مشكلة الكراك في كابل الغلاف الخارجي المدرع PE ذو المقطع الكبير

يستخدم البولي إيثيلين (PE) على نطاق واسع في عزل وغلاف كابلات الطاقة وكابلات الهاتف بسبب قوته الميكانيكية الجيدة وصلابته ومقاومته للحرارة والعزل والاستقرار الكيميائي. ومع ذلك ، نظرًا لهيكل PE نفسه ، فإن مقاومته لتكسير الإجهاد البيئي ضعيفة ، خاصة عند استخدام PE كغلاف خارجي للكابل المدرع مع قسم كبير ، تكون مشكلة التكسير بارزة بشكل خاص.

1. آلية تكسير غمد البولي ايثيلين

يحتوي تكسير غمد PE بشكل أساسي على الحالتين التاليتين: أحدهما هو تكسير الإجهاد البيئي ، ويشير إلى الكبل في التثبيت والتشغيل ، والغمد في مزيج من الإجهاد أو ملامسة الوسط البيئي ، من سطح ظاهرة التكسير الهش.

ينتج هذا التشقق عمومًا عن عاملين: أحدهما هو وجود إجهاد داخلي في الغلاف ، والآخر هو غلاف الكابل لفترة طويلة عند ملامسته للسائل القطبي. يعتمد هذا النوع من التكسير بشكل أساسي على مقاومة المادة نفسها لأداء تكسير الإجهاد البيئي ، خلال سنوات عديدة من أبحاث تعديل المواد ، تم حل هذا الموقف بشكل أساسي.

والآخر هو تكسير الضغط الميكانيكي ، لأن الكبل به عيوب في الهيكل أو أن عملية بثق الغلاف غير مناسبة ، وهناك إجهاد كبير في هيكل الغلاف ، ومن السهل إنتاج تركيز إجهاد ، بحيث يتشوه الكابل والتشقق أثناء بناء تحرير الكابل. هذا النوع من التكسير أكثر وضوحًا في الغلاف الخارجي للطبقة المدرعة بشريط فولاذي كبير.

2. أسباب تكسير غمد البولي ايثيلين وإجراءات التحسين

2-أ. تأثير هيكل الشريط الفولاذي للكابلات

عندما يكون القطر الخارجي للكابل كبيرًا ، فإن الطبقة المدرعة تتكون عمومًا من طبقات مزدوجة من لف فجوة الحزام الفولاذي. اعتمادًا على القطر الخارجي للكابل ، يبلغ سمك الشريط الفولاذي 0.2 مم و 0.5 مم و 0.8 مم. كلما زاد سمك الشريط الفولاذي المدرع ، زادت الصلابة ، وكلما كانت اللدونة أسوأ ، زادت المسافة بين الطبقات السفلية للشريط الفولاذي.

في عملية البثق والشد ، يكون فرق السماكة بين الشرائط الفولاذية العلوية والسفلية على سطح الطبقة المدرعة كبيرًا جدًا. يتميز جزء الغمد الموجود على حافة الشريط الفولاذي الخارجي بأنحف سمك وأشد إجهاد داخلي تركيزًا ، وهو الموقع الرئيسي للتشقق في المستقبل. من أجل تجنب تأثير الغلاف الخارجي للحزام الفولاذي المدرع ، يجب لف أو بثق الطبقة العازلة بسماكة معينة بين الحزام الفولاذي والغمد الخارجي PE ، ويجب أن تكون الطبقة العازلة موحدة بإحكام ، بدون تجاعيد ، بدون نتوءات.

إضافة طبقة عازلة ، يحسن التسطيح بين طبقتين من الحزام الفولاذي ، بحيث يكون سمك مادة غمد PE منتظمًا ، بالإضافة إلى انكماش غلاف PE ، بحيث لا يظهر الغمد ظاهرة كيس فضفاض ، وكذلك سوف لا تحزم بشدة ، مما يقلل من الضغط الداخلي.

2. ب. تأثير عملية إنتاج الكابلات

المشاكل الرئيسية الموجودة في عملية البثق لغلاف الكابلات المدرعة ذات القطر الكبير هي التبريد غير الكافي ، وتكوين القالب غير المعقول ، ونسبة الشد المفرطة والضغط الداخلي المفرط في الغلاف. نظرًا للغلاف السميك والقطر الخارجي الكبير ، فإن طول وحجم خزان المياه في خط إنتاج البثق العام يكون محدودًا. يصعب تبريد الكابل من درجة حرارة عالية تزيد عن 200 درجة إلى درجة الحرارة العادية عند بثق الغلاف.

