Polüetüleeni (PE) kasutatakse laialdaselttoite- ja telekommunikatsioonikaablite isolatsioon ja mantlidtänu suurepärasele mehaanilisele tugevusele, sitkusele, kuumakindlusele, isolatsioonile ja keemilisele stabiilsusele. PE enda struktuuriliste omaduste tõttu on selle vastupidavus keskkonnamõjude pragunemisele aga suhteliselt halb. See probleem muutub eriti oluliseks, kui PE-d kasutatakse suure ristlõikega soomustatud kaablite väliskestana.
1. PE-kesta pragunemise mehhanism
PE-kesta pragunemine toimub peamiselt kahel juhul:
a. Keskkonnast tingitud pingepragunemine: see viitab nähtusele, kus kaabli kattekiht praguneb pinnalt pärast kaabli paigaldamist ja kasutamist kombineeritud pinge või keskkonnamõjude tõttu. Selle peamine põhjus on kattekihi sisemine pinge ja pikaajaline kokkupuude polaarsete vedelikega. Ulatuslikud uuringud materjalide modifitseerimise kohta on seda tüüpi pragunemise probleemi lahendanud.
b. Mehaaniline pingepragunemine: see tekib kaabli konstruktsiooniliste puuduste või sobimatute ümbrise ekstrusiooniprotsesside tõttu, mis viib märkimisväärse pingekontsentratsiooni ja deformatsioonist tingitud pragunemiseni kaabli paigaldamise ajal. Seda tüüpi pragunemine on rohkem väljendunud suure ristlõikega teraslindist soomuskaablite väliskestades.
2. PE-kesta pragunemise põhjused ja parandusmeetmed
2.1 Kaabli mõjuTeraslintStruktuur
Suurema välisläbimõõduga kaablite puhul koosneb soomuskiht tavaliselt kahekihilistest teraslindi mähistest. Sõltuvalt kaabli välisläbimõõdust varieerub teraslindi paksus (0,2 mm, 0,5 mm ja 0,8 mm). Paksematel soomuslindidel on suurem jäikus ja kehvem plastilisus, mille tulemuseks on suurem vahe ülemise ja alumise kihi vahel. Ekstrusiooni ajal põhjustab see olulisi erinevusi soomuskihi pinna ülemise ja alumise kihi katte paksuses. Õhemad kattealad välimise teraslindi servades kogevad suurimat pingekontsentratsiooni ja on peamised piirkonnad, kus tulevikus tekib pragusid.
Soomustatud teraslindi mõju väliskestale leevendamiseks mähitakse või pressitakse teraslindi ja PE-kesta vahele teatud paksusega puhverkiht. See puhverkiht peaks olema ühtlaselt tihe, ilma kortsude ja eenditeta. Puhverkihi lisamine parandab teraslindi kahe kihi vahelist sujuvust, tagab PE-kesta ühtlase paksuse ja vähendab koos PE-kesta kokkutõmbumisega sisemist pinget.
ONEWORLD pakub kasutajatele erineva paksusegatsingitud teraslindist soomustatud materjalidmitmekesiste vajaduste rahuldamiseks.
2.2 Kaabli tootmisprotsessi mõju
Suure välisläbimõõduga soomustatud kaablikestade ekstrusiooniprotsessi peamised probleemid on ebapiisav jahutus, vale vormi ettevalmistus ja liigne venitussuhe, mis põhjustab kattekihis liigset sisepinget. Suuremõõtmeliste kaablite puhul on nende paksude ja laiade kattekihtide tõttu ekstrusiooni tootmisliinidel sageli piiratud veerennide pikkus ja maht. Jahutamine üle 200 kraadi Celsiuse järgi ekstrusiooni ajal toatemperatuurini tekitab probleeme. Ebapiisav jahutus viib pehmema kattekihini soomuskihi lähedal, mis põhjustab kaabli kergitamisel kattepinna kriimustusi, mille tulemuseks on lõpuks praod ja purunemised kaabli paigaldamise ajal väliste jõudude mõjul. Lisaks aitab ebapiisav jahutus kaasa sisemiste kokkutõmbumisjõudude suurenemisele pärast kergitamist, suurendades katte pragunemise ohtu oluliste väliste jõudude mõjul. Piisava jahutuse tagamiseks on soovitatav suurendada veerennide pikkust või mahtu. Oluline on vähendada ekstrusioonikiirust, säilitades samal ajal katte korraliku plastifitseerimise ja võimaldades kergitamise ajal piisavalt jahutamist. Lisaks, arvestades polüetüleeni kristallilise polümeerina, aitab segmenteeritud temperatuuri alandamise jahutusmeetod temperatuurini 70–75 °C temperatuurini 50–55 °C ja lõpuks toatemperatuurini leevendada jahutusprotsessi ajal tekkivaid sisemisi pingeid.
2.3 Mähise raadiuse mõju kaabli mähisele
Kaabli kerimisel järgivad tootjad sobivate tarnerullide valimisel tööstusstandardeid. Suure välisläbimõõduga kaablite pikkade tarnepikkuste mahutamine tekitab aga sobivate rullide valimisel probleeme. Ettenähtud tarnepikkuste täitmiseks vähendavad mõned tootjad rulli silindri läbimõõtu, mille tulemuseks on kaabli ebapiisav painutusraadius. Liigne painutamine põhjustab soomuskihtide nihkumist, põhjustades ümbrisele olulisi nihkejõude. Rasketel juhtudel võivad soomustatud terasriba servad läbistada pehmenduskihi, kinnituda otse ümbrisesse ja põhjustada terasriba servas pragusid või lõhesid. Kaabli paigaldamise ajal põhjustavad külgmised painutus- ja tõmbejõud ümbrise pragunemist mööda neid pragusid, eriti kaablite puhul, mis asuvad rulli sisemistele kihtidele lähemal, muutes need purunemisele vastuvõtlikumaks.
2.4 Kohapealse ehitus- ja paigalduskeskkonna mõju
Kaablikonstruktsiooni standardiseerimiseks on soovitatav minimeerida kaabli paigaldamise kiirust, vältides liigset külgsurvet, painutamist, tõmbejõude ja pinnale langemist, tagades tsiviliseeritud ehituskeskkonna. Enne kaabli paigaldamist tuleks kaablil eelistatavalt lasta seista temperatuuril 50–60 °C, et vabastada kaabli väliskesta sisemine pinge. Vältige kaabli pikaajalist kokkupuudet otsese päikesevalgusega, kuna temperatuuride erinevus kaabli eri külgedel võib põhjustada pingete koondumist, suurendades kaabli väliskesta pragunemise ohtu kaabli paigaldamise ajal.
Postituse aeg: 18. detsember 2023