שיפור חיי כבל XLPE עם נוגדי חמצון

תפקידם של נוגדי חמצון בשיפור אורך החיים של כבלים מבודדים של פוליאתילן מקושרים (XLPE)

פוליאתילן צולב (XLPE)הוא חומר בידוד ראשוני המשמש בכבלים בינוניים ומתח גבוה. לאורך חייהם התפעוליים, כבלים אלה נתקלים באתגרים מגוונים, כולל תנאי אקלים משתנים, תנודות טמפרטורה, לחץ מכני ואינטראקציות כימיות. גורמים אלה משפיעים באופן קולקטיבי על העמידות והאריכות החיים של הכבלים.

חשיבות של נוגדי חמצון במערכות XLPE

כדי להבטיח חיי שירות מורחבים עבור כבלים מבודדים XLPE, בחירת נוגד חמצון מתאים למערכת הפוליאתילן היא קריטית. נוגדי חמצון ממלאים תפקיד מרכזי בשמירה על פוליאתילן מפני השפלה חמצונית. על ידי תגובה מהירה עם רדיקלים חופשיים הנוצרים בתוך החומר, נוגדי חמצון יוצרים תרכובות יציבות יותר, כמו הידרופרוקסידים. זה חיוני במיוחד מכיוון שרוב תהליכי הקישור בין ה- XLPE מבוססי חמצן.

תהליך ההשפלה של פולימרים

עם הזמן, מרבית הפולימרים הופכים בהדרגה לשבריר בגלל השפלה מתמשכת. סוף החיים לפולימרים מוגדר בדרך כלל כנקודה בה התארכותם בהפסקה יורדת ל 50% מהערך המקורי. מעבר לסף זה, אפילו כיפוף קל של הכבל עלול להוביל לפיצוח וכישלון. סטנדרטים בינלאומיים מאמצים לעתים קרובות קריטריון זה לפוליולפינים, כולל פוליאולפינים צולבים, כדי להעריך את הביצועים החומריים.

דגם Arrhenius לחיזוי חיי הכבלים

הקשר בין אורך החיים של טמפרטורה לכבלים מתואר לרוב באמצעות משוואת ארהניוס. מודל מתמטי זה מבטא את קצב התגובה הכימית כ:

K = d e (-ea/rt)

אֵיפֹה:

K: קצב תגובה ספציפי

ד: קבוע

EA: אנרגיית הפעלה

R: בולצמן גז קבוע (8.617 x 10-5 eV/k)

T: טמפרטורה מוחלטת בקלווין (273+ טמפ 'ב ° C)

מסודר מחדש באופן אלגברי, המשוואה יכולה לבוא לידי ביטוי כצורה ליניארית: y = mx+b

ממשוואה זו ניתן לגזור אנרגיית הפעלה (EA) באמצעות נתונים גרפיים, המאפשרים תחזיות מדויקות של חיי הכבלים בתנאים שונים.

מבחני הזדקנות מואצים

כדי לקבוע את אורך החיים של כבלים מבודדים XLPE, יש לחפש דגימות בדיקות לניסויי הזדקנות מואצים במינימום של שלוש (רצוי ארבע) טמפרטורות מובחנות. על טמפרטורות אלה בטווח מספיק כדי ליצור קשר לינארי בין זמן לכישלון לטמפרטורה. ראוי לציין כי טמפרטורת החשיפה הנמוכה ביותר אמורה לגרום לנקודת זמן ממוצעת של לפחות 5,000 שעות כדי להבטיח את תוקף נתוני הבדיקה.

על ידי שימוש בגישה קפדנית זו ובחירת נוגדי חמצון בעלי ביצועים גבוהים, ניתן לשפר משמעותית את האמינות התפעולית ואריכות החיים של כבלים מבודדים XLPE.