Полиетиленът (PE) се използва широко визолация и обвивка на силови кабели и телекомуникационни кабелипоради отличната си механична якост, издръжливост, устойчивост на топлина, изолация и химическа стабилност. Въпреки това, поради структурните характеристики на самия PE, неговата устойчивост на напукване от напрежение в околната среда е относително слаба. Този проблем става особено важен, когато PE се използва като външна обвивка на бронирани кабели с голямо сечение.
1. Механизъм на напукване на PE обвивката
Напукването на PE обвивката възниква главно в две ситуации:
а. Напукване от напрежение в околната среда: Това се отнася до явлението, при което обвивката претърпява крехко напукване от повърхността поради комбинирано напрежение или излагане на среда от околната среда след инсталиране и работа на кабела. Основно се причинява от вътрешно напрежение в обвивката и продължително излагане на полярни течности. Обширните изследвания върху модификацията на материала съществено разрешиха този тип напукване.
b. Напукване от механично напрежение: Това се случва поради структурни недостатъци в кабела или неподходящи процеси на екструдиране на обвивката, което води до значителна концентрация на напрежение и предизвикано от деформация напукване по време на монтажа на кабела. Този тип напукване е по-силно изразен във външните обвивки на бронираните кабели от стоманена лента с голямо сечение.
2. Причини за напукване на PE обвивката и мерки за подобряване
2.1 Влияние на кабелаСтоманена лентаСтруктура
При кабели с по-големи външни диаметри бронираният слой обикновено се състои от двуслойни обвивки от стоманена лента. В зависимост от външния диаметър на кабела, дебелината на стоманената лента варира (0,2 mm, 0,5 mm и 0,8 mm). По-дебелите бронирани стоманени ленти имат по-висока твърдост и по-лоша пластичност, което води до по-голямо разстояние между горния и долния слой. По време на екструдирането това причинява значителни разлики в дебелината на обвивката между горния и долния слой на повърхността на бронирания слой. По-тънките зони на обвивката в краищата на външната стоманена лента изпитват най-голяма концентрация на напрежение и са основните области, където се появяват бъдещи пукнатини.
За да се смекчи въздействието на бронираната стоманена лента върху външната обвивка, между стоманената лента и PE обвивката се увива или екструдира буферен слой с определена дебелина. Този буферен слой трябва да бъде равномерно плътен, без гънки или издатини. Добавянето на буферен слой подобрява гладкостта между двата слоя стоманена лента, осигурява еднаква дебелина на PE обвивката и, комбинирано със свиването на PE обвивката, намалява вътрешното напрежение.
ONEWORLD предоставя на потребителите различни дебелини напоцинкована стоманена лента бронирани материализа задоволяване на различни нужди.
2.2 Въздействие на процеса на производство на кабели
Основните проблеми с процеса на екструдиране на бронирани кабелни обвивки с голям външен диаметър са неадекватното охлаждане, неправилната подготовка на матрицата и прекомерното съотношение на разтягане, което води до прекомерно вътрешно напрежение в обвивката. Кабелите с големи размери, поради тяхната дебела и широка обвивка, често се сблъскват с ограничения в дължината и обема на водните корита на производствените линии за екструдиране. Охлаждането от над 200 градуса по Целзий по време на екструдирането до стайна температура създава предизвикателства. Недостатъчното охлаждане води до по-мека обвивка близо до слоя броня, причинявайки надраскване по повърхността на обвивката, когато кабелът е навит, което в крайна сметка води до потенциални пукнатини и счупване по време на полагане на кабела поради външни сили. Освен това, недостатъчното охлаждане допринася за увеличаване на вътрешните сили на свиване след навиване, повишавайки риска от напукване на обвивката при значителни външни сили. За да се осигури достатъчно охлаждане, се препоръчва увеличаване на дължината или обема на коритата за вода. Намаляването на скоростта на екструдиране, като същевременно се поддържа подходяща пластификация на обвивката и се оставя достатъчно време за охлаждане по време на навиване, е от съществено значение. Освен това, като се има предвид полиетиленът като кристален полимер, методът за охлаждане на сегментирано намаляване на температурата от 70-75°C до 50-55°C и накрая до стайна температура, помага за облекчаване на вътрешните напрежения по време на процеса на охлаждане.
2.3 Влияние на радиуса на навиване върху навиването на кабела
По време на навиването на кабела, производителите се придържат към индустриалните стандарти за избор на подходящи макари за доставка. Въпреки това, приспособяването към дълги дължини на доставка за кабели с голям външен диаметър поставя предизвикателства при избора на подходящи макари. За да отговарят на определените дължини за доставка, някои производители намаляват диаметрите на цилиндъра на макарата, което води до недостатъчни радиуси на огъване на кабела. Прекомерното огъване води до изместване на слоевете броня, причинявайки значителни сили на срязване върху обвивката. В тежки случаи неравностите на бронираната стоманена лента могат да пробият омекотяващия слой, като се вмъкнат директно в обвивката и причиняват пукнатини или пукнатини по ръба на стоманената лента. По време на полагането на кабела, силите на странично огъване и издърпване карат обвивката да се напука по тези пукнатини, особено за кабели, които са по-близо до вътрешните слоеве на макарата, което ги прави по-податливи на счупване.
2.4 Въздействие на строителната и монтажната среда на място
За стандартизиране на конструкцията на кабела се препоръчва да се сведе до минимум скоростта на полагане на кабела, като се избягва прекомерен страничен натиск, огъване, издърпващи сили и повърхностни сблъсъци, като се гарантира цивилизована строителна среда. За предпочитане, преди монтажа на кабела, оставете кабела да почине при 50-60°C, за да освободи вътрешното напрежение от обвивката. Избягвайте продължителното излагане на кабелите на пряка слънчева светлина, тъй като разликата в температурите от различните страни на кабела може да доведе до концентрация на напрежение, увеличавайки риска от напукване на обвивката по време на полагане на кабела.
Време на публикуване: 18 декември 2023 г