Огнеустойчивостта на кабелите е от решаващо значение по време на пожар, а изборът на материал и структурният дизайн на обвивния слой пряко влияят върху цялостните характеристики на кабела. Обвивният слой обикновено се състои от един или два слоя защитна лента, увита около изолацията или вътрешната обвивка на проводника, осигурявайки защита, буфериране, топлоизолация и функции против стареене. По-долу е разгледано специфичното въздействие на обвивния слой върху огнеустойчивостта от различни гледни точки.
1. Въздействие на горими материали
Ако обвиващият слой използва горими материали (като напримерНетъкана лентаили PVC лента), тяхната работа във високотемпературна среда влияе пряко върху огнеустойчивостта на кабела. Тези материали, когато изгорят по време на пожар, създават деформационно пространство за изолационния и огнеустойчивия слой. Този механизъм за освобождаване ефективно намалява компресията на огнеустойчивия слой поради високотемпературно напрежение, намалявайки вероятността от повреда на огнеустойчивия слой. Освен това, тези материали могат да буферират топлината по време на ранните етапи на горене, забавяйки топлопреноса към проводника и временно защитавайки структурата на кабела.
Самите горими материали обаче имат ограничена способност да подобрят огнеустойчивостта на кабела и обикновено е необходимо да се използват заедно с огнеустойчиви материали. Например, при някои огнеустойчиви кабели е необходим допълнителен слой огнеупорна бариера (като напримерслюдена лента) може да се добави върху горимия материал, за да се подобри общата огнеустойчивост. Този комбиниран дизайн може ефективно да балансира разходите за материали и контролируемостта на производствения процес в практически приложения, но ограниченията на горимите материали все пак трябва да бъдат внимателно оценени, за да се гарантира цялостната безопасност на кабела.
2. Въздействие на огнеупорни материали
Ако обвиващият слой използва огнеупорни материали, като например лента от стъклени влакна с покритие или лента от слюда, това може значително да подобри противопожарните характеристики на кабела. Тези материали образуват огнеупорна бариера при високи температури, предотвратявайки директния контакт на изолационния слой с пламъците и забавяйки процеса на топене на изолацията.
Трябва да се отбележи обаче, че поради стягащото действие на обгръщащия слой, напрежението на разширение на изолационния слой по време на високотемпературно топене може да не се освободи навън, което води до значително компресионно въздействие върху огнеустойчивия слой. Този ефект на концентрация на напрежение е особено изразен в бронираните конструкции от стоманени ленти, което може да намали огнеустойчивостта.
За да се балансират двойните изисквания за механично затягане и изолация от пламък, в дизайна на обвиващия слой могат да се въведат множество огнеупорни материали, а степента на припокриване и опъването на обвиващия слой могат да се регулират, за да се намали въздействието на концентрацията на напрежение върху огнеустойчивия слой. Освен това, приложението на гъвкави огнеупорни материали постепенно се е увеличило през последните години. Тези материали могат значително да намалят проблема с концентрацията на напрежение, като същевременно гарантират ефективността на огнеупорната изолация, допринасяйки положително за подобряване на цялостната огнеустойчивост.
3. Огнеустойчивост на калцинирана слюдена лента
Калцинираната слюдена лента, като високоефективен опаковъчен материал, може значително да подобри огнеустойчивостта на кабела. Този материал образува здрава защитна обвивка при високи температури, предотвратявайки навлизането на пламъци и газове с висока температура в областта на проводника. Този плътен защитен слой не само изолира пламъците, но и предотвратява по-нататъшно окисляване и повреждане на проводника.
Калцинираната слюдена лента има екологични предимства, тъй като не съдържа флуор или халогени и не отделя токсични газове при изгаряне, отговаряйки на съвременните екологични изисквания. Отличната ѝ гъвкавост позволява да се адаптира към сложни сценарии на окабеляване, подобрявайки температурната устойчивост на кабела, което го прави особено подходящ за високи сгради и железопътен транспорт, където се изисква висока пожароустойчивост.
4. Значението на структурния дизайн
Структурният дизайн на обвиващия слой е от решаващо значение за огнеустойчивостта на кабела. Например, използването на многослойна обвиваща структура (като например двойна или многослойна калцинирана слюдена лента) не само подобрява ефекта на пожарозащита, но и осигурява по-добра термична бариера по време на пожар. Освен това, осигуряването на степен на припокриване на обвиващия слой не по-малка от 25% е важна мярка за подобряване на общата огнеустойчивост. Ниската степен на припокриване може да доведе до изтичане на топлина, докато високата степен на припокриване може да увеличи механичната твърдост на кабела, което влияе върху други фактори на производителност.
В процеса на проектиране трябва да се вземе предвид и съвместимостта на обвиващия слой с други структури (като вътрешната обвивка и бронираните слоеве). Например, при високотемпературни сценарии, въвеждането на гъвкав буферен слой от материал може ефективно да разсее напрежението от термично разширение и да намали повредите на огнеустойчивия слой. Тази многослойна дизайнерска концепция е широко приложена в реалното производство на кабели и показва значителни предимства, особено на пазара на огнеустойчиви кабели от висок клас.
5. Заключение
Изборът на материали и структурният дизайн на обвиващия слой за кабела играят решаваща роля за огнеустойчивостта на кабела. Чрез внимателен подбор на материали (като гъвкави огнеустойчиви материали или калцинирана слюдена лента) и оптимизиране на структурния дизайн е възможно значително да се подобри безопасността на кабела в случай на пожар и да се намали рискът от функционална повреда, причинена от пожар. Непрекъснатото оптимизиране на дизайна на обвиващия слой при разработването на съвременни кабелни технологии осигурява солидна техническа гаранция за постигане на по-високи характеристики и по-екологични огнеустойчиви кабели.
Време на публикуване: 30 декември 2024 г.