè)備原理圖解輪胎部件預(yù)硫化專用EB設(shè)備結(jié)構(gòu)圖解輪胎部件預(yù)硫化專用EB設(shè)備效果圖輪胎部件預(yù)硫化專用EB設(shè)備效果圖采用積木式布局，更加合理利用空間輪胎部件預(yù)硫化專用EB設(shè)備特點>采用積木式加速器布局，專門為輪胎部件生產(chǎn)線配套，可以在不改動現(xiàn)有生產(chǎn)線的結(jié)

構(gòu)和不改變現(xiàn)有生產(chǎn)流程的條件下，實現(xiàn)輪胎部件在線預(yù)硫化；>大束流輸出（束流強度：150mA），保證生產(chǎn)線的運行速度（最大達60m／min）。>除加速器主體和高壓電源外，其他設(shè)備都可以在一定范圍類自由布置。>體積小，

適用于老生產(chǎn)線改造及新建的生產(chǎn)線。>觸摸屏控制，操作簡單。

半鋼簾布層預(yù)硫化專用EB設(shè)備技術(shù)指標(biāo)

電子束能量500keV電子束流

0～150mA可調(diào)（單臺）電子束功率75kW能量不穩(wěn)定度≤±2%（電壓上升或下降時除外）束流不穩(wěn)定度≤

±2%掃描不均勻度≤

±5%有效輻照寬度1550mm絕緣氣體SF6,壓力0.6～0.8MPa輻射防護自屏蔽，設(shè)備表面處劑量符合國家標(biāo)準(zhǔn)輻照方式單面輻照安裝方式立式工作方式24小時連續(xù)接口信號4～20mA/0～5V，可與生產(chǎn)線聯(lián)動，確保輻照劑量均勻。安全連鎖系統(tǒng)各種關(guān)鍵聯(lián)鎖裝置都能瞬間切斷設(shè)備高壓，確保人員和設(shè)備安全。半鋼簾布層預(yù)硫化專用EB設(shè)備共用工程條件序號項目技術(shù)要求備注1供電三相四線，AC380V，50Hz?？偣β?15kW，考慮到安全余量取150kW的容量較為合適。0.5Ω的接地裝置2循環(huán)冷卻水10t/h，水入口水溫＜32度，入口壓力0.4～0.6MPa。軟水或去離子水，防止管道結(jié)垢。3排風(fēng)排除臭氧,風(fēng)量＞3600m3/h，風(fēng)壓＞4000Pa?！禛B18066－2000居住區(qū)大氣中臭氧衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》4輪胎部件位置精度設(shè)備入口處，預(yù)硫化部件位置偏差≤±10mm。半鋼簾布層預(yù)硫化專用EB設(shè)備部件及重量序號設(shè)備名稱設(shè)備用途重量1加速器主體高能電子束產(chǎn)生62000kg2控制柜加速器系統(tǒng)運行監(jiān)測和控制150kg3配電柜加速器及輔助設(shè)備供電150kg4壓力容器高壓電源及存儲SF6氣體9000kg5SF6氣體處理機組注入和回收SF6氣體400kg6調(diào)壓器為高壓電源供電1000kg全鋼氣密層預(yù)硫化專用EB設(shè)備技術(shù)指標(biāo)

電子束能量500keV電子束流

0～100mA可調(diào)（單臺）電子束功率50kW能量不穩(wěn)定度≤±2%（電壓上升或下降時除外）束流不穩(wěn)定度≤

±2%掃描不均勻度≤

±5%有效輻照寬度1000mm絕緣氣體SF6,壓力0.6～0.8MPa輻射防護自屏蔽，設(shè)備表面50mm處劑量符合國家標(biāo)準(zhǔn)輻照方式單面輻照安裝方式立式工作方式24小時連續(xù)接口信號4～20mA/0～5V，可與生產(chǎn)線聯(lián)動，確保輻照劑量均勻。安全連鎖系統(tǒng)各種關(guān)鍵聯(lián)鎖裝置都能瞬間切斷設(shè)備高壓，確保人員和設(shè)備安全。全鋼氣密層預(yù)硫化專用EB設(shè)備共用工程條件序號項目技術(shù)要求備注1供電三相四線，AC380V，50Hz?？偣β?3kW，考慮到安全余量取100kW的容量較為合適。0.5Ω的接地裝置2循環(huán)冷卻水10t/h，水入口水溫＜32度，入口壓力0.4～0.6MPa。軟水或去離子水，防止管道結(jié)垢。3排風(fēng)排除臭氧,風(fēng)量＞3600m3/h，風(fēng)壓＞4000Pa。《GB18066－2000居住區(qū)大氣中臭氧衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》4輪胎部件位置精度設(shè)備入口處，預(yù)硫化部件位置偏差≤±10mm。全鋼氣密層預(yù)硫化專用EB設(shè)備部件及重量序號設(shè)備名稱設(shè)備用途重量1加速器主體高能電子束產(chǎn)生33000kg2控制柜加速器系統(tǒng)運行監(jiān)測和控制150kg3配電柜加速器及輔助設(shè)備供電150kg4壓力容器高壓電源及存儲SF6氣體9000kg5SF6氣體處理機組注入和回收SF6氣體400kg6調(diào)壓器為高壓電源供電1000kg輪胎部件預(yù)硫化技術(shù)原理>高能電子進入高分子材料體中，使高分子電離或者激發(fā)：

