Moderní elektrické systémy se spoléhají na propojení mezi různými zařízeními, deskami plošných spojů a periferiemi. Ať už přenášejí energii nebo elektrické signály, kabely jsou páteří kabelových spojení, což z nich činí nedílnou součást všech systémů.
Důležitost plášťů kabelů (vnější vrstva, která obklopuje a chrání vnitřní vodiče) je však často podceňována. Výběr správného materiálu pláště kabelu je klíčovým rozhodnutím při návrhu a výrobě kabelů, zejména při použití v náročných podmínkách. Pochopení rovnováhy mezi mechanickými vlastnostmi, odolností vůči vlivům prostředí, flexibilitou, náklady a dodržováním předpisů je klíčem k moudrému výběru.
Srdcem pláště kabelu je štít, který chrání a zajišťuje životnost a spolehlivost vnitřního kabelu. Tato ochrana chrání před vlhkostí, chemikáliemi, UV zářením a fyzikálním namáháním, jako je oděr a náraz.
Materiály pro pláště kabelů sahají od jednoduchých plastů až po pokročilé polymery, přičemž každý z nich má jedinečné vlastnosti, které splňují specifické environmentální a mechanické požadavky. Proces výběru je zásadní, protože správný materiál zajišťuje optimální výkon a ochranu za očekávaných podmínek použití.
Pro pláště kabelů neexistuje univerzální řešení. Zvolený materiál se může značně lišit v závislosti na specifických okolnostech aplikace.
Při výběru správného materiálu pro plášť kabelu je třeba zvážit několik faktorů.
1. Podmínky prostředí
Chemická odolnost je klíčovým faktorem při výběru pláště kabelů, protože kabely se mohou v závislosti na jejich použití setkat s oleji, rozpouštědly, kyselinami nebo zásadami. Dobře zvolený plášť kabelu může zabránit degradaci nebo korozi jeho základních součástí, a tím zachovat integritu kabelu po celou dobu jeho životnosti. Například v průmyslovém prostředí, kde je běžné vystavení chemickým látkám, je zásadní vybrat materiály, které odolávají takovým drsným podmínkám. Zde je nutné vyhodnotit specifické chemikálie, kterým bude kabel vystaven, protože to určuje potřebu specializovaných materiálů, jako jsou fluoropolymery, pro dosažení extrémní chemické odolnosti.
Odolnost vůči povětrnostním vlivům a slunečnímu záření je dalším cenným faktorem, zejména u kabelů používaných venku. Dlouhodobé vystavení slunečnímu záření může oslabit tradiční materiály, což vede ke křehkosti a případnému selhání. Materiály navržené tak, aby odolávaly UV záření, zajišťují, že kabel zůstane funkční a odolný i při intenzivním slunečním záření. Pro takové aplikace jsou ideálními materiály termoplasty CPE, termostaty CPE nebo termostaty EPR. Další pokročilé materiály, jako je zesítěný polyethylen (XLPE), byly vyvinuty tak, aby poskytovaly zvýšenou odolnost vůči UV záření a zajistily tak dlouhou životnost kabelu ve venkovním použití.
Navíc v prostředích, kde hrozí riziko požáru, může být volba kabelového pláště se zpomalovačem hoření nebo samozhášivým materiálem záchrannou volbou. Tyto materiály jsou navrženy tak, aby zastavily šíření plamenů, a přidaly tak důležitou vrstvu bezpečnosti v kritických aplikacích. Z hlediska zpomalení hoření jsou vynikající volbouPVCtermoplasty a CPE termoplasty. Takové materiály mohou zpomalit šíření plamenů a zároveň snížit emise toxických plynů během hoření.
2. Mechanické vlastnosti
Odolnost proti oděru, nárazová síla a drtivost pláště kabelu přímo ovlivňují trvanlivost polyuretanu. To je nejdůležitější v aplikacích, kde kabel prochází náročným terénem nebo vyžaduje častou manipulaci. Ve vysoce mobilních aplikacích, jako je robotika nebo dynamické stroje, může výběr pláště kabelu s vynikajícími mechanickými vlastnostmi pomoci vyhnout se časté výměně a údržbě. Mezi nejlepší materiály odolné proti opotřebení pro kryty plášťů patří polyuretanové termoplasty a CPE termoplasty.
3. Teplotní aspekty
Rozsah provozních teplot materiálu pláště kabelu může být rozdílem mezi úspěchem a neúspěchem systému. Materiály, které neodolají rozsahu provozních teplot zamýšleného prostředí, mohou v chladných podmínkách křehnout nebo se při vystavení vysokým teplotám degradovat. Tato degradace může ohrozit integritu kabelu a způsobit selhání elektrické izolace, což má za následek provozní narušení nebo bezpečnostní rizika.
Zatímco mnoho standardních kabelů může být dimenzováno na teploty až 105 °C, specializované aplikace s PVC mohou vyžadovat odolnost vůči vyšším teplotám. V odvětvích, jako je ropa a plyn, vyžadují speciální aplikace materiály, jako jsou materiály řady SJS od společnosti ITT Cannon, které odolávají teplotám až 200 °C. Pro tyto vysoké teploty může být nutné zvážit řadu materiálů, včetně PVC na termoplastické straně a CPE nebo EPR nebo CPR na straně termostatu. Materiály, které mohou fungovat v takových prostředích, odolávají vysokým teplotám a tepelnému stárnutí, což zajišťuje dlouhodobý výkon kabelu.
Zvažte prostředí s vysokými teplotami, jako jsou například vrtné soupravy na pevnině. V tomto prostředí s vysokým tlakem a vysokými teplotami je nutné zvolit materiál pláště kabelu, který odolá extrémním teplotám bez degradace nebo selhání. V konečném důsledku může výběr správného materiálu pláště kabelu zajistit bezpečný a spolehlivý provoz a zároveň prodloužit životnost zařízení.
4. Potřeba flexibility
Některé aplikace vyžadují, aby kabely zůstaly pružné i při opakovaném ohýbání a kroucení. Tato potřeba flexibility nesnižuje potřebu trvanlivosti; proto je nutné pečlivě vybírat materiály, aby tyto dva požadavky byly efektivně vyváženy. V těchto případech se pro svou elasticitu a odolnost upřednostňují materiály, jako jsou termoplastické elastomery (TPE) nebo polyuretan (PUR).
Například kabely používané v průmyslové automatizaci musí být vysoce flexibilní, aby se přizpůsobily pohybu strojů, jako jsou roboti. Síťoví roboti používaní pro úkoly, jako je vychystávání a umisťování dílů, jsou ukázkovým příkladem této potřeby. Jejich konstrukce umožňuje rozsah pohybu a vyvíjí na kabely konstantní namáhání, což vyžaduje použití materiálů, které odolávají ohýbání a kroucení bez kompromisů v oblasti výkonu.
Po zvážení podmínek prostředí, mechanických vlastností, teploty a požadavků na flexibilitu je také důležité si uvědomit, že vnější průměr kabelu se bude lišit v závislosti na materiálu. Aby byl zachován šetrnost k životnímu prostředí, musí průměr kabelu zůstat v mezích těsnění zadního pláště nebo konektoru.
Čas zveřejnění: 12. srpna 2024