Современные электрические системы полагаются на взаимосвязи между различными устройствами, печатными платами и периферийными устройствами. Независимо от того, передают ли мощность или электрические сигналы, кабели являются основой проводных соединений, что делает их неотъемлемой частью всех систем.
Однако важность оболочки кабеля (внешнего слоя, который окружает и защищает внутренние проводники) часто недооценивается. Выбор подходящего материала оболочки кабеля является критически важным решением при проектировании и производстве кабеля, особенно при использовании в суровых условиях. Понимание баланса между механическими характеристиками, устойчивостью к воздействию окружающей среды, гибкостью, стоимостью и соответствием нормативным требованиям является ключом к правильному выбору.
В основе оболочки кабеля находится экран, который защищает и обеспечивает срок службы и надежность внутреннего кабеля. Эта защита защищает от влаги, химикатов, ультрафиолетового излучения и физических нагрузок, таких как истирание и удары.
Материалы для оболочек кабелей варьируются от простых пластмасс до современных полимеров, каждый из которых обладает уникальными свойствами и отвечает конкретным экологическим и механическим требованиям. Процесс выбора имеет решающее значение, поскольку правильный материал обеспечивает оптимальные характеристики и защиту в ожидаемых условиях использования.
Не существует универсального решения для кабельных оболочек. Выбранный материал может сильно различаться в зависимости от уникальных обстоятельств применения.
При выборе подходящего материала оболочки кабеля следует учитывать несколько факторов.
1. Условия окружающей среды
Химическая стойкость является решающим фактором при выборе оболочек кабелей, поскольку кабели могут контактировать с маслами, растворителями, кислотами или основаниями, в зависимости от их применения. Правильно выбранная оболочка кабеля может предотвратить деградацию или коррозию основных компонентов, тем самым сохраняя целостность кабеля на протяжении всего срока его службы. Например, в промышленных условиях, где часто встречается химическое воздействие, крайне важно выбирать материалы, способные выдерживать такие суровые условия. Здесь необходимо оценить конкретные химические вещества, воздействию которых будет подвергаться кабель, поскольку это определяет необходимость использования специализированных материалов, таких как фторполимеры, для достижения чрезвычайной химической стойкости.
Устойчивость к погодным условиям и солнечному свету является еще одним важным фактором, особенно для кабелей, используемых на открытом воздухе. Длительное воздействие солнечного света может ослабить традиционные материалы, что приведет к хрупкости и возможному выходу из строя. Материалы, устойчивые к ультрафиолетовому излучению, гарантируют, что кабель остается функциональным и долговечным даже при ярком солнечном свете. Для таких применений идеальными материалами являются термопласты CPE, термостаты CPE или термостаты EPR. Другие современные материалы, такие как сшитый полиэтилен (СПЭ), были разработаны для обеспечения повышенной устойчивости к ультрафиолетовому излучению, обеспечивая долговечность кабеля при использовании вне помещений.
Кроме того, в средах, где существует опасность возгорания, выбор огнестойкой или самозатухающей оболочки кабеля может спасти жизнь. Эти материалы предназначены для предотвращения распространения огня, обеспечивая важный уровень безопасности в критических ситуациях. Для обеспечения огнестойкости отличным выбором являются:ПВХтермопласты и термопласты CPE. Такие материалы могут замедлить распространение огня, одновременно уменьшая выброс токсичных газов при горении.
2. Механические свойства
Устойчивость к истиранию, сила удара и способность к сдавливанию оболочки кабеля напрямую влияют на долговечность полиуретана. Это особенно необходимо в тех случаях, когда кабель пересекает сложную местность или требует частого обращения. В высокомобильных приложениях, таких как робототехника или динамическое оборудование, выбор оболочки кабеля с превосходными механическими свойствами может помочь избежать частой замены и технического обслуживания. К лучшим износостойким материалам для чехлов курток относятся полиуретановые термопласты и термопласты CPE.
3. Температурные соображения
Диапазон рабочих температур материала оболочки кабеля может быть решающим фактором успеха или неудачи системы. Материалы, которые не выдерживают диапазон рабочих температур предполагаемой среды, могут стать хрупкими в холодных условиях или деградировать при воздействии высоких температур. Это ухудшение может поставить под угрозу целостность кабеля и вызвать нарушение электрической изоляции, что приведет к сбоям в работе или угрозе безопасности.
Хотя многие стандартные кабели могут быть рассчитаны на температуру до 105°C, специальные кабели из ПВХ могут выдерживать более высокие температуры. Для таких отраслей, как нефтегазовая и газовая, для особых применений требуются материалы, такие как материалы серии SJS компании ITT Cannon, которые выдерживают температуру до 200°C. Для таких высоких температур может потребоваться использование различных материалов, включая ПВХ со стороны термопласта и CPE, EPR или CPR со стороны термостата. Материалы, которые могут работать в таких средах, выдерживают высокие температуры и сопротивляются тепловому старению, обеспечивая работоспособность кабеля с течением времени.
Рассмотрите возможность использования высокотемпературных сред, например, береговых буровых установок. В условиях высокого давления и высоких температур необходимо выбирать материал оболочки кабеля, который сможет выдерживать экстремальные температуры без ухудшения качества и выхода из строя. В конечном счете, выбор правильного материала оболочки кабеля может обеспечить безопасную и надежную работу, одновременно продлевая срок службы оборудования.
4. Потребность в гибкости
В некоторых случаях требуется, чтобы кабели оставались гибкими при повторяющихся изгибах и скручиваниях. Эта потребность в гибкости не уменьшает потребности в долговечности; поэтому материалы необходимо тщательно выбирать, чтобы эффективно сбалансировать эти два требования. В этих случаях предпочтение отдается таким материалам, как термопластичные эластомеры (TPE) или полиуретан (PUR) из-за их эластичности и устойчивости.
Например, кабели, используемые в промышленной автоматизации, должны быть очень гибкими, чтобы обеспечить движение машин, таких как роботы. Ярким примером этой необходимости являются сетчатые роботы, используемые для таких задач, как сбор и размещение деталей. Их конструкция допускает широкий диапазон движений, создавая постоянную нагрузку на кабели, что требует использования материалов, которые могут выдерживать изгиб и скручивание без ущерба для производительности.
После рассмотрения условий окружающей среды, механических свойств, температуры и требований к гибкости также важно отметить, что внешний диаметр кабеля будет различаться в зависимости от материала. Чтобы сохранить окружающую среду, диаметр кабеля должен оставаться в пределах уплотнения корпуса или разъема.
Время публикации: 12 августа 2024 г.