Polietilen (PE) ima široku primjenu uizolacija i plašt energetskih i telekomunikacijskih kabelazbog 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 omotač oklopnih kabela velikog presjeka.
1. Mehanizam pucanja PE plašta
Pucanje PE omotača uglavnom se događa u dvije situacije:
a. Pucanje uzrokovano stresom u okolišu: Ovo se odnosi na fenomen u kojem plašt prolazi kroz krhko pucanje od površine zbog kombiniranog stresa ili izloženosti mediju iz okoline nakon instalacije i rada kabela. Prvenstveno je uzrokovan unutarnjim stresom unutar omotača i dugotrajnom izloženošću polarnim tekućinama. Opsežna istraživanja o modificiranju materijala značajno su riješila ovu vrstu pukotina.
b. Pukotine uslijed mehaničkog naprezanja: Ovo se događa zbog strukturnih nedostataka u kabelu ili neprikladnih procesa ekstruzije plašta, što dovodi do značajne koncentracije naprezanja i pucanja izazvanog deformacijom tijekom instalacije kabela. Ova vrsta pucanja je izraženija u vanjskim omotačima čeličnih oklopnih kabela velikog presjeka.
2. Uzroci pucanja PE plašta i mjere poboljšanja
2.1 Utjecaj kabelaČelična trakaStruktura
U kabelima s većim vanjskim promjerima, oklopni sloj obično se sastoji od dvoslojnih omota čelične trake. Ovisno o vanjskom promjeru kabela, debljina čelične trake varira (0,2 mm, 0,5 mm i 0,8 mm). Deblje armirane čelične trake imaju veću krutost i lošiju plastičnost, što rezultira većim razmakom između gornjeg i donjeg sloja. Tijekom ekstruzije to uzrokuje značajne razlike u debljini omotača između gornjeg i donjeg sloja površine oklopnog sloja. Tanja područja omotača na rubovima vanjske čelične trake doživljavaju najveću koncentraciju naprezanja i primarna su područja na kojima dolazi do pucanja u budućnosti.
Kako bi se ublažio utjecaj armirane čelične trake na vanjski omotač, između čelične trake i PE omotača omotan je ili ekstrudiran međuslojni sloj određene debljine. Ovaj međusloj treba biti ravnomjerno gust, bez nabora ili izbočina. Dodavanje međuslojnog 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 debljinepocinčana čelična traka armirani materijalizadovoljiti različite potrebe.
2.2 Utjecaj procesa proizvodnje kabela
Primarni problemi s postupkom ekstruzije oklopnih kabelskih omotača velikog vanjskog promjera su neadekvatno hlađenje, nepravilna priprema kalupa i pretjerani omjer rastezanja, što rezultira pretjeranim unutarnjim naprezanjem unutar omotača. Kabeli velikih dimenzija, zbog svojih debelih i širokih omotača, često se suočavaju s ograničenjima u duljini i volumenu korita za vodu na proizvodnim linijama ekstruzije. Hlađenje s preko 200 stupnjeva Celzijusa tijekom ekstruzije na sobnu temperaturu predstavlja izazov. Neadekvatno hlađenje dovodi do mekšeg omotača u blizini oklopnog sloja, uzrokujući grebanje na površini omotača kada je kabel smotan, što na kraju dovodi do mogućih pukotina i loma tijekom polaganja kabela zbog vanjskih sila. Štoviše, nedovoljno hlađenje pridonosi povećanim unutarnjim silama skupljanja nakon namotavanja, povećavajući rizik od pucanja omotača pod značajnim vanjskim silama. Kako bi se osiguralo dovoljno hlađenje, preporučuje se povećanje duljine ili volumena korita za vodu. Smanjenje brzine ekstruzije uz održavanje odgovarajuće plastificacije plašta i dopuštanje dovoljno vremena za hlađenje tijekom namotavanja je ključno. Osim toga, uzimajući u obzir polietilen kao kristalni polimer, segmentirana metoda hlađenja za smanjenje temperature, sa 70-75°C na 50-55°C, i konačno na sobnu temperaturu, pomaže u ublažavanju unutarnjih naprezanja tijekom procesa hlađenja.
2.3 Utjecaj polumjera namotaja na namotavanje kabela
Tijekom namotavanja kabela, proizvođači se pridržavaju industrijskih standarda za odabir odgovarajućih kotura za isporuku. Međutim, prilagođavanje dugih duljina isporuke za kabele velikog vanjskog promjera predstavlja izazove pri odabiru prikladnih kolutova. Kako bi zadovoljili specificirane duljine isporuke, neki proizvođači smanjuju promjer cijevi koluta, što rezultira nedovoljnim radijusom savijanja kabela. Pretjerano savijanje dovodi do pomaka u slojevima oklopa, uzrokujući značajne sile smicanja na plaštu. U teškim slučajevima, neravnine armirane čelične trake mogu probiti amortizacijski sloj, ugraditi se izravno u plašt i uzrokovati pukotine ili pukotine duž ruba čelične trake. Tijekom polaganja kabela, bočne sile savijanja i povlačenja uzrokuju pucanje omotača duž ovih pukotina, posebno za kabele bliže unutarnjim slojevima koluta, čineći ih sklonijima lomljenju.
2.4 Utjecaj okoline izgradnje i instalacije na gradilištu
Kako bi se standardizirala konstrukcija kabela, savjetuje se minimizirati brzinu polaganja kabela, izbjegavajući pretjerani bočni pritisak, savijanje, sile povlačenja i površinske sudare, osiguravajući civilizirano građevinsko okruženje. Po mogućnosti, prije instalacije kabela, ostavite kabel da miruje na 50-60°C kako bi se oslobodio unutarnji stres 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