Polietilenas (PE) yra plačiai naudojamasmaitinimo kabelių ir telekomunikacijų kabelių izoliacija ir apvalkalasdėl puikaus mechaninio stiprumo, kietumo, atsparumo karščiui, izoliacijos ir cheminio stabilumo. Tačiau dėl paties PE struktūrinių savybių jo atsparumas aplinkos įtempiams įtrūkimams yra gana menkas. Ši problema ypač išryškėja, kai PE naudojamas kaip išorinis didelio skerspjūvio šarvuotų kabelių apvalkalas.
1. PE apvalkalo įtrūkimo mechanizmas
PE apvalkalo įtrūkimai dažniausiai atsiranda dviem atvejais:
a. Aplinkos įtrūkimai: tai reiškinys, kai dėl bendro įtempimo arba aplinkos terpės poveikio po kabelio įrengimo ir eksploatavimo apvalkalas trapus įtrūksta nuo paviršiaus. Tai pirmiausia sukelia vidinis įtempis apvalkale ir ilgalaikis polinių skysčių poveikis. Išsamūs medžiagų modifikavimo tyrimai iš esmės išsprendė tokio tipo įtrūkimus.
b. Mechaninis įtempių įtrūkimas: tai atsiranda dėl konstrukcinių kabelio trūkumų arba netinkamų apvalkalo ekstruzijos procesų, dėl kurių kabelio montavimo metu susidaro didelė įtempių koncentracija ir deformacijos sukeltas įtrūkimas. Šio tipo įtrūkimai yra ryškesni didelio skerspjūvio plieninės juostos šarvuotų kabelių išoriniuose apvalkaluose.
2. PE apvalkalo įtrūkimo priežastys ir tobulinimo priemonės
2.1 Kabelio įtakaPlieninė juostaStruktūra
Kabeliuose, kurių išorinis skersmuo didesnis, šarvuotą sluoksnį paprastai sudaro dvisluoksnės plieninės juostos. Priklausomai nuo kabelio išorinio skersmens, plieninės juostos storis skiriasi (0,2 mm, 0,5 mm ir 0,8 mm). Storesnės šarvuotos plieno juostos turi didesnį standumą ir prastesnį plastiškumą, todėl tarp viršutinio ir apatinio sluoksnių yra didesnis atstumas. Ekstruzijos metu tai sukelia didelius apvalkalo storio skirtumus tarp viršutinio ir apatinio šarvuoto sluoksnio paviršiaus sluoksnių. Plonesnėse apvalkalo vietose, esančiose išorinės plieninės juostos kraštuose, įtempių koncentracija yra didžiausia ir yra pagrindinės sritys, kuriose ateityje atsiranda įtrūkimų.
Siekiant sumažinti šarvuotos plieninės juostos poveikį išoriniam apvalkalui, tarp plieninės juostos ir PE apvalkalo apvyniojamas arba išspaudžiamas tam tikro storio buferinis sluoksnis. Šis buferinis sluoksnis turi būti vienodai tankus, be raukšlių ar išsikišimų. Buferinio sluoksnio pridėjimas pagerina lygumą tarp dviejų plieninės juostos sluoksnių, užtikrina vienodą PE apvalkalo storį ir kartu su PE apvalkalo susitraukimu sumažina vidinį įtempį.
ONEWORLD vartotojams siūlo įvairaus storiocinkuotos plieno juostos šarvuotos medžiagospatenkinti įvairius poreikius.
2.2 Kabelio gamybos proceso poveikis
Pagrindinės problemos, susijusios su didelio išorinio skersmens šarvuotų kabelių apvalkalų ekstruzijos procesu, yra netinkamas aušinimas, netinkamas formos paruošimas ir per didelis tempimo santykis, dėl kurio apvalkale susidaro per didelis vidinis įtempis. Didelio dydžio kabeliai dėl storų ir plačių apvalkalų dažnai susiduria su vandens lovių ilgio ir tūrio apribojimais ekstruzijos gamybos linijose. Atvėsinimas nuo daugiau nei 200 laipsnių Celsijaus ekstruzijos metu iki kambario temperatūros kelia iššūkių. Dėl netinkamo aušinimo prie šarvų sluoksnio susidaro minkštesnis apvalkalas, dėl kurio apvalkalo paviršius įbrėžiamas, kai kabelis suvyniotas, o tai galiausiai gali sukelti įtrūkimus ir lūžimą tiesiant kabelį dėl išorinių jėgų. Be to, nepakankamas aušinimas padidina vidines susitraukimo jėgas po suvyniojimo ir padidina apvalkalo įtrūkimų riziką veikiant didelėms išorinėms jėgoms. Norint užtikrinti pakankamą aušinimą, rekomenduojama padidinti vandens lovelių ilgį arba tūrį. Labai svarbu sumažinti ekstruzijos greitį išlaikant tinkamą apvalkalo plastifikaciją ir leisti pakankamai laiko atvėsti vyniojant. Be to, atsižvelgiant į polietileną kaip kristalinį polimerą, segmentuotas temperatūros sumažinimo aušinimo metodas nuo 70–75 °C iki 50–55 °C ir galiausiai iki kambario temperatūros padeda sumažinti vidinius įtempius aušinimo proceso metu.
2.3 Ritės spindulio įtaka kabelio vyniojimui
Kabelių vyniojimo metu gamintojai laikosi pramonės standartų pasirinkdami tinkamas tiekimo rites. Tačiau didelio išorinio skersmens kabelių ilgio pristatymas kelia iššūkių renkantis tinkamas rites. Kad atitiktų nurodytą pristatymo ilgį, kai kurie gamintojai sumažina ritės cilindro skersmenį, todėl kabelio lenkimo spindulys yra nepakankamas. Per didelis lenkimas sukelia šarvų sluoksnių pasislinkimą, o tai sukelia dideles apvalkalo kirpimo jėgas. Sunkiais atvejais šarvuotos plieninės juostelės spygliuočiai gali prasiskverbti į amortizacinį sluoksnį, įsiterpti tiesiai į apvalkalą ir sukelti įtrūkimus arba įtrūkimus išilgai plieno juostos krašto. Klojant kabelį dėl šoninio lenkimo ir traukimo jėgų apvalkalas įtrūksta išilgai šių plyšių, ypač jei kabeliai yra arčiau ritės vidinių sluoksnių, todėl jie labiau linkę lūžti.
2.4 Statybos ir įrengimo aplinkos poveikis vietoje
Norint standartizuoti kabelio konstrukciją, patartina kuo labiau sumažinti kabelio tiesimo greitį, vengti per didelio šoninio slėgio, lenkimo, traukimo jėgų ir paviršinių susidūrimų, užtikrinant civilizuotą statybos aplinką. Pageidautina, prieš montuodami kabelį, leiskite kabeliui pailsėti 50–60 °C temperatūroje, kad pašalintumėte vidinį įtempį iš apvalkalo. Venkite ilgalaikio kabelių poveikio tiesioginiams saulės spinduliams, nes skirtingose kabelio pusėse esanti temperatūrų skirtumai gali sukelti įtempių koncentraciją, o tai padidina apvalkalo įtrūkimų riziką tiesiant kabelį.
Paskelbimo laikas: 2023-12-18