עמידויות סביבתיות שונות ביישומי כבלים

עמידות סביבתית היא קריטית ביישומי כבלים על מנת להבטיח ביצועים, בטיחות ואמינות לטווח ארוך. כבלים חשופים לעתים קרובות לתנאים קשים כגון מים/לחות, כימיקלים, קרינת UV, טמפרטורות קיצוניות ועומס מכני. בחירת החומר הנכון בעל עמידות סביבתית מתאימה חיונית לשמירה על פונקציונליות ולהארכת חיי השירות של הכבל.

סעיף זה בוחן את הסוגים השונים של עמידות סביבתית הנדרשת ביישומי כבלים שונים.

המעטפת החיצונית משמשת כקו ההגנה הראשון מפני גורמים סביבתיים. היא נחשפת בדרך כלל לכימיקלים, מים, שינויי טמפרטורה וקרינת UV. החומרים העיקריים המשמשים למעטפת החיצונית הםPVC (פוליוויניל כלוריד), PE (פוליאתילן), וLSZH (דל עשן אפס הלוגן), כל אחד מציע רמות התנגדות שונות בהתאם לדרישות היישום.

1. עמידות בפני כימיקלים, נפט ופחמימנים

הן במהלך ההתקנה והן במהלך חייו התפעוליים של כבל, חשיפה לכימיקלים, שמנים או פחמימנים עלולה להתרחש, בין אם באמצעות דליפות מקריות או מגע מתמשך בסביבות תעשייתיות. חשיפה כזו עלולה לפגוע במעטפת החיצונית, מה שמוביל לסדקים, נפיחות או אובדן תכונות מכניות.

בחירת חומרים בעלי עמידות כימית חזקה חיונית כדי להבטיח שהכבל ישמור על שלמותו, ביצועיו ואמינותו לאורך כל חייו.

סוגי חשיפה כימית:

כימיקלים גזיים: כימיקלים גזיים בדרך כלל בעלי תגובתיות נמוכה יותר עם פולימרים מכיוון שהם אינם חודרים לעומק החומר. עם זאת, גזים ריאקטיביים כמו כלור או אוזון עלולים לגרום לפגיעה משמעותית במשטח הפולימר ולהשפיע באופן משמעותי על תכונותיו.

כימיקלים נוזליים: כימיקלים נוזליים בדרך כלל מהווים סיכון גבוה יותר בשל יכולתם להתפזר לתוך החומר. זה יכול להוביל לנפיחות, פלסטיות או תגובות כימיות פנימיות בתוך מטריצת הפולימר, ולפגוע בתכונות המכניות והחשמליות.

ביצועי חומר:

PE (פוליאתילן): מציע עמידות טובה לכימיקלים ופחמימנים רבים. הוא מתפקד היטב בסביבות כימיות כלליות אך יכול להיות רגיש לחומרים מחמצנים חזקים.

PVC (פוליוויניל כלוריד): מפגין עמידות טובה מאוד לשמנים, כימיקלים ופחמימנים, במיוחד כאשר מנוסח עם תוספים מתאימים לעמידות בשמן.

LSZH (Low Smoke Zero Halogen): מספק עמידות בינונית לכימיקלים ושמנים. תרכובות LSZH מיועדות בעיקר לבטיחות אש (מייצרות עשן נמוך ורעילות נמוכה במהלך בעירה). עם זאת, ניסוחים מיוחדים של LSZH יכולים להשיג עמידות משופרת לשמנים וכימיקלים בעת הצורך.

2. עמידות בפני מים ולחות

כבלים חשופים לעיתים קרובות למים או לסביבות לחות גבוהות במהלך ההתקנה ולאורך חיי השירות שלהם. חשיפה ממושכת ללחות עלולה להוביל לפגיעה בבידוד, קורוזיה של רכיבים מתכתיים וירידה בביצועי הכבל הכוללים.

לכן, עמידות למים היא מאפיין קריטי עבור יישומי כבלים רבים, במיוחד בסביבות חיצוניות, תת-קרקעיות או ימיות.

מבין חומרי המעטפת הנפוצים, PE (פוליאתילן) מציע עמידות מעולה למים, מה שהופך אותו לבחירה מועדפת עבור יישומים הדורשים הגנה ארוכת טווח מפני חדירת לחות.

כבלים משוריינים במתח נמוך ובינוני עם מעטפות LSZH או PVC אינם מומלצים בדרך כלל להתקנה בסביבות ספוגות מים באופן קבוע, כגון קרקעות חרסית או אזורים מתחת למפלס המים. לעומת זאת, מעטפות PE עמידות יותר לנדידת מים דרך בידוד הכבל. כתוצאה מכך, כבלים עם מעטפת PE מתאימים יותר לתנאים רטובים וסביר יותר שיגיעו למלוא אורך החיים המתוכנן שלהם.

עיצוב כבל אטום למים:

כדי להשיג עמידות אמיתית למים בכבלים, נלקחות בחשבון שתי הגנות עיקריות:

הגנה מפני מים רדיאלית:
מושג באמצעות חומרים כגון נדני מתכת עופרת או סרטים למינציה מתכת/מתכת בשילוב עם פולימרים ייעודיים.
הגנה מפני מים אורכיים:
מושג באמצעות סרטים או אבקות אטומי מים המונעים את תנועת המים לאורך הכבל.
דירוג הגנה מפני חדירת חדירה (IP) וסיווג AD7/AD8:
מידע מפורט אודות דירוגי הגנה IP (כגון AD7 או AD8) יפורסם במאמר נפרד.

3. עמידות לקרינת UV

הבנה ובחירה של עמידות סביבתית מתאימה עבור יישומי כבלים חיוניים להבטחת ביצועים, בטיחות ואמינות לטווח ארוך. גורמים כגון חשיפה לכימיקלים, חדירת מים, קרינת UV ושינויי טמפרטורה יכולים להשפיע קשות על שלמות הכבל אם לא נלקחים בחשבון כראוי במהלך בחירת החומרים.

בחירת חומר המעטפת החיצוני הנכון - בין אם PVC, PE או LSZH - בהתבסס על תנאי הסביבה הספציפיים יכולה לשפר משמעותית את עמידות הכבל ואת חיי השירות שלו. בנוסף, יישום טכניקות חסימת מים מתאימות והתחשבות בדירוגי IP מחזקות עוד יותר את הגנת הכבל בסביבות תובעניות.

על ידי הערכה מדוקדקת של עמידויות סביבתיות אלו, ניתן למטב טוב יותר את מערכות הכבלים עבור היישומים המיועדים להן, להפחית את צורכי התחזוקה, למזער את סיכוני הכשל ולהבטיח פעולה אמינה לאורך כל מחזור החיים הצפוי שלהן.