Halkeamisongelma suuriosioisessa panssaroidussa PE-ulkovaippakaapelissa

Polyeteeniä (PE) käytetään laajalti tehokaapeleiden ja puhelinkaapeleiden eristykseen ja vaippaan sen hyvän mekaanisen lujuuden, sitkeyden, lämmönkestävyyden, eristyksen ja kemiallisen stabiilisuuden vuoksi. Itse PE:n rakenteesta johtuen sen kestävyys ympäristöjännityshalkeilua vastaan ​​on kuitenkin huono, varsinkin kun PE:tä käytetään suuren poikkileikkauksen omaavan panssaroidun kaapelin ulkovaippana, halkeiluongelma on erityisen ilmeinen.

1. PE-vaipan halkeilumekanismi

PE-vaipan halkeilu on pääasiassa seuraavissa kahdessa tilanteessa: toinen on ympäristöjännityshalkeilu, viittaa kaapelin asennukseen ja käyttöön, vaippaan yhdistelmä stressiä tai ympäristön väliainekontaktia, pinnasta hauras halkeilu ilmiö.

Tämä halkeilu johtuu yleensä kahdesta tekijästä: toinen on sisäisen jännityksen olemassaolo vaipassa, toinen on kaapelin vaippa pitkään kosketuksessa polaarisen nesteen kanssa. Tällainen halkeilu riippuu pääasiassa itse materiaalin kestävyydestä ympäristöjännityshalkeilua vastaan, useiden vuosien materiaalimuutostutkimuksen avulla tämä tilanne on ratkaistu perusteellisesti.

Toinen on mekaaninen jännityshalkeilu, koska kaapelissa on puutteita rakenteessa tai vaipan ekstruusioprosessi ei ole tarkoituksenmukainen, vaipan rakenteessa on suuri jännitys ja on helppo tuottaa jännityskeskittymä, jotta kaapelin muodonmuutos ja halkeilu kaapelin irrotuksen rakentamisen aikana. Tällainen halkeilu on ilmeisempi suuriprofiilisen teräsnauhapanssaroidun kerroksen ulkovaipassa.

2. PE-vaipan halkeilun syyt ja parannustoimenpiteet

2.a. Kaapeliteräsnauharakenteen vaikutus

Kun kaapelin ulkohalkaisija on suuri, panssaroitu kerros on yleensä valmistettu kaksikerroksisesta teräshihnarakokääreestä. Kaapelin ulkohalkaisijasta riippuen teräsnauhan paksuus on 0,2 mm, 0,5 mm ja 0,8 mm. Mitä suurempi panssaroidun teräsnauhan paksuus, sitä vahvempi jäykkyys, mitä huonompi plastisuus, sitä suurempi on teräsnauhan alempien kerrosten välinen etäisyys.

Ekstruusio- ja venytysprosessissa panssaroidun kerroksen pinnan ylemmän ja alemman teräsnauhan paksuusero on erittäin suuri. Ulkoteräsnauhan reunassa olevalla vaipan osalla on ohuin paksuus ja keskittynein sisäinen jännitys, mikä on pääasiallinen halkeilupaikka tulevaisuudessa. Panssaroidun teräshihnan ulkovaipan vaikutuksen välttämiseksi tietyn paksuinen puskurikerros tulee kääriä tai suulakepuristaa teräshihnan ja PE-ulkovaipan väliin, ja puskurikerroksen tulee olla tiukasti yhtenäinen, ei ryppyjä, ei kuoppia.

Puskurikerroksen lisääminen parantaa teräshihnan kahden kerroksen välistä tasaisuutta niin, että PE-vaippamateriaalin paksuus on tasainen, PE-suojan supistumisen lisäksi, jotta vaippa ei näy löysällä pussiilmiöllä, myös Älä pakkaa liian tiukasti, mikä vähentää sisäistä rasitusta.

2.b. Kaapelin tuotantoprosessin vaikutus

Suurin halkaisijaltaan panssaroidun kaapelin vaipan ekstruusioprosessissa esiintyvät suurimmat ongelmat ovat riittämätön jäähdytys, kohtuuton muottirakenne, liiallinen vetosuhde ja liiallinen sisäinen jännitys vaipassa. Paksun vaipan ja suuren ulkohalkaisijan vuoksi vesisäiliön pituus ja tilavuus yleisellä ekstruusiotuotantolinjalla ovat rajalliset. Kaapelia on vaikea jäähdyttää korkeasta yli 200 asteen lämpötilasta normaalilämpötilaan, kun vaippa on puristettu.

