Проблема з тріщинами великого перетину броньованого поліетиленового кабелю зовнішньої оболонки

Поліетилен (ПЕ) широко використовується в ізоляції та оболонці силових кабелів і телефонних кабелів через його хорошу механічну міцність, міцність, термостійкість, ізоляцію та хімічну стабільність. Однак через структуру самого поліетилену його стійкість до розтріскування під впливом навколишнього середовища є поганою, особливо коли ПЕ використовується як зовнішня оболонка броньованого кабелю великого перетину, проблема розтріскування є особливо помітною.

1. Механізм розтріскування ПЕ оболонки

Розтріскування оболонки ПЕ в основному має наступні дві ситуації: одна - це розтріскування навколишнього середовища, відноситься до кабелю в установці та експлуатації, оболонка в поєднанні напруги або контакту з навколишнім середовищем, з поверхні явища крихкого розтріскування.

Це розтріскування, як правило, спричинене двома факторами: один — наявність внутрішньої напруги в оболонці, інший — оболонка кабелю протягом тривалого часу контактувала з полярною рідиною. Цей вид розтріскування в основному залежить від стійкості самого матеріалу до розтріскування під впливом навколишнього середовища, завдяки багаторічним дослідженням модифікації матеріалу цю ситуацію було фундаментально вирішено.

Інший - розтріскування від механічних навантажень, оскільки кабель має недоліки в структурі або процес екструзії оболонки не підходить, існує велика напруга в структурі оболонки, і легко виробляти концентрацію напруги, так що деформація кабелю і розтріскування під час будівництва кабельного випуску. Цей вид розтріскування більш очевидний у зовнішній оболонці армованого шару сталевої стрічки великого перерізу.

2. Причини розтріскування ПЕ оболонки та заходи щодо її поліпшення

2.a. Вплив структури сталевої стрічки кабелю

Якщо зовнішній діаметр кабелю великий, броньований шар, як правило, складається з подвійних шарів обмотки сталевого поясу. Залежно від зовнішнього діаметра кабелю товщина сталевої смуги становить 0,2 мм, 0,5 мм і 0,8 мм. Чим більше товщина армованої сталевої стрічки, тим сильніша жорсткість, гірша пластичність, більше відстань між нижніми шарами сталевої стрічки.

У процесі екструзії та розтягування різниця товщини між верхньою та нижньою сталевими стрічками на поверхні броньованого шару дуже велика. Частина оболонки на краю зовнішньої сталевої стрічки має найменшу товщину і найбільш концентроване внутрішнє напруження, яке є основним місцем розтріскування в майбутньому. Щоб уникнути впливу зовнішньої оболонки броньованого сталевого поясу, буферний шар певної товщини повинен бути загорнутий або екструдований між сталевим поясом і зовнішньою оболонкою ПЕ, а буферний шар повинен бути щільно однорідним, без зморшок, без ударів.

Додавання буферного шару покращує площинність між двома шарами сталевої стрічки, щоб товщина матеріалу поліетиленової оболонки була рівномірною, на додаток до скорочення поліетиленової оболонки, щоб оболонка не з’являлася як явище вільного мішка, також буде не укладайте занадто туго, таким чином зменшуючи внутрішню напругу.

2.b. Вплив процесу виробництва кабелю

Основними проблемами, які існують у процесі екструзії броньованої оболонки кабелю великого діаметру, є недостатнє охолодження, необґрунтована конфігурація прес-форми, надмірний коефіцієнт розтягування та надмірне внутрішнє напруження в оболонці. Завдяки товстій оболонці та великому зовнішньому діаметру довжина та об’єм резервуара для води на загальній виробничій лінії екструзії обмежені. Важко охолодити кабель від високої температури понад 200 градусів до нормальної температури, коли оболонка екструдована.

Якщо охолодження оболонки недостатнє після екструзії, частина оболонки, що знаходиться близько до броньованого шару, буде м’якою, і на поверхні оболонки легко можна буде порізати сталевий пояс, коли готовий кабель пластина згинається, що призводить до розтріскування зовнішньої оболонки під дією більшої зовнішньої сили під час конструкції кабелю.

З іншого боку, недостатнє охолодження оболонки спричинить більшу внутрішню силу стиснення після подальшого охолодження кабелю в диск, так що ймовірність розтріскування оболонки зростає під дією більшої зовнішньої сили. Щоб забезпечити достатнє охолодження кабелю, довжину або об'єм резервуара можна відповідно збільшити, а швидкість екструзії можна відповідно зменшити на основі хорошої пластифікації оболонки, щоб забезпечити, щоб внутрішній і зовнішній шари оболонки кабелю були повністю охолоджені, коли кабель надягали на котушку.

У той же час, враховуючи, що поліетилен є кристалічним полімером, доцільно прийняти режим охолодження теплою водою сегментного охолодження, щоб зменшити внутрішню напругу, що виникає під час охолодження. Як правило, його охолоджують від 70-75°C до 50-55°C, а потім охолоджують до кімнатної температури.

2.c. Вплив радіуса вигину кабелю

Після складання кабелю виробник кабелю повинен вибрати відповідний лоток для доставки відповідно до промислового стандарту JB/T 8137.1-2013. Однак, коли необхідна користувачеві довжина доставки велика, дуже важко вибрати відповідну котушку для готового кабелю з великим зовнішнім діаметром і великою довжиною.

Деяким виробникам, щоб гарантувати довжину доставки, доводилося різати з малим діаметром труби, викликане недостатнім радіусом вигину, броньований шар через вигин є занадто великим зміщенням, велике зусилля зсуву на оболонці, серйозне, коли броньований сталевий пояс задирки проколюють буферний шар, безпосередньо вбудований в оболонку, оболонка вздовж краю смуги тріскається або тріскається. Під час конструкції кабельного випуску кабель піддається великій поперечній силі згинання та силі натягу, що призводить до розтріскування вздовж напрямку тріщини оболонки після того, як готовий кабель розгортається з лотка, і кабель ближче до шару оболонки більше схильні до розтріскування.

2.г. Вплив конструкції майданчика та середовища укладання

Конструкція кабелю повинна бути стандартизована і виконуватися в суворій відповідності до вимог стандарту. Рекомендується максимально зменшити швидкість відпускання кабелю, щоб уникнути надмірного бічного тиску, сили згинання та сили розтягування кабелю, а також уникнути зіткнення поверхні кабелю, щоб забезпечити безпечну конструкцію.

У той же час переконайтеся, що мінімальний радіус монтажу вигину кабелю відповідає проектним вимогам під час будівництва. Радіус вигину одножильного броньованого кабелю становить â¥15D, а радіус вигину трижильного броньованого кабелю становить â¥12D (D – зовнішній діаметр кабелю).

Перш ніж прокладати кабель, найкраще помістити його при температурі 50-60°C на деякий час, щоб зняти внутрішнє напруження в оболонці. У той же час кабель не слід піддавати впливу сонця протягом тривалого часу, оскільки температура різних сторін кабелю не є постійною під час впливу, що схильне до концентрації напруги, що збільшує ризик розтріскування оболонки під час впливу конструкція та відключення кабелю.

Висновок

Розтріскування броньованої поліетиленової оболонки кабелю великого перерізу є складною проблемою, з якою доводиться стикатися виробникам кабелів. Щоб підвищити стійкість до розтріскування поліетиленової оболонки кабелю, її слід контролювати з багатьох аспектів, таких як сам матеріал оболонки, структура кабелю, технологія виробництва та середовище прокладання, щоб продовжити термін служби кабелю та забезпечити якість кабель.