Το πολυαιθυλένιο (PE) χρησιμοποιείται ευρέως σεμόνωση και επένδυση καλωδίων ισχύος και τηλεπικοινωνιακών καλωδίωνλόγω της εξαιρετικής μηχανικής αντοχής, της σκληρότητας, της αντοχής στη θερμότητα, της μόνωσης και της χημικής σταθερότητάς του. Ωστόσο, λόγω των δομικών χαρακτηριστικών του ίδιου του PE, η αντοχή του σε ρωγμές λόγω περιβαλλοντικών τάσεων είναι σχετικά χαμηλή. Αυτό το ζήτημα γίνεται ιδιαίτερα έντονο όταν το PE χρησιμοποιείται ως εξωτερικό περίβλημα θωρακισμένων καλωδίων μεγάλης διατομής.
1. Μηχανισμός ρωγμάτωσης του μανδύα PE
Η ρωγμή στο περίβλημα PE εμφανίζεται κυρίως σε δύο περιπτώσεις:
α. Ρωγμές λόγω Περιβαλλοντικής Καταπόνησης: Αυτό αναφέρεται στο φαινόμενο όπου το περίβλημα υφίσταται ψαθυρές ρωγμές από την επιφάνεια λόγω συνδυασμένης καταπόνησης ή έκθεσης σε περιβαλλοντικά μέσα μετά την εγκατάσταση και λειτουργία του καλωδίου. Προκαλείται κυρίως από εσωτερική καταπόνηση εντός του περιβλήματος και παρατεταμένη έκθεση σε πολικά υγρά. Εκτεταμένη έρευνα σχετικά με την τροποποίηση υλικών έχει ουσιαστικά επιλύσει αυτό το είδος ρωγμής.
β. Ρωγμές λόγω μηχανικής καταπόνησης: Αυτό συμβαίνει λόγω δομικών ελαττωμάτων στο καλώδιο ή ακατάλληλων διαδικασιών εξώθησης του μανδύα, οδηγώντας σε σημαντική συγκέντρωση τάσης και ρωγμές που προκαλούνται από παραμόρφωση κατά την εγκατάσταση του καλωδίου. Αυτός ο τύπος ρωγμής είναι πιο έντονος στα εξωτερικά μανδύα των καλωδίων με θωρακισμένη ταινία χάλυβα μεγάλης διατομής.
2. Αιτίες ρωγμών στο περίβλημα PE και μέτρα βελτίωσης
2.1 Επιρροή της καλωδιακής τηλεόρασηςΑτσάλινη ταινίαΔομή
Σε καλώδια με μεγαλύτερες εξωτερικές διαμέτρους, το θωρακισμένο στρώμα αποτελείται συνήθως από διπλής στρώσης χαλύβδινη ταινία. Ανάλογα με την εξωτερική διάμετρο του καλωδίου, το πάχος της χαλύβδινης ταινίας ποικίλλει (0,2 mm, 0,5 mm και 0,8 mm). Οι παχύτερες θωρακισμένες χαλύβδινες ταινίες έχουν μεγαλύτερη ακαμψία και χειρότερη πλαστικότητα, με αποτέλεσμα μεγαλύτερη απόσταση μεταξύ των άνω και κάτω στρωμάτων. Κατά την εξώθηση, αυτό προκαλεί σημαντικές διαφορές στο πάχος του περιβλήματος μεταξύ των άνω και κάτω στρωμάτων της επιφάνειας του θωρακισμένου στρώματος. Οι λεπτότερες περιοχές του περιβλήματος στις άκρες της εξωτερικής χαλύβδινης ταινίας υφίστανται τη μεγαλύτερη συγκέντρωση τάσης και είναι οι κύριες περιοχές όπου εμφανίζονται μελλοντικές ρωγμές.
Για να μετριαστεί η πρόσκρουση της θωρακισμένης χαλύβδινης ταινίας στο εξωτερικό περίβλημα, ένα προστατευτικό στρώμα ορισμένου πάχους τυλίγεται ή εξωθείται μεταξύ της χαλύβδινης ταινίας και του περιβλήματος PE. Αυτό το προστατευτικό στρώμα πρέπει να είναι ομοιόμορφα πυκνό, χωρίς ρυτίδες ή προεξοχές. Η προσθήκη ενός προστατευτικού στρώματος βελτιώνει την ομαλότητα μεταξύ των δύο στρωμάτων χαλύβδινης ταινίας, εξασφαλίζει ομοιόμορφο πάχος του περιβλήματος PE και, σε συνδυασμό με τη συστολή του περιβλήματος PE, μειώνει την εσωτερική τάση.
Το ONEWORLD παρέχει στους χρήστες διαφορετικά πάχηγαλβανισμένη ταινία χάλυβα θωρακισμένα υλικάγια την κάλυψη ποικίλων αναγκών.
