Polietilen (PE) se široko koristi uizolacija i plašt energetskih kablova i telekomunikacijskih kablovazbog svoje odlične mehaničke čvrstoće, žilavosti, otpornosti na toplotu, izolacije i hemijske stabilnosti. Međutim, zbog strukturnih karakteristika samog PE-a, njegova otpornost na pucanje usljed napona u okolini je relativno slaba. Ovaj problem postaje posebno izražen kada se PE koristi kao vanjski plašt oklopljenih kablova velikog presjeka.
1. Mehanizam pucanja PE omotača
Pucanje PE omotača se uglavnom javlja u dvije situacije:
a. Pucanje usljed naprezanja u okolišu: Ovo se odnosi na fenomen gdje omotač podliježe krhkom pucanju na površini zbog kombinovanog naprezanja ili izloženosti okolišnim medijima nakon instalacije i rada kabla. To je prvenstveno uzrokovano unutrašnjim naprezanjem unutar omotača i produženim izlaganjem polarnim tekućinama. Opsežna istraživanja modifikacije materijala u velikoj mjeri su riješila ovu vrstu pucanja.
b. Mehaničko pucanje usljed naprezanja: Ovo se dešava zbog strukturnih nedostataka u kablu ili neodgovarajućih procesa ekstruzije plašta, što dovodi do značajne koncentracije naprezanja i pucanja izazvanog deformacijom tokom instalacije kabla. Ova vrsta pucanja je izraženija u vanjskim plaštovima kablova oklopljenih čeličnim trakama velikog presjeka.
2. Uzroci pucanja PE omotača i mjere za poboljšanje
2.1 Utjecaj kabelaČelična trakaStruktura
Kod kablova sa većim vanjskim promjerom, armirani sloj se obično sastoji od dvoslojnih omotača od čelične trake. Ovisno o vanjskom promjeru kabla, debljina čelične trake varira (0,2 mm, 0,5 mm i 0,8 mm). Deblje armirane čelične trake imaju veću krutost i slabiju plastičnost, što rezultira većim razmakom između gornjeg i donjeg sloja. Tokom ekstruzije, to uzrokuje značajne razlike u debljini plašta između gornjeg i donjeg sloja površine armiranog sloja. Tanja područja plašta na rubovima vanjske čelične trake doživljavaju najveću koncentraciju napona i glavna su područja gdje dolazi do budućih pucanja.
Da bi se ublažio uticaj armirane čelične trake na vanjski omotač, između čelične trake i PE omotača se omotava ili ekstrudira zaštitni sloj određene debljine. Ovaj zaštitni sloj treba biti jednoliko gust, bez nabora ili izbočina. Dodavanje zaštitnog sloja poboljšava glatkoću između dva sloja čelične trake, osigurava jednoliku debljinu PE omotača i, u kombinaciji sa skupljanjem PE omotača, smanjuje unutrašnji napon.
ONEWORLD korisnicima nudi različite debljineoklopni materijali od pocinčane čelične trakeda zadovolje raznolike potrebe.
2.2 Utjecaj procesa proizvodnje kablova
Primarni problemi s procesom ekstruzije oklopljenih kablovskih plašteva velikog vanjskog promjera su neadekvatno hlađenje, nepravilna priprema kalupa i prekomjerni omjer istezanja, što rezultira prekomjernim unutrašnjim naponom unutar plašta. Veliki kablovi, zbog svojih debelih i širokih plašteva, često se suočavaju s ograničenjima u dužini i volumenu vodnih kanala na proizvodnim linijama za ekstruziju. Hlađenje s preko 200 stepeni Celzijusa tokom ekstruzije na sobnu temperaturu predstavlja izazov. Neadekvatno hlađenje dovodi do mekšeg plašta u blizini oklopnog sloja, što uzrokuje grebanje na površini plašta kada se kabel namotava, što na kraju rezultira potencijalnim pukotinama i lomom tokom polaganja kabela uslijed vanjskih sila. Štaviše, nedovoljno hlađenje doprinosi povećanim unutrašnjim silama skupljanja nakon namotavanja, povećavajući rizik od pucanja plašta pod značajnim vanjskim silama. Da bi se osiguralo dovoljno hlađenje, preporučuje se povećanje dužine ili volumena vodnih kanala. Smanjenje brzine ekstruzije uz održavanje pravilne plastifikacije plašta i omogućavanje dovoljno vremena za hlađenje tokom namotavanja je neophodno. Osim toga, uzimajući polietilen kao kristalni polimer, metoda segmentiranog snižavanja temperature hlađenja, sa 70-75°C na 50-55°C, i konačno na sobnu temperaturu, pomaže u ublažavanju unutrašnjih napona tokom procesa hlađenja.
2.3 Utjecaj radijusa namotavanja na namotavanje kabela
Tokom namotavanja kabla, proizvođači se pridržavaju industrijskih standarda za odabir odgovarajućih kalemova za isporuku. Međutim, prilagođavanje dugim dužinama isporuke za kablove velikog vanjskog promjera predstavlja izazov pri odabiru odgovarajućih kalemova. Da bi se zadovoljile specificirane dužine isporuke, neki proizvođači smanjuju prečnik cijevi kalema, što rezultira nedovoljnim radijusima savijanja kabla. Prekomjerno savijanje dovodi do pomjeranja u slojevima oklopa, uzrokujući značajne sile smicanja na plaštu. U težim slučajevima, neravnine oklopne čelične trake mogu probiti sloj amortizacije, ugraditi se direktno u plašt i uzrokovati pukotine ili rupe duž ruba čelične trake. Tokom polaganja kabla, bočne sile savijanja i povlačenja uzrokuju pucanje plašta duž ovih pukotina, posebno kod kablova bliže unutrašnjim slojevima kalema, što ih čini sklonijim lomljenju.
2.4 Utjecaj gradnje i instalacijskog okruženja na licu mjesta
Za standardizaciju konstrukcije kablova, preporučuje se minimiziranje brzine polaganja kabla, izbjegavanje prekomjernog bočnog pritiska, savijanja, sile vučenja i površinskih sudara, osiguravajući civilizirano građevinsko okruženje. Poželjno je, prije instalacije kabla, ostaviti ga da odstoji na 50-60°C kako bi se oslobodio unutrašnji napon iz plašta. Izbjegavajte produženo izlaganje kablova direktnoj sunčevoj svjetlosti, jer različite temperature na različitim stranama kabla mogu dovesti do koncentracije napona, povećavajući rizik od pucanja plašta tokom polaganja kabla.
Vrijeme objave: 18. decembar 2023.