ניתוח של פיצוח מעטפת פוליאתילן בכבלים משוריינים בחתך גדול

פוליאתילן (PE) נמצא בשימוש נרחב בתחוםבידוד וכיסוי של כבלי חשמל וכבלי תקשורתבשל חוזק מכני מעולה, קשיחות, עמידות בחום, בידוד ויציבות כימית. עם זאת, בשל המאפיינים המבניים של PE עצמו, עמידותו בפני פיצוח מתח סביבתי גרועה יחסית. סוגיה זו הופכת בולטת במיוחד כאשר PE משמש כמעטה החיצוני של כבלים משוריינים בחתך גדול.

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

א. פיצוח מתח סביבתי: הכוונה היא לתופעה שבה המעטפת עוברת סדקים שביר מפני השטח עקב מתח משולב או חשיפה למדיה סביבתית לאחר התקנת הכבלים והפעלתו. זה נגרם בעיקר מלחץ פנימי בתוך הנדן וחשיפה ממושכת לנוזלים קוטביים. מחקר מקיף על שינוי חומר פתר באופן מהותי סוג זה של פיצוח.

ב. פיצוח מתח מכני: זה מתרחש עקב ליקויים מבניים בכבל או תהליכי שחול לא מתאימים של מעטפת, מה שמוביל לריכוז מתח משמעותי ולפיצוח הנגרם עיוות במהלך התקנת הכבלים. סוג זה של פיצוח בולט יותר במעטפות החיצוניות של כבלים משוריין סרט פלדה בחתך גדול.

2. גורמים לפיצוח נדן PE ואמצעי שיפור
2.1 השפעת הכבליםסרט פלדהמִבְנֶה
בכבלים בעלי קטרים ​​חיצוניים גדולים יותר, השכבה המשוריינת מורכבת בדרך כלל מטייפ פלדה דו-שכבתי. בהתאם לקוטר החיצוני של הכבל, עובי סרט הפלדה משתנה (0.2 מ"מ, 0.5 מ"מ ו-0.8 מ"מ). לסרטי פלדה משוריינים עבים יותר יש קשיחות גבוהה יותר ופלסטיות גרועה יותר, וכתוצאה מכך מרווח גדול יותר בין השכבות העליונות והתחתונות. במהלך האקסטרוזיה, הדבר גורם להבדלים משמעותיים בעובי המעטפת בין השכבות העליונות והתחתונות של פני השכבה המשוריינת. אזורי מעטפת דקים יותר בקצוות סרט הפלדה החיצוני חווים את ריכוז הלחץ הגדול ביותר והם האזורים העיקריים שבהם מתרחש סדקים עתידיים.

כדי למתן את ההשפעה של סרט הפלדה המשוריין על המעטפת החיצונית, שכבת חציצה בעובי מסוים נכרכת או מחולצת בין סרט הפלדה למעטפת PE. שכבת חציצה זו צריכה להיות צפופה באופן אחיד, ללא קמטים או בליטות. הוספת שכבת חציצה משפרת את החלקות בין שתי שכבות סרט הפלדה, מבטיחה עובי מעטפת PE אחיד, ובשילוב עם התכווצות מעטפת PE מפחיתה מתח פנימי.

ONEWORLD מספקת למשתמשים עוביים שונים שלחומרים משוריינים בסרט פלדה מגולווןכדי לענות על צרכים מגוונים.

2.2 השפעת תהליך ייצור הכבלים

הבעיות העיקריות בתהליך האקסטרוזיה של מעטפות כבלים משוריינות בקוטר חיצוני גדול הן קירור לקוי, הכנה לא נכונה של עובש ויחס מתיחה מופרז, וכתוצאה מכך ללחץ פנימי מופרז בתוך הנדן. כבלים בגודל גדול, בשל מעטפתם העבה והרחבת, מתמודדים לעתים קרובות עם מגבלות באורך ובנפח של שקתות מים בקווי ייצור אקסטרוזיה. התקררות מעל 200 מעלות צלזיוס במהלך שחול לטמפרטורת החדר מהווה אתגרים. קירור לא מספק מוביל לנדן רך יותר ליד שכבת השריון, הגורם לשריטות על פני המעטפת כאשר הכבל מתפתל, וכתוצאה מכך בסופו של דבר לסדקים פוטנציאליים ושבירה במהלך הנחת הכבל עקב כוחות חיצוניים. יתר על כן, קירור לא מספיק תורם להגברת כוחות ההתכווצות הפנימיים לאחר סלילתו, מה שמעלה את הסיכון לסדיקה של מעטפת תחת כוחות חיצוניים משמעותיים. כדי להבטיח קירור מספק, מומלץ להגדיל את האורך או הנפח של שוקת המים. הורדת מהירות האקסטרוזיה תוך שמירה על פלסטיקה נאותה של מעטפת ומתן זמן מספיק לקירור במהלך הגלישה היא חיונית. בנוסף, התחשבות בפוליאתילן כפולימר גבישי, שיטת קירור הפחתת טמפרטורה, מ-70-75 מעלות צלזיוס ל-50-55 מעלות צלזיוס, ולבסוף לטמפרטורת החדר, עוזרת להקל על הלחצים הפנימיים במהלך תהליך הקירור.

2.3 השפעת רדיוס הפיתול על סלילת הכבלים

במהלך סלילת כבלים, היצרנים מקפידים על תקני התעשייה לבחירת סלילי משלוח מתאימים. עם זאת, התאמת אורכי משלוח ארוכים עבור כבלים בקוטר חיצוני גדול מציבה אתגרים בבחירת סלילים מתאימים. כדי לעמוד באורכי אספקה ​​שצוינו, חלק מהיצרנים מפחיתים את קוטרי קנה הגלגלים, וכתוצאה מכך רדיוסי כיפוף לא מספיקים עבור הכבל. כפיפה מוגזמת מובילה לתזוזה בשכבות שריון, הגורמת לכוחות גזירה משמעותיים על הנדן. במקרים חמורים, החריצים של רצועת הפלדה המשוריינת עלולים לנקב את שכבת הריפוד, להטמע ישירות לתוך הנדן ולגרום לסדקים או סדקים לאורך קצה רצועת הפלדה. במהלך הנחת הכבלים, כוחות הכיפוף והמשיכה הצידיים גורמים לנדן להיסדק לאורך סדקים אלו, במיוחד עבור כבלים הקרובים יותר לשכבות הפנימיות של הסליל, מה שהופך אותם ליותר מועדים להישבר.

2.4 השפעת סביבת הבנייה וההתקנה באתר

כדי לתקנן את בניית הכבלים, מומלץ למזער את מהירות הנחת הכבלים, הימנעות מלחץ רוחבי מופרז, כיפוף, כוחות משיכה והתנגשויות פני השטח, תוך הבטחת סביבת בנייה מתורבתת. עדיף, לפני התקנת הכבל, אפשר לכבל לנוח ב-50-60 מעלות צלזיוס כדי לשחרר מתח פנימי מהמעטה. הימנע מחשיפה ממושכת של כבלים לאור שמש ישיר, שכן טמפרטורות שונות בצדדים שונים של הכבל עלולים להוביל לריכוז מתח, ולהגביר את הסיכון לסדקים במעטפת במהלך הנחת הכבלים.