Поліетилен (ПЕ) широко використовується візоляція та оболонка силових кабелів і телекомунікаційних кабелівзавдяки чудовій механічній міцності, в'язкості, термостійкості, ізоляції та хімічній стабільності. Однак через структурні характеристики самого поліетилену його стійкість до розтріскування під впливом зовнішнього середовища відносно низька. Ця проблема стає особливо актуальною, коли ПЕ використовується як зовнішня оболонка броньованих кабелів великого перерізу.
1. Механізм розтріскування ПЕ оболонки
Розтріскування ПЕ оболонки в основному відбувається в двох ситуаціях:
a. Розтріскування під напругою в навколишньому середовищі: це стосується явища, коли оболонка зазнає крихкого розтріскування від поверхні внаслідок комбінованого навантаження або впливу навколишнього середовища після встановлення та експлуатації кабелю. Це в основному спричинено внутрішньою напругою всередині оболонки та тривалим впливом полярних рідин. Великі дослідження модифікації матеріалу суттєво усунули цей тип розтріскування.
b. Розтріскування від механічної напруги: це відбувається через структурні недоліки кабелю або невідповідні процеси екструзії оболонки, що призводить до значної концентрації напруги та розтріскування, спричиненого деформацією, під час монтажу кабелю. Цей тип розтріскування більш виражений у зовнішніх оболонках броньованих кабелів із сталевих стрічок великого перерізу.
2. Причини розтріскування ПЕ оболонки та заходи щодо її усунення
2.1 Вплив кабелюСталева стрічкаСтруктура
У кабелях з більшим зовнішнім діаметром броньований шар зазвичай складається з двошарових сталевих стрічок. Залежно від зовнішнього діаметра кабелю товщина сталевої стрічки різна (0,2 мм, 0,5 мм і 0,8 мм). Більш товсті армовані сталеві стрічки мають вищу жорсткість і гіршу пластичність, що призводить до збільшення відстані між верхнім і нижнім шарами. Під час екструзії це викликає значні відмінності в товщині оболонки між верхнім і нижнім шарами поверхні броньованого шару. Більш тонкі ділянки оболонки на краях зовнішньої сталевої стрічки відчувають найбільшу концентрацію напруги і є основними областями, де в майбутньому відбуваються тріщини.
Щоб пом’якшити вплив броньованої сталевої стрічки на зовнішню оболонку, між сталевою стрічкою та поліетиленовою оболонкою намотують або екструдують буферний шар певної товщини. Цей буферний шар повинен бути рівномірно щільним, без зморшок і виступів. Додавання буферного шару покращує гладкість між двома шарами сталевої стрічки, забезпечує рівномірну товщину поліетиленової оболонки та, у поєднанні зі стягуванням поліетиленової оболонки, зменшує внутрішню напругу.
ONEWORLD пропонує користувачам різні товщиниоцинкована сталева стрічка броньовані матеріалидля задоволення різноманітних потреб.
2.2 Вплив процесу виробництва кабелю
Основними проблемами, пов’язаними з процесом екструзії броньованих оболонок кабелю великого зовнішнього діаметра, є недостатнє охолодження, неправильна підготовка форми та надмірний коефіцієнт розтягування, що призводить до надмірного внутрішнього напруження всередині оболонки. Кабелі великого розміру через їх товсту та широку оболонку часто стикаються з обмеженнями щодо довжини та об’єму водяних жолобів на екструзійних виробничих лініях. Охолодження з понад 200 градусів Цельсія під час екструзії до кімнатної температури створює проблеми. Недостатнє охолодження призводить до більш м’якої оболонки біля шару броні, спричиняючи подряпини на поверхні оболонки під час згортання кабелю, що зрештою призводить до потенційних тріщин і поломок під час прокладання кабелю через зовнішні сили. Крім того, недостатнє охолодження сприяє збільшенню внутрішніх сил усадки після намотування, що підвищує ризик розтріскування оболонки під впливом значних зовнішніх сил. Щоб забезпечити достатнє охолодження, рекомендується збільшити довжину або об’єм водяних корит. Важливо знизити швидкість екструзії, зберігаючи належну пластифікацію оболонки та надаючи достатньо часу для охолодження під час намотування. Крім того, враховуючи поліетилен як кристалічний полімер, сегментований метод охолодження зниження температури від 70-75°C до 50-55°C і, нарешті, до кімнатної температури, допомагає зменшити внутрішні напруги під час процесу охолодження.
2.3 Вплив радіуса намотування на намотування кабелю
Під час намотування кабелю виробники дотримуються галузевих стандартів щодо вибору відповідних барабанів для доставки. Однак пристосування до великої довжини доставки для кабелів великого зовнішнього діаметра створює проблеми під час вибору відповідних котушок. Щоб відповідати заданій довжині постачання, деякі виробники зменшують діаметр барабана котушки, що призводить до недостатніх радіусів вигину кабелю. Надмірний вигин призводить до зміщення шарів броні, викликаючи значні зсувні сили на оболонці. У важких випадках задирки армованої сталевої смуги можуть пробити амортизаційний шар, проникаючи безпосередньо в оболонку та спричиняючи тріщини або тріщини вздовж краю сталевої смуги. Під час укладання кабелю бічні сили згинання та витягування призводять до тріщини оболонки вздовж цих тріщин, особливо для кабелів ближче до внутрішніх шарів котушки, що робить їх більш схильними до поломки.
2.4 Вплив навколишнього середовища будівництва та монтажу на місці
Щоб стандартизувати конструкцію кабелю, рекомендується мінімізувати швидкість прокладки кабелю, уникаючи надмірного бічного тиску, згинання, тягових сил і зіткнень поверхонь, забезпечуючи цивілізоване будівельне середовище. Бажано перед установкою кабелю дати кабелю відпочити при 50-60°C, щоб зняти внутрішню напругу в оболонці. Уникайте тривалого впливу прямих сонячних променів на кабелі, оскільки різниця температур на різних сторонах кабелю може призвести до концентрації напруги, збільшуючи ризик розтріскування оболонки під час прокладання кабелю.
Час публікації: 18 грудня 2023 р