Сучасні електричні системи залежать від взаємозв'язків між різними пристроями, друкованими платами та периферійними пристроями. Незалежно від того, чи передають вони енергію, чи електричні сигнали, кабелі є основою дротових з'єднань, що робить їх невід'ємною частиною всіх систем.
Однак важливість кабельних оболонок (зовнішнього шару, який оточує та захищає внутрішні провідники) часто недооцінюється. Вибір правильного матеріалу кабельної оболонки є критично важливим рішенням у проектуванні та виробництві кабелів, особливо при використанні в суворих умовах. Розуміння балансу між механічними характеристиками, стійкістю до навколишнього середовища, гнучкістю, вартістю та відповідністю нормативним вимогам є ключем до прийняття розумного рішення.
В основі оболонки троса лежить екран, який захищає його та забезпечує термін служби й надійність. Цей захист захищає від вологи, хімічних речовин, ультрафіолетового випромінювання та фізичних навантажень, таких як стирання та удари.
Матеріал для кабельних оболонок варіюється від простих пластмас до сучасних полімерів, кожен з яких має унікальні властивості для задоволення певних екологічних та механічних вимог. Процес вибору є критично важливим, оскільки правильний матеріал забезпечує оптимальну продуктивність та захист за очікуваних умов використання.
Не існує універсального рішення для кабельних оболонок. Вибраний матеріал може значно відрізнятися залежно від унікальних обставин застосування.
При виборі правильного матеріалу для кабельної оболонки слід враховувати кілька факторів.
1. Умови навколишнього середовища
Хімічна стійкість є критичним фактором при виборі кабельних оболонок, оскільки кабелі можуть контактувати з оліями, розчинниками, кислотами або лугами, залежно від їх застосування. Правильно підібрана кабельна оболонка може запобігти деградації або корозії її основних компонентів, тим самим зберігаючи цілісність кабелю протягом терміну його служби. Наприклад, у промисловому середовищі, де поширений хімічний вплив, критично важливо вибрати матеріали, які можуть витримувати такі суворі умови. Тут необхідно оцінити конкретні хімічні речовини, яким піддаватиметься кабель, оскільки це визначає потребу в спеціалізованих матеріалах, таких як фторполімери, для досягнення надзвичайної хімічної стійкості.
Стійкість до погодних умов та сонячного світла є ще одним важливим фактором, особливо для кабелів, що використовуються на відкритому повітрі. Тривалий вплив сонячного світла може послабити традиційні матеріали, що призведе до крихкості та, зрештою, до виходу з ладу. Матеріали, розроблені для стійкості до ультрафіолетового випромінювання, гарантують, що кабель залишається функціональним та довговічним навіть під інтенсивним сонячним світлом. Для таких застосувань ідеальними матеріалами є термопласти CPE, термостати CPE або термостати EPR. Інші сучасні матеріали, такі як зшитий поліетилен (XLPE), були розроблені для забезпечення підвищеної стійкості до ультрафіолетового випромінювання, що гарантує довговічність кабелю при зовнішньому застосуванні.
Крім того, в середовищах, де існує ризик пожежі, вибір вогнестійкої або самозатухаючої оболонки кабелю може стати рятівним вибором. Ці матеріали розроблені для запобігання поширенню полум'я, додаючи важливий рівень безпеки в критично важливих сферах застосування. Щодо вогнестійкості, чудовим вибором є:ПВХтермопласти та термопласти CPE. Такі матеріали можуть уповільнити поширення полум'я, одночасно зменшуючи викиди токсичних газів під час горіння.
2. Механічні властивості
Стійкість до стирання, ударна сила та здатність до здавлювання кабельної оболонки безпосередньо впливають на довговічність поліуретану. Це найбільш важливо в тих випадках, коли кабель проходить через складну місцевість або потребує частого використання. У високомобільних застосуваннях, таких як робототехніка або динамічне обладнання, вибір кабельної оболонки з чудовими механічними властивостями може допомогти уникнути частої заміни та обслуговування. Найкращими зносостійкими матеріалами для покриттів оболонки є поліуретанові термопласти та термопласти CPE.
3. Температурні міркування
Діапазон робочих температур матеріалу кабельної оболонки може бути вирішальним фактором між успіхом або невдачею системи. Матеріали, які не можуть витримувати робочий діапазон температур передбачуваного середовища, можуть стати крихкими в холодних умовах або руйнуватися під впливом високих температур. Ця деградація може поставити під загрозу цілісність кабелю та спричинити пошкодження електричної ізоляції, що призведе до збоїв у роботі або загрози безпеці.
Хоча багато стандартних кабелів можуть бути розраховані на температуру до 105°C, спеціалізовані ПВХ-кабелі можуть потребувати витримки вищих температур. Для таких галузей, як нафтогазова промисловість, для спеціальних застосувань потрібні матеріали, такі як матеріали серії SJS від ITT Cannon, які можуть витримувати температури до 200°C. Для таких високих температур може знадобитися розглянути різноманітні матеріали, включаючи ПВХ з термопластичної сторони та CPE, EPR або CPR з боку термостата. Матеріали, які можуть працювати в таких середовищах, можуть витримувати високі температури та протистояти термічному старінню, забезпечуючи експлуатаційні характеристики кабелю з часом.
Розглянемо високотемпературні середовища, такі як наземні бурові установки. У цих середовищах з високим тиском і високою температурою необхідно вибрати матеріал оболонки кабелю, який може витримувати екстремальні температури без деградації або руйнування. Зрештою, вибір правильного матеріалу оболонки кабелю може забезпечити безпечну та надійну роботу, а також продовжити термін служби обладнання.
4. Потреба в гнучкості
У деяких випадках кабелі повинні залишатися гнучкими при багаторазових рухах згинання та скручування. Ця потреба в гнучкості не зменшує потреби в довговічності; тому матеріали необхідно ретельно підбирати, щоб ефективно збалансувати ці дві вимоги. У цих випадках перевагу надають таким матеріалам, як термопластичні еластомери (TPE) або поліуретан (PUR), завдяки своїй еластичності та пружності.
Наприклад, кабелі, що використовуються в промисловій автоматизації, повинні бути дуже гнучкими, щоб забезпечити рух обладнання, такого як роботи. Сітчасті роботи, що використовуються для таких завдань, як збирання та розміщення деталей, є яскравим прикладом цієї потреби. Їхня конструкція дозволяє здійснювати широкий діапазон рухів, створюючи постійне навантаження на кабелі, що вимагає використання матеріалів, які можуть витримувати вигин та скручування без шкоди для продуктивності.
Після врахування умов навколишнього середовища, механічних властивостей, температури та потреб у гнучкості, важливо також зазначити, що зовнішній діаметр кабелю буде відрізнятися залежно від матеріалу. Щоб залишатися екологічно чистим, діаметр кабелю повинен залишатися в межах герметичності задньої оболонки або кріплення роз'єму.
Час публікації: 12 серпня 2024 р.