El paper dels antioxidants en la millora de la vida útil dels cables aïllats de polietilè reticulat (XLPE)
Polietilè reticulat (XLPE)és un material aïllant primari utilitzat en cables de mitjana i alta tensió. Al llarg de la seva vida útil, aquests cables s'enfronten a diversos reptes, com ara condicions climàtiques variables, fluctuacions de temperatura, estrès mecànic i interaccions químiques. Aquests factors influeixen conjuntament en la durabilitat i la longevitat dels cables.
Importància dels antioxidants en els sistemes XLPE
Per garantir una vida útil més llarga dels cables aïllats amb XLPE, és crucial seleccionar un antioxidant adequat per al sistema de polietilè. Els antioxidants tenen un paper fonamental en la protecció del polietilè contra la degradació oxidativa. En reaccionar ràpidament amb els radicals lliures generats dins del material, els antioxidants formen compostos més estables, com ara els hidroperòxids. Això és particularment important perquè la majoria dels processos de reticulació per a XLPE es basen en peròxids.
El procés de degradació dels polímers
Amb el temps, la majoria dels polímers es tornen gradualment fràgils a causa de la degradació contínua. El final de la vida útil dels polímers es defineix normalment com el punt en què el seu allargament a la ruptura disminueix fins al 50% del valor original. Més enllà d'aquest llindar, fins i tot una petita flexió del cable pot provocar esquerdes i fallades. Les normes internacionals sovint adopten aquest criteri per a les poliolefines, incloses les poliolefines reticulades, per avaluar el rendiment del material.
Model d'Arrhenius per a la predicció de la vida útil dels cables
La relació entre la temperatura i la vida útil del cable es descriu habitualment mitjançant l'equació d'Arrhenius. Aquest model matemàtic expressa la velocitat d'una reacció química com:
K= D e(-Ea/RT)
On:
K: Velocitat de reacció específica
D: Constant
Ea: Energia d'activació
R: Constant dels gasos de Boltzmann (8,617 x 10⁻⁵ eV/K)
T: Temperatura absoluta en Kelvin (273+ Temp en °C)
Reordenada algebraicament, l'equació es pot expressar com una forma lineal: y = mx+b
A partir d'aquesta equació, es pot derivar l'energia d'activació (Ea) mitjançant dades gràfiques, cosa que permet fer prediccions precises de la vida útil del cable en diverses condicions.
Proves d'envelliment accelerat
Per determinar la vida útil dels cables aïllats amb XLPE, les mostres de prova s'han de sotmetre a experiments d'envelliment accelerat a un mínim de tres (preferiblement quatre) temperatures diferents. Aquestes temperatures han d'abastar un rang suficient per establir una relació lineal entre el temps fins a la fallada i la temperatura. En particular, la temperatura d'exposició més baixa ha de donar lloc a un temps mitjà fins al punt final d'almenys 5.000 hores per garantir la validesa de les dades de prova.
Mitjançant aquest enfocament rigorós i la selecció d'antioxidants d'alt rendiment, es pot millorar significativament la fiabilitat operativa i la longevitat dels cables aïllats amb XLPE.
Data de publicació: 23 de gener de 2025