Težava z razpokami oklepnega PE zunanjega kabla velikega preseka

Polietilen (PE) se zaradi svoje dobre mehanske trdnosti, žilavosti, toplotne odpornosti, izolacije in kemične stabilnosti pogosto uporablja v izolaciji in plašču električnih kablov in telefonskih kablov. Vendar pa je zaradi same strukture PE njegova odpornost na razpoke zaradi obremenitve v okolju slaba, zlasti ko se PE uporablja kot zunanji ovoj oklepnega kabla z velikim prerezom, je problem razpok še posebej izrazit.

1. Mehanizem pokanja PE ovoja

Pokanje PE ovoja ima predvsem naslednji dve situaciji: ena je okoljska stresna razpoka, nanaša se na kabel med namestitvijo in delovanjem, plašč v kombinaciji stresa ali okoljskega medija v stiku s površino krhkega pojava razpok.

To pokanje običajno povzročita dva dejavnika: prvi je obstoj notranje napetosti v plašču, drugi pa je kabelski plašč v dolgotrajnem stiku s polarno tekočino. Ta vrsta pokanja je v glavnem odvisna od odpornosti samega materiala na učinkovitost razpokanja pod obremenitvijo v okolju; z dolgoletnimi raziskavami spreminjanja materiala je bila ta situacija temeljito rešena.

Drugi je pokanje zaradi mehanske napetosti, ker ima kabel pomanjkljivosti v strukturi ali postopek iztiskanja plašča ni primeren, v strukturi plašča je velika napetost in je enostavno ustvariti koncentracijo napetosti, tako da deformacija kabla in pokanje med gradnjo sprostitve kabla. Ta vrsta razpok je bolj očitna v zunanjem ovoju oklepne plasti jeklenega traku velikega preseka.

2. Vzroki za pokanje PE ovoja in ukrepi za izboljšanje

2.a. Vpliv strukture jeklenih trakov kabla

Kadar je zunanji premer kabla velik, je oklepna plast na splošno izdelana iz dvojnih plasti jeklenega ovijanja vrzeli v pasu. Odvisno od zunanjega premera kabla je debelina jeklenega traku 0,2 mm, 0,5 mm in 0,8 mm. Večja kot je debelina oklepnega jeklenega traku, večja je togost, slabša je plastičnost, večja je razdalja med spodnjimi plastmi jeklenega traku.

V procesu iztiskanja in raztezanja je razlika v debelini med zgornjim in spodnjim jeklenim trakom na površini oklepne plasti zelo velika. Del plašča na robu zunanjega jeklenega traku ima najtanjšo debelino in najbolj koncentrirano notranjo napetost, ki je glavno mesto nastanka razpok v prihodnosti. Da bi se izognili vplivu zunanjega plašča oklepnega jeklenega pasu, je treba vmesni sloj z določeno debelino oviti ali iztisniti med jekleni pas in PE zunanji ovoj, vmesni sloj pa mora biti tesno enoten, brez gub, brez izboklin.

Dodatek vmesnega sloja izboljša ravnost med dvema slojema jeklenega pasu, tako da je debelina materiala PE ovoja enakomerna, poleg krčenja PE ovoja, tako da plašč ne bo videti pojava ohlapne vrečke, prav tako bo ne pakirajte pretesno, s čimer zmanjšate notranji stres.

2.b. Vpliv procesa proizvodnje kablov

Glavne težave, ki obstajajo v procesu iztiskanja oklepnega kabelskega plašča velikega premera, so nezadostno hlajenje, nerazumna konfiguracija kalupa, preveliko natezno razmerje in čezmerna notranja napetost v plašču. Zaradi debelega ovoja in velikega zunanjega premera sta dolžina in prostornina rezervoarja za vodo v splošni ekstruzijski proizvodni liniji omejeni. Težko je ohladiti kabel z visoke temperature več kot 200 stopinj na normalno temperaturo, ko je plašč ekstrudiran.

