Полиэтилен (ПЭ) широко используется визоляция и оболочка силовых и телекоммуникационных кабелейБлагодаря своей превосходной механической прочности, ударной вязкости, термостойкости, изоляции и химической стабильности. Однако из-за структурных характеристик самого полиэтилена его устойчивость к растрескиванию под воздействием окружающей среды относительно низкая. Эта проблема становится особенно заметной, когда в качестве внешней оболочки армированных кабелей большого сечения используется полиэтилен.
1. Механизм растрескивания полиэтиленовой оболочки.
Растрескивание полиэтиленовой оболочки в основном происходит в двух ситуациях:
а. Растрескивание под воздействием окружающей среды: это явление, при котором оболочка подвергается хрупкому растрескиванию с поверхности из-за комбинированного напряжения или воздействия окружающей среды после прокладки и эксплуатации кабеля. В первую очередь это вызвано внутренним напряжением внутри оболочки и длительным воздействием полярных жидкостей. Обширные исследования по модификации материалов существенно разрешили этот тип растрескивания.
б. Механическое растрескивание под напряжением. Это происходит из-за структурных недостатков кабеля или неправильных процессов экструзии оболочки, что приводит к значительной концентрации напряжений и растрескиванию, вызванному деформацией, во время прокладки кабеля. Этот тип растрескивания более выражен в наружных оболочках стальных ленточных бронекабелей большого сечения.
2. Причины растрескивания полиэтиленовой оболочки и меры по устранению
2.1 Влияние кабеляСтальная лентаСтруктура
В кабелях с большим внешним диаметром армированный слой обычно состоит из двухслойной стальной ленты. В зависимости от внешнего диаметра кабеля толщина стальной ленты варьируется (0,2 мм, 0,5 мм и 0,8 мм). Более толстые ленты из армированной стали имеют более высокую жесткость и меньшую пластичность, что приводит к увеличению расстояния между верхним и нижним слоями. В процессе экструзии это приводит к значительным различиям в толщине оболочки между верхним и нижним слоями поверхности броневого слоя. Участки более тонкой оболочки по краям внешней стальной ленты испытывают наибольшую концентрацию напряжений и являются основными областями, где в будущем возникает растрескивание.
Для смягчения воздействия броневой стальной ленты на внешнюю оболочку между стальной лентой и полиэтиленовой оболочкой наматывают или экструдируют буферный слой определенной толщины. Этот буферный слой должен быть равномерно плотным, без складок и выступов. Добавление буферного слоя улучшает гладкость между двумя слоями стальной ленты, обеспечивает равномерную толщину полиэтиленовой оболочки и в сочетании с усадкой полиэтиленовой оболочки снижает внутренние напряжения.
ONEWORLD предоставляет пользователям различную толщинуБронированные материалы из оцинкованной стальной лентыдля удовлетворения разнообразных потребностей.
2.2 Влияние процесса производства кабеля
Основными проблемами процесса экструзии армированных оболочек кабелей большого наружного диаметра являются недостаточное охлаждение, неправильная подготовка формы и чрезмерная степень растяжения, что приводит к чрезмерному внутреннему напряжению внутри оболочки. Кабели большого размера из-за своей толстой и широкой оболочки часто сталкиваются с ограничениями по длине и объему желобов для воды на экструзионных производственных линиях. Охлаждение с температуры более 200 градусов Цельсия во время экструзии до комнатной температуры представляет собой проблему. Недостаточное охлаждение приводит к тому, что оболочка вблизи армирующего слоя становится более мягкой, что приводит к появлению царапин на поверхности оболочки при свертывании кабеля, что в конечном итоге приводит к потенциальным трещинам и поломкам во время прокладки кабеля из-за внешних сил. Более того, недостаточное охлаждение способствует увеличению внутренних сил усадки после намотки, повышая риск растрескивания оболочки под действием значительных внешних сил. Для обеспечения достаточного охлаждения рекомендуется увеличить длину или объем поилочных желобов. Крайне важно снизить скорость экструзии при сохранении надлежащей пластификации оболочки и предоставить достаточно времени для охлаждения во время намотки. Кроме того, учитывая, что полиэтилен является кристаллическим полимером, метод поэтапного снижения температуры с 70-75°C до 50-55°C и, наконец, до комнатной температуры помогает снизить внутренние напряжения в процессе охлаждения.
2.3 Влияние радиуса намотки на намотку кабеля
При намотке кабеля производители придерживаются отраслевых стандартов при выборе подходящих катушек для доставки. Однако возможность поставки кабелей большой длины для кабелей большого наружного диаметра создает проблемы при выборе подходящих катушек. Чтобы обеспечить указанную длину поставки, некоторые производители уменьшают диаметры барабана, что приводит к недостаточному радиусу изгиба кабеля. Чрезмерный изгиб приводит к смещению слоев брони, вызывая значительные срезающие усилия на оболочке. В тяжелых случаях заусенцы броневой стальной полосы могут пробить амортизирующий слой, внедриться непосредственно в оболочку и вызвать трещины или трещины по краю стальной полосы. Во время прокладки кабеля боковые изгибающие и тянущие силы приводят к растрескиванию оболочки вдоль этих трещин, особенно для кабелей, расположенных ближе к внутренним слоям катушки, что делает их более склонными к поломке.
2.4 Влияние условий строительства и монтажа на площадке
Чтобы стандартизировать конструкцию кабеля, рекомендуется минимизировать скорость прокладки кабеля, избегая чрезмерного бокового давления, изгиба, тянущих сил и столкновений с поверхностью, обеспечивая цивилизованную среду строительства. Предпочтительно перед установкой кабеля дать кабелю постоять при температуре 50–60°C, чтобы снять внутреннее напряжение с оболочки. Избегайте длительного воздействия на кабели прямых солнечных лучей, так как разница температур на разных сторонах кабеля может привести к концентрации напряжений, увеличивая риск растрескивания оболочки во время прокладки кабеля.
Время публикации: 18 декабря 2023 г.