إذا كان تبريد الغلاف غير كافٍ بعد البثق ، فسيكون جزء الغلاف القريب من الطبقة المدرعة ناعمًا ، ومن السهل إحداث علامة القطع على سطح الغلاف بسبب الحزام الفولاذي عند الانتهاء من الكابل تنحني اللوحة ، مما يؤدي إلى تشقق الغلاف الخارجي تحت قوة خارجية أكبر أثناء إنشاء تحرير الكابل.

من ناحية أخرى ، سيؤدي التبريد غير الكافي للغلاف إلى زيادة قوة الانكماش الداخلي بعد مزيد من التبريد للكابل في قرص ، بحيث يزداد احتمال تكسير الغلاف تحت تأثير قوة خارجية أكبر. من أجل ضمان التبريد الكافي للكابل ، يمكن زيادة طول الخزان أو حجمه بشكل مناسب ، ويمكن تقليل سرعة البثق بشكل مناسب على أساس التليين الجيد للغلاف ، وذلك لضمان أن الطبقات الداخلية والخارجية تم تبريد غلاف الكابل بالكامل عند وضع الكابل على الملف.

في الوقت نفسه ، مع الأخذ في الاعتبار أن البولي إيثيلين عبارة عن بوليمر بلوري ، فمن المستحسن اعتماد طريقة تبريد الماء الدافئ للتبريد الجزئي لتقليل الضغط الداخلي الناتج أثناء التبريد. بشكل عام ، يتم تبريده من 70-75 درجة مئوية إلى 50-55 درجة مئوية ، ثم يتم تبريده أخيرًا إلى درجة حرارة الغرفة.

2. ج. تأثير الانحناء نصف قطر الكابل

عندما يتم طي الكبل ، يجب على الشركة المصنعة للكابل تحديد علبة التوصيل المناسبة وفقًا للمعيار الصناعي JB / T 8137.1-2013. ومع ذلك ، عندما يكون طول التسليم المطلوب من قبل المستخدم طويلًا ، يكون من الصعب جدًا تحديد الملف المناسب للكابل النهائي بقطر خارجي كبير وطول كبير.

بعض الشركات المصنعة من أجل ضمان طول التسليم ، كان عليها القطع بقطر أنبوب صغير ، بسبب نصف قطر الانحناء غير كافٍ ، والطبقة المدرعة بسبب الانحناء هي إزاحة كبيرة جدًا ، وقوة قص كبيرة على الغلاف ، وخطيرة عند الحزام الفولاذي المدرع سوف تخترق النتوءات الطبقة العازلة المدمجة مباشرة داخل الغلاف ، والغمد على طول حافة الشريط هو الشقوق أو الشقوق. أثناء إنشاء تحرير الكبل ، يتعرض الكبل لقوة ثني عرضية كبيرة وقوة شد ، مما يؤدي إلى حدوث تصدع على طول اتجاه الشق للغمد بعد أن يتم فك الكبل النهائي من الدرج ، ويكون الكابل القريب من طبقة الغلاف أكثر عرضة للتصدع.

2. د. تأثير بناء الموقع وبيئة التمديد

يجب أن يكون بناء الكابلات معياريًا وأن يتم تنفيذه وفقًا للمتطلبات القياسية. يوصى بتقليل سرعة تحرير الكابل قدر الإمكان لتجنب الضغط الجانبي المفرط وقوة الانحناء وقوة الشد على الكابل ، وتجنب اصطدام سطح الكابل لضمان البناء الآمن.

في نفس الوقت ، تأكد من أن الحد الأدنى لنصف قطر ثني الكبل يفي بمتطلبات التصميم أثناء البناء. نصف قطر الانحناء للكابل المدرع أحادي النواة هو â 15D ، ونصف قطر الانحناء للكابل المدرع ثلاثي النواة هو â 12D (D هو القطر الخارجي للكابل).

قبل وضع الكابل ، من الأفضل وضعه عند 50-60 لفترة من الوقت لتحرير الضغط الداخلي في الغلاف. في نفس الوقت ، يجب عدم تعريض الكابل للشمس لفترة طويلة ، لأن درجة حرارة الجوانب المختلفة للكابل غير متسقة أثناء التعرض ، وهو عرضة لتركيز الضغط ، مما يزيد من خطر تشقق الغلاف أثناء بناء الكابلات وفصلها.

خاتمة

يعد تكسير غلاف كابل PE المدرع ذو المقطع الكبير مشكلة صعبة يجب أن يواجهها مصنعو الكابلات. من أجل تحسين مقاومة التكسير لغلاف PE للكابل ، يجب التحكم فيه من العديد من الجوانب ، مثل مادة الغلاف نفسها ، وهيكل الكابل ، وتكنولوجيا الإنتاج وبيئة التمديد ، وذلك لإطالة عمر خدمة الكابل وضمان جودة كابل.