Polyeteeniä (PE) käytetään laajastitehokaapeleiden ja tietoliikennekaapeleiden eristys ja vaippasen erinomaisen mekaanisen lujuuden, sitkeyden, lämmönkestävyyden, eristyksen ja kemiallisen stabiilisuuden ansiosta. Itse PE:n rakenteellisista ominaisuuksista johtuen sen kestävyys ympäristöjännityshalkeilua vastaan on kuitenkin suhteellisen heikko. Tämä ongelma tulee erityisen näkyväksi, kun PE:tä käytetään laajan poikkileikkauksen panssaroitujen kaapelien ulkovaipana.
1. PE-vaipan halkeilumekanismi
PE-vaipan halkeilu tapahtuu pääasiassa kahdessa tilanteessa:
a. Ympäristön aiheuttama jännityshalkeilu: Tämä viittaa ilmiöön, jossa vaippa halkeilee pinnasta hauraan vaikutuksen seurauksena kaapelin asennuksen ja käytön jälkeen johtuen yhdistetystä jännityksestä tai altistumisesta ympäristön väliaineille. Se johtuu pääasiassa vaipan sisäisestä jännityksestä ja pitkäaikaisesta altistumisesta polaarisille nesteille. Laaja tutkimus materiaalien modifioinnista on olennaisesti ratkaissut tämän tyyppisen halkeilun.
b. Mekaaninen jännityshalkeilu: Tämä johtuu kaapelin rakenteellisista puutteista tai sopimattomista vaipan suulakepuristusprosesseista, mikä johtaa merkittävään jännityskeskittymään ja muodonmuutosten aiheuttamaan halkeamiseen kaapelin asennuksen aikana. Tämän tyyppinen halkeilu on voimakkaampaa suurileikkauksisten teräsnauhapanssaroitujen kaapelien ulkovaipassa.
2. PE-suojuksen halkeilun syyt ja parannustoimenpiteet
2.1 Kaapelin vaikutusTeräsnauhaRakenne
Kaapeleissa, joiden ulkohalkaisija on suurempi, panssaroitu kerros koostuu tyypillisesti kaksikerroksisista teräsnauhakääreistä. Kaapelin ulkohalkaisijasta riippuen teräsnauhan paksuus vaihtelee (0,2 mm, 0,5 mm ja 0,8 mm). Paksuilla panssaroiduilla teräsnauhoilla on suurempi jäykkyys ja huonompi plastisuus, mikä johtaa suurempiin väliin ylemmän ja alemman kerroksen välillä. Suulakepuristuksen aikana tämä aiheuttaa merkittäviä eroja vaipan paksuudessa panssaroidun kerroksen pinnan ylemmän ja alemman kerroksen välillä. Ohuemmilla vaipan alueilla ulkoteräsnauhan reunoilla on suurin jännityskeskittymä, ja ne ovat ensisijaisia alueita, joissa tulevaisuudessa tapahtuu halkeamia.
Panssaroidun teräsnauhan ulkovaippaan kohdistuvan vaikutuksen vähentämiseksi teräsnauhan ja PE-vaipan väliin kääritään tai suulakepuristetaan tietyn paksuinen puskurikerros. Tämän puskurikerroksen tulee olla tasaisen tiheä, ilman ryppyjä tai ulkonemia. Puskuroivan kerroksen lisääminen parantaa kahden teräsnauhakerroksen välistä sileyttä, varmistaa tasaisen PE-vaipan paksuuden ja yhdessä PE-vaipan kutistumisen kanssa vähentää sisäistä jännitystä.
ONEWORLD tarjoaa käyttäjille eri paksuisiasinkitty teräsnauha panssaroidut materiaalitvastaamaan erilaisiin tarpeisiin.
