El polietilè (PE) s'utilitza àmpliament enaïllament i revestiment de cables d'alimentació i cables de telecomunicacionsa causa de la seva excel·lent resistència mecànica, tenacitat, resistència a la calor, aïllament i estabilitat química. Tanmateix, a causa de les característiques estructurals del propi PE, la seva resistència a l'esquerdament per tensió ambiental és relativament deficient. Aquest problema esdevé particularment destacat quan el PE s'utilitza com a revestiment exterior de cables blindats de gran secció.
1. Mecanisme de trencament de la beina de PE
L'esquerdament de la beina de PE es produeix principalment en dues situacions:
a. Esquerdament per tensió ambiental: es refereix al fenomen en què la beina pateix esquerdaments fràgils des de la superfície a causa de la tensió combinada o l'exposició a medis ambientals després de la instal·lació i el funcionament del cable. Està causat principalment per la tensió interna dins de la beina i l'exposició prolongada a líquids polars. Una àmplia investigació sobre la modificació de materials ha resolt substancialment aquest tipus d'esquerdament.
b. Esquerdament per tensió mecànica: Això es produeix a causa de deficiències estructurals en el cable o processos inadequats d'extrusió de la beina, cosa que provoca una concentració significativa d'esforços i esquerdaments induïts per deformació durant la instal·lació del cable. Aquest tipus d'esquerdament és més pronunciat a les beines exteriors dels cables blindats de cinta d'acer de gran secció.
2. Causes de l'esquerdament de la funda de PE i mesures de millora
2.1 Influència del cableCinta d'acerEstructura
En cables amb diàmetres exteriors més grans, la capa blindada sol estar composta per embolcalls de cinta d'acer de doble capa. Segons el diàmetre exterior del cable, el gruix de la cinta d'acer varia (0,2 mm, 0,5 mm i 0,8 mm). Les cintes d'acer blindades més gruixudes tenen una major rigidesa i una plasticitat més deficient, la qual cosa resulta en un major espaiament entre les capes superior i inferior. Durant l'extrusió, això provoca diferències significatives en el gruix de la beina entre les capes superior i inferior de la superfície de la capa blindada. Les zones de la beina més primes a les vores de la cinta d'acer exterior experimenten la major concentració d'esforços i són les principals zones on es produeixen futures esquerdes.
Per mitigar l'impacte de la cinta d'acer blindada sobre la funda exterior, s'embolica o s'extrudeix una capa amortidora d'un cert gruix entre la cinta d'acer i la funda de PE. Aquesta capa amortidora ha de ser uniformement densa, sense arrugues ni protuberàncies. L'addició d'una capa amortidora millora la suavitat entre les dues capes de cinta d'acer, garanteix un gruix uniforme de la funda de PE i, combinada amb la contracció de la funda de PE, redueix la tensió interna.
ONEWORLD proporciona als usuaris diferents gruixos dematerials blindats de cinta d'acer galvanitzatper satisfer necessitats diverses.
2.2 Impacte del procés de producció de cables
Els principals problemes amb el procés d'extrusió de fundes de cables blindats de gran diàmetre exterior són un refredament inadequat, una preparació inadequada del motlle i una relació d'estirament excessiva, que resulta en una tensió interna excessiva dins de la funda. Els cables de grans dimensions, a causa de les seves fundes gruixudes i amples, sovint s'enfronten a limitacions en la longitud i el volum de les abeuradores d'aigua a les línies de producció d'extrusió. El refredament des de més de 200 graus Celsius durant l'extrusió fins a la temperatura ambient planteja reptes. Un refredament inadequat condueix a una funda més tova a prop de la capa d'armadura, cosa que provoca ratllades a la superfície de la funda quan s'enrotlla el cable, cosa que finalment provoca possibles esquerdes i trencaments durant la col·locació del cable a causa de forces externes. A més, un refredament insuficient contribueix a augmentar les forces de contracció internes després de l'enrotllament, augmentant el risc d'esquerdament de la funda sota forces externes substancials. Per garantir un refredament suficient, es recomana augmentar la longitud o el volum de les abeuradores d'aigua. És essencial reduir la velocitat d'extrusió mentre es manté una plastificació adequada de la funda i es deixa un temps suficient per al refredament durant l'enrotllament. A més, considerant el polietilè com un polímer cristal·lí, un mètode de refredament per reducció de temperatura segmentada, de 70-75 °C a 50-55 °C, i finalment a temperatura ambient, ajuda a alleujar les tensions internes durant el procés de refredament.
2.3 Influència del radi d'enrotllament en l'enrotllament del cable
Durant l'enrotllament de cables, els fabricants s'adhereixen als estàndards de la indústria per seleccionar els rodets de lliurament adequats. Tanmateix, adaptar-se a longituds de lliurament llargues per a cables de gran diàmetre exterior presenta reptes a l'hora de seleccionar els rodets adequats. Per complir amb les longituds de lliurament especificades, alguns fabricants redueixen els diàmetres del canó del rodet, cosa que resulta en radis de flexió insuficients per al cable. Una flexió excessiva provoca un desplaçament de les capes d'armadura, causant forces de cisallament significatives a la beina. En casos greus, les rebaves de la tira d'acer blindada poden perforar la capa d'amortiment, incrustar-se directament a la beina i causar esquerdes o fissures al llarg de la vora de la tira d'acer. Durant la col·locació del cable, les forces laterals de flexió i tracció fan que la beina s'esquerdi al llarg d'aquestes fissures, especialment per als cables més propers a les capes interiors del rodet, fent-los més propensos a trencar-se.
2.4 Impacte de l'entorn de construcció i instal·lació in situ
Per estandarditzar la construcció dels cables, es recomana minimitzar la velocitat de col·locació del cable, evitant una pressió lateral excessiva, forces de flexió i estirament i col·lisions superficials, garantint un entorn de construcció civilitzat. Preferiblement, abans de la instal·lació del cable, deixeu que el cable reposi a 50-60 °C per alliberar la tensió interna de la funda. Eviteu l'exposició prolongada dels cables a la llum solar directa, ja que les diferències de temperatura en diversos costats del cable poden provocar una concentració de tensions, augmentant el risc d'esquerdes de la funda durant la col·locació del cable.
Data de publicació: 18 de desembre de 2023