2.2 Επιπτώσεις της διαδικασίας παραγωγής καλωδίων
Τα κύρια προβλήματα με τη διαδικασία εξώθησης θωρακισμένων θηκών καλωδίων μεγάλης εξωτερικής διαμέτρου είναι η ανεπαρκής ψύξη, η ακατάλληλη προετοιμασία του καλουπιού και ο υπερβολικός λόγος τάνυσης, με αποτέλεσμα την υπερβολική εσωτερική τάση μέσα στο περίβλημα. Τα μεγάλα καλώδια, λόγω των παχιών και φαρδιών θηκών τους, συχνά αντιμετωπίζουν περιορισμούς στο μήκος και τον όγκο των δοχείων νερού στις γραμμές παραγωγής εξώθησης. Η ψύξη από πάνω από 200 βαθμούς Κελσίου κατά την εξώθηση σε θερμοκρασία δωματίου θέτει προκλήσεις. Η ανεπαρκής ψύξη οδηγεί σε ένα πιο μαλακό περίβλημα κοντά στο στρώμα θωράκισης, προκαλώντας γρατσουνιές στην επιφάνεια του περιβλήματος όταν το καλώδιο τυλίγεται, με αποτέλεσμα τελικά πιθανές ρωγμές και θραύση κατά την τοποθέτηση του καλωδίου λόγω εξωτερικών δυνάμεων. Επιπλέον, η ανεπαρκής ψύξη συμβάλλει στην αύξηση των εσωτερικών δυνάμεων συρρίκνωσης μετά την περιέλιξη, αυξάνοντας τον κίνδυνο ρωγμών στο περίβλημα υπό σημαντικές εξωτερικές δυνάμεις. Για να διασφαλιστεί η επαρκής ψύξη, συνιστάται η αύξηση του μήκους ή του όγκου των δοχείων νερού. Είναι απαραίτητο να μειωθεί η ταχύτητα εξώθησης διατηρώντας παράλληλα την κατάλληλη πλαστικοποίηση του περιβλήματος και να δοθεί άφθονος χρόνος για ψύξη κατά την περιέλιξη. Επιπλέον, θεωρώντας το πολυαιθυλένιο ως κρυσταλλικό πολυμερές, μια μέθοδος ψύξης με τμηματική μείωση της θερμοκρασίας, από 70-75°C σε 50-55°C, και τελικά σε θερμοκρασία δωματίου, βοηθά στην άμβλυνση των εσωτερικών τάσεων κατά τη διάρκεια της διαδικασίας ψύξης.
2.3 Επίδραση της ακτίνας περιέλιξης στην περιέλιξη του καλωδίου
Κατά την περιέλιξη καλωδίων, οι κατασκευαστές τηρούν τα βιομηχανικά πρότυπα για την επιλογή κατάλληλων καρουλιών παράδοσης. Ωστόσο, η δυνατότητα προσαρμογής μεγάλων μηκών παράδοσης για καλώδια μεγάλης εξωτερικής διαμέτρου δημιουργεί προκλήσεις στην επιλογή κατάλληλων καρουλιών. Για να ικανοποιήσουν τα καθορισμένα μήκη παράδοσης, ορισμένοι κατασκευαστές μειώνουν τις διαμέτρους του κυλίνδρου των καρουλιών, με αποτέλεσμα ανεπαρκείς ακτίνες κάμψης για το καλώδιο. Η υπερβολική κάμψη οδηγεί σε μετατόπιση των στρωμάτων θωράκισης, προκαλώντας σημαντικές δυνάμεις διάτμησης στο περίβλημα. Σε σοβαρές περιπτώσεις, τα γρέζια της θωρακισμένης χαλύβδινης ταινίας μπορούν να διαπεράσουν το στρώμα απορρόφησης κραδασμών, ενσωματώνοντάς τα απευθείας στο περίβλημα και προκαλώντας ρωγμές ή σχισμές κατά μήκος της άκρης της χαλύβδινης ταινίας. Κατά την τοποθέτηση καλωδίων, οι πλευρικές δυνάμεις κάμψης και έλξης προκαλούν ρωγμές στο περίβλημα κατά μήκος αυτών των σχισμών, ειδικά για καλώδια πιο κοντά στα εσωτερικά στρώματα του καρουλιού, καθιστώντας τα πιο επιρρεπή σε θραύση.
2.4 Επιπτώσεις του περιβάλλοντος κατασκευής και εγκατάστασης επί τόπου
Για την τυποποίηση της κατασκευής καλωδίων, συνιστάται η ελαχιστοποίηση της ταχύτητας τοποθέτησης των καλωδίων, αποφεύγοντας την υπερβολική πλευρική πίεση, την κάμψη, τις δυνάμεις έλξης και τις επιφανειακές συγκρούσεις, εξασφαλίζοντας ένα πολιτισμένο περιβάλλον κατασκευής. Κατά προτίμηση, πριν από την εγκατάσταση του καλωδίου, αφήστε το καλώδιο να ηρεμήσει στους 50-60°C για να απελευθερωθεί η εσωτερική τάση από το περίβλημα. Αποφύγετε την παρατεταμένη έκθεση των καλωδίων σε άμεσο ηλιακό φως, καθώς οι διαφορετικές θερμοκρασίες σε διάφορες πλευρές του καλωδίου μπορεί να οδηγήσουν σε συγκέντρωση τάσης, αυξάνοντας τον κίνδυνο ρωγμών στο περίβλημα κατά την τοποθέτηση του καλωδίου.
Ώρα δημοσίευσης: 18 Δεκεμβρίου 2023