2.2 Kaapelin tuotantoprosessin vaikutus
Suurin ulkohalkaisijaltaan panssaroitujen kaapelivaippojen ekstruusioprosessin ensisijaiset ongelmat ovat riittämätön jäähdytys, väärä muotin valmistelu ja liiallinen venytyssuhde, mikä johtaa liialliseen sisäiseen jännitykseen vaipan sisällä. Suurikokoiset kaapelit ovat paksujen ja leveiden vaippojensa vuoksi usein rajoittuneet ekstruusiotuotantolinjojen vesikourujen pituuteen ja tilavuuteen. Jäähtyminen yli 200 celsiusasteesta suulakepuristuksen aikana huoneenlämpötilaan asettaa haasteita. Riittämätön jäähdytys johtaa pehmeämpään vaippaan panssarikerroksen lähellä, mikä aiheuttaa naarmuuntumista vaipan pintaan, kun kaapelia kierretään, mikä lopulta johtaa mahdollisiin halkeamiin ja rikkoutumiseen kaapelin laskemisen aikana ulkoisten voimien takia. Lisäksi riittämätön jäähdytys lisää sisäisiä kutistumisvoimia kelauksen jälkeen, mikä lisää vaipan halkeamisen riskiä merkittävien ulkoisten voimien vaikutuksesta. Riittävän jäähdytyksen varmistamiseksi on suositeltavaa lisätä vesialtaiden pituutta tai tilavuutta. Ekstruusionopeuden alentaminen samalla kun säilytetään oikea vaipan pehmitys ja riittävästi aikaa jäähtymiseen kelauksen aikana on välttämätöntä. Lisäksi, kun tarkastellaan polyeteeniä kiteisenä polymeerinä, segmentoitu lämpötilan alentava jäähdytysmenetelmä 70-75 °C:sta 50-55 °C:seen ja lopuksi huoneenlämpötilaan auttaa lievittämään sisäisiä jännityksiä jäähdytysprosessin aikana.
2.3 Kelasäteen vaikutus kaapelin käämitykseen
Kaapelikelauksen aikana valmistajat noudattavat alan standardeja sopivien toimituskelojen valinnassa. Kuitenkin pitkien toimituspituuksien huomioon ottaminen suurille ulkohalkaisijaisille kaapeleille asettaa haasteita sopivien kelojen valinnassa. Tiettyjen toimituspituuksien saavuttamiseksi jotkin valmistajat pienentävät kelan piipun halkaisijaa, mikä johtaa riittämättömiin kaapelin taivutussäteisiin. Liiallinen taivutus johtaa panssarikerrosten siirtymiseen, mikä aiheuttaa merkittäviä leikkausvoimia vaippaan. Vaikeissa tapauksissa panssaroidun teräsnauhan purseet voivat lävistää vaimennuskerroksen, uppoutua suoraan vaippaan ja aiheuttaa halkeamia tai halkeamia teräsnauhan reunaan. Kaapelin asennuksen aikana sivuttaiset taivutus- ja vetovoimat saavat vaipan halkeilemaan näitä halkeamia pitkin, erityisesti kaapeleissa, jotka ovat lähempänä kelan sisäkerroksia, mikä tekee niistä alttiimpia murtumiselle.
2.4 Rakennus- ja asennusympäristön vaikutukset paikan päällä
Kaapelirakenteen standardoimiseksi on suositeltavaa minimoida kaapelin asennusnopeus välttäen liiallista sivuttaista painetta, taipumista, vetovoimia ja pintatörmäyksiä, mikä varmistaa sivistyneen rakennusympäristön. Anna kaapelin mieluiten levätä 50-60 °C:ssa ennen kaapelin asennusta sisäisen jännityksen vapauttamiseksi vaipasta. Vältä kaapeleiden pitkäaikaista altistusta suoralle auringonvalolle, koska lämpötilaerot kaapelin eri puolilla voivat johtaa jännitysten keskittymiseen, mikä lisää vaipan halkeamisen riskiä kaapelin asennuksen aikana.
Postitusaika: 18.12.2023