Če hlajenje plašča po iztiskanju ni zadostno, bo del plašča blizu oklepne plasti mehak in zlahka povzroči rez na površini plašča, ki ga povzroči jekleni pas, ko končni kabel plošča je upognjena, kar povzroči pokanje zunanjega plašča pod vplivom večje zunanje sile med konstrukcijo sprostitve kabla.

Po drugi strani pa bo nezadostno hlajenje plašča povzročilo večjo notranjo kontrakcijsko silo po nadaljnjem ohlajanju kabla v disk, tako da se pod delovanjem večje zunanje sile poveča verjetnost pokanja plašča. Da bi zagotovili zadostno hlajenje kabla, je mogoče ustrezno povečati dolžino ali prostornino rezervoarja in ustrezno zmanjšati hitrost iztiskanja na podlagi dobre plastificiranja plašča, tako da zagotovimo, da notranja in zunanja plast kabelskega plašča popolnoma ohlajen, ko je kabel nameščen na tuljavo.

Glede na to, da je polietilen kristalni polimer, je hkrati priporočljivo uporabiti način hlajenja s toplo vodo pri segmentnem hlajenju, da se zmanjša notranja napetost, ki nastane med hlajenjem. Običajno se ohladi s 70-75°C na 50-55°C in na koncu ohladi na sobno temperaturo.

2.c. Vpliv radija upogiba kabla

Ko je kabel napet, proizvajalec kabla izbere ustrezen dostavni pladenj v skladu z industrijskim standardom JB/T 8137.1-2013. Če pa je dobavna dolžina, ki jo zahteva uporabnik, velika, je zelo težko izbrati ustrezno tuljavo za končni kabel z velikim zunanjim premerom in veliko dolžino.

Nekateri proizvajalci, da bi zagotovili dobavno dolžino, so morali rezati z majhnim premerom cevi, ker upogibni radij ni zadosten, oklepna plast zaradi upogiba je prevelik premik, velika strižna sila na plašč, resno, ko je oklepni jekleni pas bradavice bodo zbodle vmesni sloj, ki je neposredno vdelan v ovoj, plašč vzdolž roba traku poči ali poči. Med konstrukcijo sprostitve kabla je kabel izpostavljen veliki prečni upogibni sili in natezni sili, kar ima za posledico pokanje vzdolž smeri razpoke plašča, potem ko je končni kabel razvit iz pladnja, in kabel blizu plasti lupine je bolj nagnjeni k pokanju.

2.d. Vpliv gradbišča in okolja polaganja

Kabelska konstrukcija mora biti standardizirana in izvedena v strogem skladu s standardnimi zahtevami. Priporočljivo je čim bolj zmanjšati hitrost sprostitve kabla, da se izognete pretiranemu stranskemu pritisku, upogibni sili in natezni sili na kablu ter preprečite trčenje s površino kabla, da zagotovite varno konstrukcijo.

Hkrati zagotovite, da najmanjši upogibni polmer namestitve kabla ustreza konstrukcijskim zahtevam med gradnjo. Upogibni polmer enožilnega oklepnega kabla je â¥15D, upogibni polmer trižilnega oklepnega kabla pa â¥12D (D je zunanji premer kabla).

Pred polaganjem kabla je najbolje, da ga za nekaj časa postavite na temperaturo 50-60°C, da sprostite notranjo napetost v plašču. Hkrati kabel ne sme biti dolgo časa izpostavljen soncu, ker temperatura različnih strani kabla med izpostavljenostjo ni enaka, kar je nagnjeno k koncentraciji napetosti, kar poveča tveganje za pokanje plašča med konstrukcija kabla in odklop.

Zaključek

Pokanje velikega oklepnega PE kabelskega plašča je težka težava, s katero se morajo soočiti proizvajalci kablov. Da bi izboljšali odpornost PE ovoja kabla proti pokanju, ga je treba nadzorovati z več vidikov, kot so sam material plašča, struktura kabla, proizvodna tehnologija in okolje polaganja, da se podaljša življenjska doba kabla in zagotovi kakovost kabel.