Jos vaipan jäähdytys ei ole riittävä suulakepuristuksen jälkeen, vaipan osa, joka on lähellä panssaroitua kerrosta, on pehmeä ja on helppo aiheuttaa teräshihnan aiheuttamaa leikkausjälkeä vaipan pintaan valmiissa kaapelissa. levy on taipunut, mikä johtaa ulkovaipan halkeamiseen suuremman ulkoisen voiman vaikutuksesta kaapelin irrotuksen rakentamisen aikana.

Toisaalta vaipan riittämätön jäähdytys aiheuttaa suuremman sisäisen kutistumisvoiman kaapelin lisäjäähdytyksen jälkeen levyksi, jolloin vaipan halkeilun todennäköisyys kasvaa suuremman ulkoisen voiman vaikutuksesta. Kaapelin riittävän jäähdytyksen varmistamiseksi säiliön pituutta tai tilavuutta voidaan sopivasti kasvattaa ja ekstruusionopeutta pienentää sopivasti vaipan hyvän pehmityksen perusteella, jotta varmistetaan, että sisä- ja ulkokerros kaapelin vaippa on jäähtynyt täysin, kun kaapeli asetetaan kelaan.

Samalla, kun otetaan huomioon, että polyeteeni on kiteinen polymeeri, on suositeltavaa ottaa käyttöön segmenttijäähdytyksen lämminvesijäähdytystila jäähdytyksen aikana syntyvän sisäisen jännityksen vähentämiseksi. Yleensä se jäähdytetään 70-75 °C:sta 50-55 °C:seen ja lopuksi jäähdytetään huoneenlämpötilaan.

2.c. Kaapelin taivutussäteen vaikutus

Kun kaapeli on kerrostettu, kaapelin valmistajan tulee valita sopiva jakelualusta teollisuusstandardin JB/T 8137.1-2013 mukaisesti. Kuitenkin, kun käyttäjän tarvitsema toimituspituus on pitkä, on erittäin vaikeaa valita sopivaa kelaa valmiille kaapelille, jolla on suuri ulkohalkaisija ja pitkä pituus.

Jotkin valmistajat pitivät toimituspituuden takaamiseksi leikata pienellä putken halkaisijalla, koska taivutussäde ei riitä, panssaroitu kerros taivutuksen vuoksi on liian suuri siirtymä, suuri leikkausvoima vaipassa, vakava panssaroitu teräshihna purseet pistävät puskurikerroksen suoraan vaipan sisään, nauhan reunaa pitkin oleva vaippa halkeilee tai halkeilee. Kaapelin irrotuksen rakentamisen aikana kaapeliin kohdistuu suuri poikittainen taivutusvoima ja jännitysvoima, mikä aiheuttaa halkeamia vaipan halkeamissuunnassa sen jälkeen, kun valmis kaapeli on avattu alustasta, ja kaapeli lähellä vaippakerrosta on enemmän taipuvainen halkeilemaan.

2.d. Työmaan rakentamisen ja asennusympäristön vaikutus

Kaapelin rakenne tulee standardoida ja toteuttaa tiukasti standardivaatimusten mukaisesti. On suositeltavaa vähentää kaapelin irrotusnopeutta mahdollisimman paljon, jotta vältetään liiallinen sivupaine, taivutusvoima ja kaapeliin kohdistuva vetovoima ja vältetään kaapelin pinnan törmäys turvallisen rakentamisen varmistamiseksi.

Samalla on varmistettava, että kaapelin vähimmäisasennuksen taivutussäde täyttää suunnitteluvaatimukset rakentamisen aikana. Yksijohtimisen panssaroidun kaapelin taivutussäde on â¥15D ja kolmijohtimisen panssaroidun kaapelin taivutussäde on â¥12D (D on kaapelin ulkohalkaisija).

Ennen kaapelin asettamista on parasta asettaa se 50-60 °C:een jonkin aikaa, jotta vaipan sisäinen jännitys vapautuu. Samanaikaisesti kaapelia ei saa altistaa auringolle pitkäksi aikaa, koska kaapelin eri puolien lämpötila ei ole tasainen altistuksen aikana, mikä on altis jännityskeskittymille, mikä lisää vaipan halkeilun riskiä kaapelin rakentaminen ja irrottaminen.

Johtopäätös

Suuren poikkileikkauksen panssaroidun PE-kaapelin vaipan halkeilu on vaikea ongelma, joka kaapelivalmistajien on kohdattava. Kaapelin PE-vaipan halkeilukestävyyden parantamiseksi sitä tulisi ohjata monilta näkökohdista, kuten itse vaipan materiaalista, kaapelin rakenteesta, tuotantotekniikasta ja asennusympäristöstä, jotta kaapelin käyttöikää pidennetään ja kaapelin laatu varmistetaan. kaapeli.