Požiarna odolnosť káblov je počas požiaru kľúčová a výber materiálu a konštrukčný návrh obalovej vrstvy priamo ovplyvňujú celkový výkon kábla. Obalová vrstva sa zvyčajne skladá z jednej alebo dvoch vrstiev ochrannej pásky omotanej okolo izolácie alebo vnútorného plášťa vodiča, ktorá poskytuje ochranu, tlmenie nárazov, tepelnú izoláciu a funkcie proti starnutiu. Nasledujúci text skúma špecifický vplyv obalovej vrstvy na požiarnu odolnosť z rôznych hľadísk.
1. Vplyv horľavých materiálov
Ak obalová vrstva používa horľavé materiály (ako napr.Netkaná textilná páskaalebo PVC páska), ich výkon vo vysokoteplotnom prostredí priamo ovplyvňuje požiarnu odolnosť kábla. Tieto materiály pri horení počas požiaru vytvárajú deformačný priestor pre izolačnú a protipožiarnu vrstvu. Tento mechanizmus uvoľnenia účinne znižuje stlačenie protipožiarnej vrstvy v dôsledku vysokoteplotného namáhania, čím sa znižuje pravdepodobnosť poškodenia protipožiarnej vrstvy. Okrem toho tieto materiály môžu tlmiť teplo v počiatočných fázach horenia, čím oddialia prenos tepla do vodiča a dočasne chránia štruktúru kábla.
Samotné horľavé materiály však majú obmedzenú schopnosť zvýšiť požiarnu odolnosť kábla a zvyčajne sa musia používať v spojení s ohňovzdornými materiálmi. Napríklad v niektorých ohňovzdorných kábloch sa môže použiť dodatočná vrstva protipožiarnej bariéry (ako napr.sľudová páska) sa môže pridať na horľavý materiál, aby sa zlepšila celková požiarna odolnosť. Táto kombinovaná konštrukcia dokáže v praktických aplikáciách efektívne vyvážiť náklady na materiál a ovládateľnosť výrobného procesu, ale obmedzenia horľavých materiálov je potrebné starostlivo zhodnotiť, aby sa zabezpečila celková bezpečnosť kábla.
2. Vplyv ohňovzdorných materiálov
Ak obalová vrstva používa ohňovzdorné materiály, ako je potiahnutá páska zo sklenených vlákien alebo sľudová páska, môže to výrazne zlepšiť protipožiarne vlastnosti kábla. Tieto materiály tvoria pri vysokých teplotách bariéru spomaľujúcu horenie, čím zabraňujú priamemu kontaktu izolačnej vrstvy s plameňmi a odďaľujú proces tavenia izolácie.
Treba však poznamenať, že v dôsledku sťahovacieho účinku obalovej vrstvy sa rozťažné napätie izolačnej vrstvy počas tavenia pri vysokej teplote nemusí uvoľniť smerom von, čo má za následok výrazný tlakový vplyv na ohňovzdornú vrstvu. Tento efekt koncentrácie napätia je obzvlášť výrazný v oceľových páskových pancierových konštrukciách, čo môže znížiť požiarnu odolnosť.
Na vyváženie dvojitých požiadaviek mechanického utiahnutia a izolácie proti plameňu je možné do návrhu obalovej vrstvy zaviesť viacero ohňovzdorných materiálov a mieru prekrytia a napätie obalu je možné upraviť tak, aby sa znížil vplyv koncentrácie napätia na ohňovzdornú vrstvu. Okrem toho sa v posledných rokoch postupne zvyšuje používanie flexibilných ohňovzdorných materiálov. Tieto materiály môžu výrazne znížiť problém s koncentráciou napätia a zároveň zabezpečiť výkonnosť protipožiarnej izolácie, čo pozitívne prispieva k zlepšeniu celkovej požiarnej odolnosti.
3. Ohňovzdornosť kalcinovanej sľudovej pásky
Kalcinovaná sľudová páska ako vysokoúčinný obalový materiál môže výrazne zvýšiť ohňovzdornosť kábla. Tento materiál vytvára pri vysokých teplotách silný ochranný obal, ktorý zabraňuje vniknutiu plameňov a plynov s vysokou teplotou do oblasti vodiča. Táto hustá ochranná vrstva nielen izoluje plamene, ale tiež zabraňuje ďalšej oxidácii a poškodeniu vodiča.
Kalcinovaná sľudová páska má environmentálne výhody, pretože neobsahuje fluór ani halogény a pri horení neuvoľňuje toxické plyny, čím spĺňa moderné environmentálne požiadavky. Jej vynikajúca flexibilita jej umožňuje prispôsobiť sa zložitým scenárom zapojenia, čím sa zvyšuje teplotná odolnosť kábla, vďaka čomu je obzvlášť vhodná pre výškové budovy a železničnú dopravu, kde sa vyžaduje vysoká požiarna odolnosť.
4. Dôležitosť konštrukčného návrhu
Štrukturálne riešenie obalovej vrstvy je kľúčové pre požiarnu odolnosť kábla. Napríklad použitie viacvrstvovej obalovej štruktúry (ako je dvojitá alebo viacvrstvová kalcinovaná sľudová páska) nielen zvyšuje účinok požiarnej ochrany, ale poskytuje aj lepšiu tepelnú bariéru počas požiaru. Okrem toho je dôležitým opatrením na zlepšenie celkovej požiarnej odolnosti zabezpečenie miery prekrytia obalovej vrstvy najmenej 25 %. Nízka miera prekrytia môže viesť k úniku tepla, zatiaľ čo vysoká miera prekrytia môže zvýšiť mechanickú tuhosť kábla, čo ovplyvňuje ďalšie výkonnostné faktory.
V procese návrhu je potrebné zvážiť aj kompatibilitu obalovej vrstvy s inými štruktúrami (ako sú vnútorné plášte a pancierové vrstvy). Napríklad pri vysokých teplotách môže zavedenie flexibilnej materiálovej tlmiacej vrstvy účinne rozptýliť tepelné rozťažné napätie a znížiť poškodenie ohňovzdornej vrstvy. Táto viacvrstvová konštrukčná koncepcia sa široko uplatňuje v skutočnej výrobe káblov a vykazuje významné výhody, najmä na trhu s vysoko kvalitnými ohňovzdornými káblami.
5. Záver
Výber materiálu a konštrukčný návrh obalovej vrstvy kábla zohrávajú rozhodujúcu úlohu v požiarnej odolnosti kábla. Starostlivým výberom materiálov (ako sú flexibilné ohňovzdorné materiály alebo kalcinovaná sľudová páska) a optimalizáciou konštrukčného návrhu je možné výrazne zvýšiť bezpečnostný výkon kábla v prípade požiaru a znížiť riziko funkčného zlyhania v dôsledku požiaru. Neustála optimalizácia návrhu obalovej vrstvy pri vývoji modernej káblovej technológie poskytuje solídnu technickú záruku na dosiahnutie vyššieho výkonu a ekologickejších ohňovzdorných káblov.
Čas uverejnenia: 30. decembra 2024