ניתוח נדן פוליאתילן פיצוח בכבלים משוריינים בקטע גדול

פוליאתילן (PE) נמצא בשימוש נרחב בבידוד וליד של כבלי כוח וכבלי טלקומוניקציהבשל חוזקו המכני המצוין, הקשיחות, עמידות החום, בידוד ויציבות כימית. עם זאת, בשל המאפיינים המבניים של PE עצמה, התנגדותו לפיצוח לחץ סביבתי היא ירודה יחסית. סוגיה זו הופכת לבולטת במיוחד כאשר PE משמשת כנדנדה החיצונית של כבלים משוריינים בחתך גדול.

1. מנגנון פיצוח נדן PE
פיצוח נדן PE מתרחש בעיקר בשני מצבים:

א. פיצוח מתח סביבתי: הכוונה לתופעה בה הנדן עובר פיצוח שביר מהשטח בגלל לחץ משולב או חשיפה למדיה סביבתית לאחר התקנת כבלים ותפעול. זה נגרם בעיקר כתוצאה ממתח פנימי בתוך הנדן וחשיפה ממושכת לנוזלים קוטביים. מחקר מקיף בנושא שינוי חומרים פתר באופן משמעותי סוג זה של פיצוח.

ב. פיצוח מתח מכני: זה מתרחש כתוצאה מחסרים מבניים בכבל או בתהליכי שחול נדן בלתי הולמים, מה שמוביל לריכוז לחץ משמעותי ולסדקים הנגרמים על ידי עיוות במהלך התקנת הכבלים. סוג זה של פיצוח בולט יותר בנדנים החיצוניות של כבלים משוריינים של קלטת פלדה רחבה.

2. גורמים למדדי פיצוח ושיפור של נדן PE
2.1 השפעת הכבלסרט פלדהמִבְנֶה
בכבלים עם קוטרים חיצוניים גדולים יותר, השכבה המשוריינת מורכבת בדרך כלל מעטיפות קלטת פלדה שכבה כפולה. תלוי בקוטר החיצוני של הכבל, עובי סרט הפלדה משתנה (0.2 מ"מ, 0.5 מ"מ ו -0.8 מ"מ). קלטות פלדה משוריינות עבות יותר הן בעלות קשיחות גבוהה יותר ופלסטיות גרועה יותר, וכתוצאה מכך מרווח גדול יותר בין שכבות עליונות ותחתונות. במהלך שחול זה גורם להבדלים משמעותיים בעובי הנדן בין השכבות העליונות והתחתונות של פני השכבה המשוריינת. אזורי נדן דקים יותר בשולי סרט הפלדה החיצוני חווים את ריכוז הלחץ הגדול ביותר והם האזורים העיקריים שבהם מתרחש פיצוח עתידי.

כדי להקל על ההשפעה של סרט הפלדה המשוריין על הנדן החיצוני, שכבת חיץ בעובי מסוים עטופה או מוחצנת בין סרט הפלדה לנדן PE. שכבת חיץ זו צריכה להיות צפופה באופן אחיד, ללא קמטים או בליטות. תוספת של שכבת חיץ משפרת את החלקות בין שתי שכבות סרט הפלדה, מבטיחה עובי נדן PE אחיד, ובשילוב עם התכווצות נדן ה- PE, מפחיתה את הלחץ הפנימי.

OneWorld מספק למשתמשים עובי שונים שלחומרים משוריינים של קלטת פלדה מגולוונתכדי לענות על צרכים מגוונים.

2.2 השפעת תהליך ייצור הכבלים

הנושאים העיקריים בתהליך שחול של נדן כבלים משוריינים בקוטר חיצוני גדולים הם קירור לקוי, הכנת עובש לא תקינה ויחס מתיחה מוגזם, וכתוצאה מכך לחץ פנימי מוגזם בתוך הנדן. כבלים גדולים בגודל, בגלל נדן העבים והרחבים שלהם, פונים לרוב מגבלות באורך ונפח שוקות המים בקווי ייצור שחול. קירור מיותר מ -200 מעלות צלזיוס במהלך שחול לטמפרטורת החדר מהווה אתגרים. קירור לא מספק מוביל לנדן רך יותר ליד שכבת השריון, וגורם לשריטה על פני הנדן כאשר הכבל מפותל, ובסופו של דבר וכתוצאה מכך סדקים ושבירה פוטנציאליים במהלך הנחת הכבלים בגלל כוחות חיצוניים. יתרה מזאת, קירור לא מספיק תורם לעלייה בכוחות ההצטמקות הפנימיים לאחר הסתבכות, תוך העלאת הסיכון לפיצוח נדן תחת כוחות חיצוניים משמעותיים. כדי להבטיח קירור מספיק, מומלץ להגדיל את אורך או נפח שוקות המים. הורדת מהירות שחול תוך שמירה על פלסטזציה נדן מתאימה ומאפשרת זמן לקירור מספיק במהלך התפתלות היא חיונית. בנוסף, בהתחשב בפוליאתילן כפולימר גבישי, שיטת קירור להפחתת טמפרטורה מפולחת, בין 70-75 מעלות צלזיוס ל- 50-55 מעלות צלזיוס, ולבסוף לטמפרטורת החדר, מסייעת להקל על הלחצים הפנימיים במהלך תהליך הקירור.

2.3 השפעה של רדיוס סליל על סלילי הכבלים

במהלך פליסל כבלים, היצרנים דבקים בתקני התעשייה לבחירת סלילי משלוח מתאימים. עם זאת, התאמה בין אורכי משלוח ארוכים לכבלים גדולים בקוטר חיצוני מהווה אתגרים בבחירת סלילים מתאימים. כדי לעמוד באורכי המסירה שצוינו, חלק מהיצרנים מפחיתים את קוטרי חבית הסליל, וכתוצאה מכך לא מספיק רדיות כיפוף לכבל. כיפוף מוגזם מוביל לעקירה בשכבות שריון, וגורם לכוחות גזירה משמעותיים על הנדן. במקרים חמורים, קציצות רצועת הפלדה המשוריינות יכולות לנקב את שכבת הריפוד, להטמיע ישירות אל תוך נדן ולגרום לסדקים או לבטעים לאורך קצה רצועת הפלדה. במהלך הנחת הכבלים, כוחות הכיפוף והמשוך לרוחב גורמים לנדן להיסדק לאורך הפיצוחים הללו, במיוחד עבור כבלים קרובים יותר לשכבות הפנימיות של הסליל, מה שהופך אותם למועדים יותר לשבירה.

2.4 השפעת סביבת בנייה והתקנה באתר

כדי לתקנן את בניית הכבלים, מומלץ למזער את מהירות הנחת הכבלים, להימנע מלחץ רוחבי מוגזם, כיפוף, כוחות משיכה והתנגשויות שטח, ולהבטיח סביבת בנייה תרבותית. רצוי, לפני התקנת הכבלים, אפשר לכבל לנוח בטמפרטורה של 50-60 מעלות צלזיוס לשחרר לחץ פנימי מהנדון. הימנע מחשיפה ממושכת של כבלים לאור שמש ישיר, שכן טמפרטורות דיפרנציאליות בצדדים שונים של הכבל עלולים להוביל לריכוז הלחץ, מה שמגדיל את הסיכון לפיצוח נדן במהלך הנחת הכבלים.