Polietilen (PE) se široko koristi uizolacija i plašt energetskih i telekomunikacijskih kablovazbog svoje odlične mehaničke čvrstoće, žilavosti, otpornosti na toplinu, izolacije i kemijske stabilnosti. Međutim, zbog strukturnih karakteristika samog PE, njegova otpornost na pucanje pod stresom iz okoline je relativno slaba. Ovo pitanje postaje posebno izraženo kada se PE koristi kao vanjski omotač oklopnih kabela velikog presjeka.
1. Mehanizam pucanja PE omotača
Pukotine PE omotača uglavnom se javljaju u dvije situacije:
a. Pucanje pod stresom iz okoline: Ovo se odnosi na pojavu u kojoj plašt podliježe krhkom pucanju od površine zbog kombinovanog naprezanja ili izloženosti okolišnom mediju nakon instalacije i rada kabela. Prvenstveno je uzrokovan unutrašnjim stresom unutar omotača i produženim izlaganjem polarnim tekućinama. Opsežna istraživanja modifikacije materijala značajno su riješila ovu vrstu pukotina.
b. Pucanje pod mehaničkim naprezanjem: Ovo nastaje zbog strukturnih nedostataka u kablu ili neodgovarajućih procesa ekstruzije omotača, što dovodi do značajne koncentracije naprezanja i pucanja izazvanog deformacijom tokom instalacije kabla. Ova vrsta pucanja je izraženija u vanjskim omotačima čeličnih trakastih oklopnih kabela velikog presjeka.
2. Uzroci pucanja PE omotača i mjere poboljšanja
2.1 Utjecaj kablaSteel TapeStruktura
Kod kablova većeg spoljašnjeg prečnika, oklopni sloj se obično sastoji od dvoslojnih omotača čelične trake. U zavisnosti od spoljašnjeg prečnika kabla, debljina čelične trake varira (0,2 mm, 0,5 mm i 0,8 mm). Deblje armirane čelične trake imaju veću krutost i lošiju plastičnost, što rezultira većim razmakom između gornjih i donjih slojeva. Prilikom ekstruzije to uzrokuje značajne razlike u debljini omotača između gornjeg i donjeg sloja površine oklopnog sloja. Tanja područja omotača na rubovima vanjske čelične trake doživljavaju najveću koncentraciju naprezanja i primarna su područja gdje dolazi do budućih pukotina.
Da bi se ublažio utjecaj armirane čelične trake na vanjski omotač, između čelične trake i PE omotača umotava se ili ekstrudira puferski sloj određene debljine. Ovaj puferski sloj treba da bude jednolično gust, bez bora ili izbočina. Dodavanje puferskog sloja poboljšava glatkoću između dva sloja čelične trake, osigurava ujednačenu debljinu PE omotača i, u kombinaciji sa kontrakcijom PE omotača, smanjuje unutrašnje naprezanje.
ONEWORLD korisnicima nudi različite debljineoklopni materijali od pocinčane čelične trakeda zadovolji različite potrebe.
2.2 Uticaj procesa proizvodnje kablova
Primarni problemi s procesom ekstruzije oklopnih omotača kabela velikog vanjskog promjera su neadekvatno hlađenje, nepravilna priprema kalupa i preveliki omjer rastezanja, što rezultira prekomjernim unutrašnjim naprezanjem unutar omotača. Kablovi velikih dimenzija, zbog svojih debelih i širokih omotača, često se suočavaju s ograničenjima u dužini i zapremini vodenih korita na proizvodnim linijama za ekstruziju. Hlađenje sa preko 200 stepeni Celzijusa tokom ekstruzije na sobnu temperaturu predstavlja izazov. Neadekvatno hlađenje dovodi do mekšeg omotača u blizini oklopnog sloja, što uzrokuje grebanje na površini omotača kada je kabel namotan, što na kraju dovodi do potencijalnih pukotina i loma prilikom polaganja kabela uslijed vanjskih sila. Štaviše, nedovoljno hlađenje doprinosi povećanju unutrašnjih sila skupljanja nakon namotavanja, povećavajući rizik od pucanja omotača pod značajnim vanjskim silama. Da bi se osiguralo dovoljno hlađenje, preporučuje se povećanje dužine ili zapremine korita za vodu. Smanjenje brzine ekstruzije uz održavanje odgovarajuće plastifikacije omotača i omogućavanje dovoljno vremena za hlađenje tokom namotavanja je bitno. Uz to, uzimajući u obzir polietilen kao kristalni polimer, segmentirani metod hlađenja sa smanjenjem temperature, od 70-75°C do 50-55°C, i konačno do sobne temperature, pomaže u ublažavanju unutrašnjih naprezanja tokom procesa hlađenja.
2.3 Utjecaj radijusa namotavanja na namotavanje kabela
Tokom namotavanja kabla, proizvođači se pridržavaju industrijskih standarda za odabir odgovarajućih kotura za isporuku. Međutim, prilagođavanje dugih dužina isporuke za kablove velikog vanjskog prečnika predstavlja izazov u odabiru odgovarajućih namotaja. Kako bi zadovoljili specificirane dužine isporuke, neki proizvođači smanjuju prečnik cijevi za namotavanje, što rezultira nedovoljnim radijusima savijanja kabela. Pretjerano savijanje dovodi do pomaka u slojevima oklopa, uzrokujući značajne sile smicanja na omotaču. U teškim slučajevima, neravnine na oklopnoj čeličnoj traki mogu probiti sloj jastuka, ugrađujući se direktno u omotač i uzrokujući pukotine ili pukotine duž ruba čelične trake. Tokom polaganja kablova, bočne sile savijanja i povlačenja uzrokuju pucanje omotača duž ovih pukotina, posebno za kablove bliže unutrašnjim slojevima koluta, što ih čini sklonijim lomljenju.
2.4 Utjecaj okoline izgradnje i instalacije na licu mjesta
Kako bi se standardizirala konstrukcija kabela, savjetuje se da se minimizira brzina polaganja kabela, izbjegavajući prekomjerni bočni pritisak, savijanje, vučne sile i površinske sudare, osiguravajući civilizirano građevinsko okruženje. Poželjno je da prije ugradnje kabela ostavite kabel da miruje na 50-60°C kako bi se oslobodio unutrašnje naprezanje iz omotača. Izbjegavajte produženo izlaganje kablova direktnoj sunčevoj svjetlosti, jer razlike u temperaturi na različitim stranama kabela mogu dovesti do koncentracije naprezanja, povećavajući rizik od pucanja omotača tijekom polaganja kabela.
Vrijeme objave: 18.12.2023