A→A++e-

A→A×（還有A××，既高能激發(fā)態(tài)，是輻射化學(xué)中特有的）

>橡膠電子束輻射預(yù)硫化技術(shù)是通過電子加速器產(chǎn)生的高能電子在橡膠基體中激活橡膠分子，產(chǎn)生

橡膠大分子自由基，使橡膠大分子交聯(lián)形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。>輻射作用形成的高活性的原初化學(xué)產(chǎn)物(活性粒子)除上述離子、電子、激發(fā)分子外還包括自由基

和某些分子產(chǎn)物，可以發(fā)生裂解、重排、電子轉(zhuǎn)移、抽氫、加成等多種反應(yīng)。

>傳統(tǒng)工藝與加入預(yù)硫化EB設(shè)備后的工藝環(huán)節(jié)對比如下圖：生膠煉焦部件成型部件裝配輪胎整體熱硫化生膠煉焦部件成型部件電子束預(yù)硫化部件裝配生膠煉焦一種常用的半鋼、全鋼輻射預(yù)硫化工藝圖解>鋼簾布：預(yù)先增加膠的機械強度，即使在適當(dāng)減薄膠料厚度后，還能保證鋼絲簾線在后

續(xù)工藝過程中保持整齊的排列，降低成本，提高品質(zhì)。

>鋼絲圈：在鋼絲掛膠后，進行輻射預(yù)硫化處理，在制成鋼絲圈后，鋼絲圈基本不變形。

鋼絲圈的輻射預(yù)硫化與熱預(yù)硫化相比有三個特點：

（1）膠料表面粘性保持較好；

（2）膠料與鋼絲之間的粘合性能更好；

（3）可在線預(yù)硫化，時間短，能耗低；

其他可輻射預(yù)硫化的部件半鋼及全鋼輻照工藝參數(shù)對比半鋼輻照工藝參數(shù)產(chǎn)品寬度：1550mm輻照厚度：1mm左右輻照劑量：30～50kGy傳動速度：0～60m/min加速器技術(shù)參數(shù)電子束能量：500keV電子束流強：0～150mA束功率：75kW掃描不均勻性：≤±5%泄漏劑量：低于國家標(biāo)準(zhǔn)全鋼輻照工藝參數(shù)產(chǎn)品寬度：1000mm輻照厚度：1mm左右輻照劑量：30～40kGy傳動速度：0～20m/min電子束能量：500keV電子束流強：0～60mA束功率：30kW掃描不均勻性：≤±5%泄漏劑量：低于國家標(biāo)準(zhǔn)加速器技術(shù)參數(shù)以全鋼胎過渡層減薄為例，按年產(chǎn)100萬條/年全鋼胎的輪胎生產(chǎn)線簡單計算：

>年節(jié)約成本：

過渡層減?。?.8mm減至2.8mm，即平均每條胎節(jié)省橡膠用料1千克；

1千克/條×17元/千克=17元/條

17元/條×100萬條/年=1700萬元/年

注：壓出速度，效率提高，設(shè)備折舊節(jié)約，人員工資減少，提高成品率，縮短硫化時間等暫不計。

>年新增運營成本

（1）能耗：115kW×8000h×1.5元/kWh=138萬元/年。

（2）維護費用：5萬元/次

（3）折舊：10年，按整機價格700萬估算，每年70萬元/年

（4）合計：228萬元/年

>年新增經(jīng)濟效益：

1700萬元/年-228萬元/年=1472萬元/年

因此，對于年產(chǎn)100萬條/年全鋼胎的輪胎生產(chǎn)線，采用輪胎輻射預(yù)硫化技術(shù)可帶來經(jīng)濟效益1472萬元/年。

注：以2008年材料價格數(shù)據(jù)為基準(zhǔn)進行的計算。

輪胎輻射預(yù)硫化技術(shù)的經(jīng)濟效益獲獎加速器研究項目20MeV強流電子直線感應(yīng)加速器

國家科技進步一等獎10MeV強流電子直線感應(yīng)加速器

國家科技進步一等獎6MeV/80kA電子強流脈沖加速器

國家科技進步一等獎新型小焦斑駐波電子直線加速器

軍隊科技進步一等獎9MeV電子直線加速器

軍隊科技進