Polyethylen (PE) je široce používán vizolace a opláštění silových kabelů a telekomunikačních kabelůdíky své vynikající mechanické pevnosti, houževnatosti, tepelné odolnosti, izolaci a chemické stabilitě. Vzhledem ke strukturálním charakteristikám samotného PE je však jeho odolnost vůči praskání vlivem okolního prostředí relativně nízká. Tento problém se stává zvláště významným, když se PE používá jako vnější plášť pancéřovaných kabelů s velkým průřezem.
1. Mechanismus praskání PE pláště
K praskání PE pláště dochází hlavně ve dvou situacích:
A. Praskání vlivem okolního prostředí: Toto se týká jevu, kdy plášť podléhá křehkému praskání z povrchu v důsledku kombinovaného namáhání nebo vystavení okolním médiím po instalaci a provozu kabelu. Je to primárně způsobeno vnitřním napětím v pochvě a dlouhodobým vystavením polárním kapalinám. Rozsáhlý výzkum modifikace materiálu tento typ praskání podstatně vyřešil.
b. Praskání mechanickým napětím: K tomu dochází v důsledku strukturálních nedostatků v kabelu nebo nevhodných procesů vytlačování pláště, což vede k významné koncentraci napětí a deformacím způsobeným trhlinám během instalace kabelu. Tento typ praskání je výraznější ve vnějších pláštích velkoprofilových ocelových páskových pancéřovaných kabelů.
2. Příčiny praskání PE pláště a opatření ke zlepšení
2.1 Vliv kabeluOcelová páskaStruktura
U kabelů s většími vnějšími průměry je pancéřová vrstva typicky tvořena dvouvrstvou ocelovou páskou. V závislosti na vnějším průměru kabelu se tloušťka ocelové pásky liší (0,2 mm, 0,5 mm a 0,8 mm). Silnější pancéřové ocelové pásky mají vyšší tuhost a horší plasticitu, což má za následek větší rozestupy mezi horní a spodní vrstvou. Při vytlačování to způsobuje značné rozdíly v tloušťce pláště mezi horní a spodní vrstvou povrchu pancéřové vrstvy. Tenčí oblasti pláště na okrajích vnější ocelové pásky zažívají největší koncentraci napětí a jsou primárními oblastmi, kde v budoucnu dochází k praskání.
Pro zmírnění dopadu pancéřové ocelové pásky na vnější plášť se mezi ocelovou pásku a PE plášť navine nebo vytlačí tlumicí vrstva určité tloušťky. Tato vyrovnávací vrstva by měla být rovnoměrně hustá, bez vrásek nebo výčnělků. Přidání tlumicí vrstvy zlepšuje hladkost mezi dvěma vrstvami ocelové pásky, zajišťuje rovnoměrnou tloušťku PE pláště a v kombinaci se smršťováním PE pláště snižuje vnitřní pnutí.
ONEWORLD poskytuje uživatelům různé tloušťkygalvanizované ocelové páskové pancéřové materiályuspokojit různorodé potřeby.
2.2 Vliv procesu výroby kabelů
Primárními problémy procesu vytlačování pancéřových plášťů kabelů s velkým vnějším průměrem jsou nedostatečné chlazení, nesprávná příprava formy a nadměrný poměr natažení, což má za následek nadměrné vnitřní napětí v plášti. Kabely velkých rozměrů kvůli svému tlustému a širokému plášti často čelí omezením v délce a objemu vodních žlabů na vytlačovacích výrobních linkách. Chlazení z více než 200 stupňů Celsia během vytlačování na pokojovou teplotu představuje problémy. Nedostatečné chlazení vede k měkčímu plášti v blízkosti pancéřové vrstvy, což způsobuje poškrábání povrchu pláště při navíjení kabelu, což nakonec vede k potenciálním prasklinám a zlomení během pokládání kabelu vlivem vnějších sil. Kromě toho nedostatečné chlazení přispívá ke zvýšeným silám vnitřního smršťování po navinutí, čímž se zvyšuje riziko prasknutí pláště vlivem značných vnějších sil. Pro zajištění dostatečného chlazení se doporučuje zvětšit délku nebo objem vodních žlabů. Snížení rychlosti vytlačování při zachování správné plastifikace pláště a poskytnutí dostatečného času na chlazení během navíjení je zásadní. Navíc, vezmeme-li v úvahu polyethylen jako krystalický polymer, metoda segmentovaného chlazení se snížením teploty, ze 70-75 °C na 50-55 °C a nakonec na teplotu místnosti, pomáhá zmírnit vnitřní pnutí během procesu chlazení.
2.3 Vliv poloměru navíjení na navíjení kabelu
Během navíjení kabelů výrobci dodržují průmyslové standardy pro výběr vhodných navíjecích cívek. Avšak přizpůsobení se dlouhým dodacím délkám pro kabely s velkým vnějším průměrem představuje problémy při výběru vhodných navijáků. Aby byly splněny specifikované dodací délky, někteří výrobci zmenšují průměr bubnu cívky, což má za následek nedostatečné poloměry ohybu kabelu. Nadměrné ohýbání vede k posunutí vrstev pancíře, což způsobuje značné smykové síly na plášti. V závažných případech mohou otřepy pancéřového ocelového pásu prorazit tlumicí vrstvu, zapustit se přímo do pláště a způsobit praskliny nebo praskliny podél okraje ocelového pásu. Během pokládání kabelu způsobují boční ohybové a tažné síly praskání pláště podél těchto trhlin, zejména u kabelů blíže k vnitřním vrstvám navijáku, což je činí náchylnějšími ke zlomení.
2.4 Vliv stavebního a instalačního prostředí na místě
Pro standardizaci kabelové konstrukce se doporučuje minimalizovat rychlost pokládky kabelu, vyhnout se nadměrnému bočnímu tlaku, ohybu, tažným silám a povrchovým kolizím, čímž se zajistí civilizované stavební prostředí. Před instalací kabelu nechte kabel přednostně odpočívat při 50-60 °C, aby se uvolnilo vnitřní napětí z pláště. Vyhněte se dlouhodobému vystavení kabelů přímému slunečnímu záření, protože rozdílné teploty na různých stranách kabelu mohou vést ke koncentraci napětí, což zvyšuje riziko prasknutí pláště během pokládání kabelu.
Čas odeslání: 18. prosince 2023