Polyetylén (PE) sa široko používa vizolácia a opláštenie silových a telekomunikačných káblovvďaka svojej vynikajúcej mechanickej pevnosti, húževnatosti, tepelnej odolnosti, izolácii a chemickej stabilite. Avšak kvôli štrukturálnym vlastnostiam samotného PE je jeho odolnosť voči praskaniu v dôsledku environmentálneho napätia relatívne nízka. Tento problém sa stáva obzvlášť výrazným, keď sa PE používa ako vonkajší plášť pancierových káblov s veľkým prierezom.
1. Mechanizmus praskania PE plášťa
Praskanie PE plášťa sa vyskytuje hlavne v dvoch situáciách:
a. Praskanie v dôsledku environmentálneho napätia: Ide o jav, pri ktorom plášť po inštalácii a prevádzke kábla krehko praská od povrchu v dôsledku kombinovaného napätia alebo vystavenia environmentálnym médiám. Je to primárne spôsobené vnútorným napätím v plášti a dlhodobým vystavením polárnym kvapalinám. Rozsiahly výskum modifikácie materiálov tento typ praskania podstatne vyriešil.
b. Praskanie v dôsledku mechanického napätia: Vyskytuje sa v dôsledku štrukturálnych nedostatkov v kábli alebo nevhodných procesov extrúzie plášťa, čo vedie k výraznej koncentrácii napätia a praskaniu vyvolanému deformáciou počas inštalácie kábla. Tento typ praskania je výraznejší vo vonkajších plášťoch káblov s veľkým prierezom z oceľovej pásky.
2. Príčiny praskania PE plášťa a opatrenia na zlepšenie
2.1 Vplyv káblaOceľová páskaŠtruktúra
V kábloch s väčším vonkajším priemerom je pancierová vrstva typicky zložená z dvojvrstvových oceľových pások. V závislosti od vonkajšieho priemeru kábla sa hrúbka oceľovej pásky mení (0,2 mm, 0,5 mm a 0,8 mm). Hrubšie pancierové oceľové pásky majú vyššiu tuhosť a horšiu plasticitu, čo má za následok väčšiu vzdialenosť medzi hornou a spodnou vrstvou. Počas extrúzie to spôsobuje výrazné rozdiely v hrúbke plášťa medzi hornou a spodnou vrstvou povrchu pancierovej vrstvy. Tenšie oblasti plášťa na okrajoch vonkajšej oceľovej pásky sú vystavené najväčšej koncentrácii napätia a sú primárnymi oblasťami, kde v budúcnosti dochádza k praskaniu.
Na zmiernenie vplyvu pancierovej oceľovej pásky na vonkajší plášť sa medzi oceľovú pásku a PE plášť vloží alebo vytlačí tlmiaca vrstva určitej hrúbky. Táto tlmiaca vrstva by mala byť rovnomerne hustá, bez vrások alebo výčnelkov. Pridanie tlmiacej vrstvy zlepšuje hladkosť medzi dvoma vrstvami oceľovej pásky, zabezpečuje rovnomernú hrúbku PE plášťa a v kombinácii so sťahovaním PE plášťa znižuje vnútorné napätie.
ONEWORLD poskytuje používateľom rôzne hrúbkypancierové materiály z pozinkovanej oceľovej páskyuspokojiť rozmanité potreby.
2.2 Vplyv procesu výroby káblov
Hlavnými problémami procesu extrúzie pancierových plášťov káblov s veľkým vonkajším priemerom sú nedostatočné chladenie, nesprávna príprava formy a nadmerný pomer naťahovania, čo vedie k nadmernému vnútornému napätiu v plášti. Veľkopriemerné káble kvôli svojim hrubým a širokým plášťom často čelia obmedzeniam v dĺžke a objeme vodných žľabov na výrobných linkách na extrúziu. Ochladenie z viac ako 200 stupňov Celzia počas extrúzie na izbovú teplotu predstavuje výzvu. Nedostatočné chladenie vedie k mäkšiemu plášťu v blízkosti pancierovej vrstvy, čo spôsobuje poškriabanie povrchu plášťa pri navíjaní kábla, čo nakoniec vedie k potenciálnym prasklinám a zlomeniu počas kladenia kábla v dôsledku vonkajších síl. Okrem toho nedostatočné chladenie prispieva k zvýšeným vnútorným zmršťovacím silám po navíjaní, čím zvyšuje riziko praskania plášťa pri značných vonkajších silách. Na zabezpečenie dostatočného chladenia sa odporúča zväčšiť dĺžku alebo objem vodných žľabov. Nevyhnutné je znížiť rýchlosť extrúzie pri zachovaní správnej plastifikácie plášťa a poskytnúť dostatočný čas na chladenie počas navíjania. Okrem toho, ak vezmeme do úvahy polyetylén ako kryštalický polymér, segmentovaná metóda ochladzovania so znížením teploty zo 70 – 75 °C na 50 – 55 °C a nakoniec na izbovú teplotu pomáha zmierniť vnútorné napätie počas procesu ochladzovania.
2.3 Vplyv polomeru navíjania na navíjanie kábla
Počas navíjania káblov sa výrobcovia riadia priemyselnými normami pre výber vhodných dodávacích cievok. Avšak prispôsobenie dlhým dodacím dĺžkam pre káble s veľkým vonkajším priemerom predstavuje výzvu pri výbere vhodných cievok. Aby sa splnili špecifikované dodacie dĺžky, niektorí výrobcovia znižujú priemery valcov cievok, čo má za následok nedostatočné polomery ohybu kábla. Nadmerné ohýbanie vedie k posunutiu pancierových vrstiev, čo spôsobuje značné šmykové sily na plášť. V závažných prípadoch môžu otrepy pancierového oceľového pásu prepichnúť tlmiacu vrstvu, zaryť sa priamo do plášťa a spôsobiť praskliny alebo pukliny pozdĺž okraja oceľového pásu. Počas kladenia kábla spôsobujú bočné ohybové a ťahové sily praskanie plášťa pozdĺž týchto prasklín, najmä pri kábloch bližšie k vnútorným vrstvám cievky, čo ich robí náchylnejšími na zlomenie.
2.4 Vplyv stavebného a montážneho prostredia na mieste
Pre štandardizáciu konštrukcie káblov sa odporúča minimalizovať rýchlosť kladenia káblov, vyhýbať sa nadmernému bočnému tlaku, ohýbaniu, ťahovým silám a povrchovým kolíziám, čím sa zabezpečí civilizované stavebné prostredie. Pred inštaláciou kábla nechajte kábel odpočívať pri teplote 50 – 60 °C, aby sa uvoľnilo vnútorné napätie z plášťa. Zabráňte dlhodobému vystaveniu káblov priamemu slnečnému žiareniu, pretože rozdielne teploty na rôznych stranách kábla môžu viesť ku koncentrácii napätia, čo zvyšuje riziko praskania plášťa počas kladenia kábla.
Čas uverejnenia: 18. decembra 2023