Polietilen (PE) se široko koristi uizolacija i plašt energetskih i telekomunikacijskih kabelazbog svoje izvrsne mehaničke čvrstoće, žilavosti, otpornosti na toplinu, izolacije i kemijske stabilnosti. Međutim, zbog strukturnih karakteristika samog PE-a, njegova otpornost na pucanje uslijed naprezanja u okolišu je relativno slaba. Ovaj problem postaje posebno izražen kada se PE koristi kao vanjski plašt oklopljenih kabela velikog presjeka.
1. Mehanizam pucanja PE plašta
Pucanje PE plašta uglavnom se javlja u dvije situacije:
a. Pucanje uslijed naprezanja u okolišu: Ovo se odnosi na fenomen u kojem plašt podliježe krhkom pucanju na površini zbog kombiniranog naprezanja ili izloženosti okolišnim medijima nakon instalacije i rada kabela. Primarno je uzrokovano unutarnjim naprezanjem unutar plašta i dugotrajnim izlaganjem polarnim tekućinama. Opsežna istraživanja modifikacije materijala uvelike su riješila ovu vrstu pucanja.
b. Mehaničko pucanje uslijed naprezanja: Do toga dolazi zbog strukturnih nedostataka u kabelu ili neprimjerenih procesa ekstruzije plašta, što dovodi do značajne koncentracije naprezanja i pucanja uzrokovanog deformacijom tijekom instalacije kabela. Ova vrsta pucanja izraženija je u vanjskim plaštovima kabela s oklopom od čelične trake velikog presjeka.
2. Uzroci pucanja PE plašta i mjere za poboljšanje
2.1 Utjecaj kabelaČelična trakaStruktura
Kod kabela s većim vanjskim promjerima, oklopljeni sloj obično se sastoji od dvoslojnih omotača od čelične trake. Ovisno o vanjskom promjeru kabela, debljina čelične trake varira (0,2 mm, 0,5 mm i 0,8 mm). Deblje oklopljene čelične trake imaju veću krutost i slabiju plastičnost, što rezultira većim razmakom između gornjeg i donjeg sloja. Tijekom ekstruzije to uzrokuje značajne razlike u debljini plašta između gornjeg i donjeg sloja površine oklopljenog sloja. Tanja područja plašta na rubovima vanjske čelične trake doživljavaju najveću koncentraciju naprezanja i glavna su područja gdje dolazi do budućih pukotina.
Kako bi se ublažio utjecaj oklopne čelične trake na vanjski plašt, između čelične trake i PE plašta omotava se ili ekstrudira zaštitni sloj određene debljine. Ovaj zaštitni sloj treba biti jednoliko gust, bez nabora ili izbočina. Dodavanje zaštitnog sloja poboljšava glatkoću između dva sloja čelične trake, osigurava jednoliku debljinu PE plašta i, u kombinaciji sa skupljanjem PE plašta, smanjuje unutarnje naprezanje.
ONEWORLD korisnicima nudi različite debljineoklopni materijali od pocinčane čelične trakezadovoljiti raznolike potrebe.
2.2 Utjecaj procesa proizvodnje kabela
Primarni problemi s procesom ekstruzije oklopljenih kabelskih plašteva velikog vanjskog promjera su nedovoljno hlađenje, nepravilna priprema kalupa i prekomjerni omjer istezanja, što rezultira prekomjernim unutarnjim naprezanjem unutar plašta. Veliki kabeli, zbog svojih debelih i širokih plašteva, često se suočavaju s ograničenjima u duljini i volumenu vodnih kanala na proizvodnim linijama za ekstruziju. Hlađenje s preko 200 stupnjeva Celzija tijekom ekstruzije na sobnu temperaturu predstavlja izazov. Nedovoljno hlađenje dovodi do mekšeg plašta u blizini oklopnog sloja, što uzrokuje grebanje na površini plašta kada se kabel namotava, što na kraju rezultira potencijalnim pukotinama i lomom tijekom polaganja kabela zbog vanjskih sila. Štoviše, nedovoljno hlađenje doprinosi povećanim unutarnjim silama skupljanja nakon namotavanja, povećavajući rizik od pucanja plašta pod značajnim vanjskim silama. Kako bi se osiguralo dovoljno hlađenje, preporučuje se povećanje duljine ili volumena vodnih kanala. Bitno je smanjiti brzinu ekstruzije uz održavanje pravilne plastifikacije plašta i omogućiti dovoljno vremena za hlađenje tijekom namotavanja. Osim toga, uzimajući polietilen kao kristalni polimer, metoda segmentiranog snižavanja temperature hlađenja, od 70-75 °C do 50-55 °C, i konačno do sobne temperature, pomaže ublažiti unutarnja naprezanja tijekom procesa hlađenja.
2.3 Utjecaj radijusa namotavanja na namotavanje kabela
Tijekom namotavanja kabela, proizvođači se pridržavaju industrijskih standarda za odabir odgovarajućih kolutova za isporuku. Međutim, prilagođavanje dugim duljinama isporuke za kabele velikog vanjskog promjera predstavlja izazov pri odabiru odgovarajućih kolutova. Kako bi se zadovoljile specificirane duljine isporuke, neki proizvođači smanjuju promjere cijevi koluta, što rezultira nedovoljnim radijusima savijanja kabela. Prekomjerno savijanje dovodi do pomaka u slojevima oklopa, uzrokujući značajne sile smicanja na plaštu. U težim slučajevima, neravnine oklopne čelične trake mogu probiti sloj amortizacije, ugraditi se izravno u plašt i uzrokovati pukotine ili rupe duž ruba čelične trake. Tijekom polaganja kabela, bočne sile savijanja i povlačenja uzrokuju pucanje plašta duž tih pukotina, posebno kod kabela bliže unutarnjim slojevima koluta, što ih čini sklonijima lomljenju.
2.4 Utjecaj gradnje i instalacijskog okruženja na licu mjesta
Za standardizaciju konstrukcije kabela preporučuje se minimiziranje brzine polaganja kabela, izbjegavanje pretjeranog bočnog pritiska, savijanja, sile povlačenja i udara o površine, osiguravajući civilizirano građevinsko okruženje. Poželjno je, prije postavljanja kabela, ostaviti kabel da se odmori na 50-60°C kako bi se oslobodilo unutarnje naprezanje iz plašta. Izbjegavajte dugotrajno izlaganje kabela izravnoj sunčevoj svjetlosti, jer različite temperature na različitim stranama kabela mogu dovesti do koncentracije naprezanja, povećavajući rizik od pucanja plašta tijekom polaganja kabela.
Vrijeme objave: 18. prosinca 2023.