Polietilenas (PE) yra plačiai naudojamasmaitinimo ir telekomunikacijų kabelių izoliacija ir apvalkalasdėl puikaus mechaninio stiprumo, tvirtumo, atsparumo karščiui, izoliacijos ir cheminio stabilumo. Tačiau dėl paties PE struktūrinių savybių jo atsparumas aplinkos įtempių sukeliamiems įtrūkimams yra gana prastas. Ši problema ypač išryškėja, kai PE naudojamas kaip didelio skerspjūvio šarvuotų kabelių išorinis apvalkalas.
1. PE apvalkalo įtrūkimo mechanizmas
PE apvalkalo įtrūkimai dažniausiai atsiranda dviem atvejais:
a. Aplinkos įtempių įtrūkimai: tai reiškinys, kai po kabelio įrengimo ir eksploatavimo apvalkalas trapiai įtrūksta nuo paviršiaus dėl bendro įtempio arba aplinkos poveikio. Tai pirmiausia sukelia vidinis įtempis apvalkale ir ilgalaikis polinių skysčių poveikis. Išsamūs medžiagų modifikavimo tyrimai iš esmės išsprendė šio tipo įtrūkimų problemą.
b. Mechaninis įtrūkimas dėl įtempių: jis atsiranda dėl kabelio konstrukcinių trūkumų arba netinkamo apvalkalo ekstruzijos proceso, dėl kurio kabelio montavimo metu susidaro didelė įtempių koncentracija ir deformacijos sukelti įtrūkimai. Šio tipo įtrūkimai labiau ryškūs didelio profilio plienine juosta šarvuotų kabelių išoriniuose apvalkaluose.
2. PE apvalkalo įtrūkimų priežastys ir jų šalinimo priemonės
2.1 Kabelio įtakaPlieninė juostaStruktūra
Didesnio išorinio skersmens kabeliuose šarvuotas sluoksnis paprastai sudarytas iš dvigubo plieno juostos sluoksnio. Priklausomai nuo kabelio išorinio skersmens, plieninės juostos storis skiriasi (0,2 mm, 0,5 mm ir 0,8 mm). Storesnės šarvuotos plieninės juostos pasižymi didesniu standumu ir prastesniu plastiškumu, todėl tarp viršutinio ir apatinio sluoksnių yra didesnis atstumas. Ekstruzijos metu dėl to atsiranda didelių apvalkalo storio skirtumų tarp viršutinio ir apatinio šarvuoto sluoksnio paviršiaus sluoksnių. Plonesnės apvalkalo sritys išorinės plieninės juostos kraštuose patiria didžiausią įtempių koncentraciją ir yra pagrindinės sritys, kuriose ateityje atsiranda įtrūkimų.
Siekiant sušvelninti šarvuotos plieninės juostos poveikį išoriniam apvalkalui, tarp plieninės juostos ir PE apvalkalo įvyniojamas arba išspaudžiamas tam tikro storio buferinis sluoksnis. Šis buferinis sluoksnis turi būti vienodo tankumo, be raukšlių ar išsikišimų. Buferinio sluoksnio pridėjimas pagerina dviejų plieninės juostos sluoksnių lygumą, užtikrina vienodą PE apvalkalo storį ir, kartu su PE apvalkalo susitraukimu, sumažina vidinį įtempį.
ONEWORLD siūlo vartotojams skirtingo storiocinkuotos plieninės juostos šarvuotos medžiagospatenkinti įvairius poreikius.
2.2 Kabelių gamybos proceso poveikis
Pagrindinės didelio išorinio skersmens šarvuotų kabelių apvalkalų ekstruzijos proceso problemos yra nepakankamas aušinimas, netinkamas formos paruošimas ir per didelis tempimo santykis, dėl kurio apvalkale susidaro per didelis vidinis įtempis. Didelių matmenų kabeliai dėl savo storų ir plačių apvalkalų dažnai susiduria su vandens latakų ilgio ir tūrio apribojimais ekstruzijos gamybos linijose. Aušinimas nuo daugiau nei 200 laipsnių Celsijaus ekstruzijos metu iki kambario temperatūros kelia problemų. Dėl nepakankamo aušinimo apvalkalas šalia šarvuoto sluoksnio suminkštėja, todėl suvyniojus kabelį apvalkalo paviršius subraižomas, o tai galiausiai gali sukelti įtrūkimus ir lūžius klojant kabelį dėl išorinių jėgų. Be to, nepakankamas aušinimas padidina vidines susitraukimo jėgas po suvyniojimo, todėl padidėja apvalkalo įtrūkimo rizika veikiant didelėms išorinėms jėgoms. Norint užtikrinti pakankamą aušinimą, rekomenduojama padidinti vandens latakų ilgį arba tūrį. Labai svarbu sumažinti ekstruzijos greitį, išlaikant tinkamą apvalkalo plastifikaciją ir suteikiant pakankamai laiko aušinimui vyniojimo metu. Be to, atsižvelgiant į tai, kad polietilenas yra kristalinis polimeras, segmentinis temperatūros mažinimo aušinimo metodas – nuo 70–75 °C iki 50–55 °C ir galiausiai iki kambario temperatūros – padeda sumažinti vidinius įtempius aušinimo proceso metu.
2.3 Apvyniojimo spindulio įtaka kabelio apvyniojimui
Vyniodami kabelius, gamintojai laikosi pramonės standartų, rinkdamiesi tinkamas tiekimo rites. Tačiau didelių išorinių skersmenų kabelių tiekimo ilgių pritaikymas kelia iššūkių renkantis tinkamas rites. Siekdami atitikti nurodytus tiekimo ilgius, kai kurie gamintojai sumažina ritės cilindro skersmenis, todėl kabelio lenkimo spindulys yra nepakankamas. Per didelis lenkimas sukelia šarvuotų sluoksnių poslinkį, dėl kurio apvalkalui atsiranda didelės šlyties jėgos. Sunkiais atvejais šarvuotos plieninės juostos šerpetojai gali pradurti amortizuojantį sluoksnį, tiesiogiai įsitvirtinti apvalkale ir sukelti įtrūkimus ar įtrūkimus išilgai plieninės juostos krašto. Klojant kabelius, šoninės lenkimo ir tempimo jėgos sukelia apvalkalo įtrūkimus išilgai šių įtrūkimų, ypač kabeliams, esantiems arčiau ritės vidinių sluoksnių, todėl jie yra labiau linkę lūžti.
2.4 Statybos ir montavimo aplinkos poveikis statybvietėje
Siekiant standartizuoti kabelių konstrukciją, patariama kuo labiau sumažinti kabelių klojimo greitį, vengiant per didelio šoninio slėgio, lenkimo, tempimo jėgų ir susidūrimų su paviršiais, užtikrinant civilizuotą statybos aplinką. Prieš montuojant kabelį, geriausia leisti jam pastovėti 50–60 °C temperatūroje, kad sumažėtų vidiniai apvalkalo įtempiai. Venkite ilgalaikio kabelių laikymo tiesioginiuose saulės spinduliuose, nes skirtinga temperatūra skirtingose kabelio pusėse gali sukelti įtempių koncentraciją ir padidinti apvalkalo įtrūkimo riziką klojant kabelį.
Įrašo laikas: 2023 m. gruodžio 18 d.