Polyethylen (PE) er meget udbredt iisolering og kappe af strømkabler og telekommunikationskablerpå grund af dens fremragende mekaniske styrke, sejhed, varmebestandighed, isolering og kemisk stabilitet. Men på grund af de strukturelle egenskaber af PE selv er dens modstandsdygtighed over for spændingsrevner i omgivelserne relativt dårlig. Dette problem bliver særligt fremtrædende, når PE bruges som den ydre kappe af pansrede kabler med store sektioner.
1. Mekanisme af PE-kappe revner
Revner i PE-kappen forekommer hovedsageligt i to situationer:
en. Miljøspændingsrevner: Dette refererer til det fænomen, hvor kappen undergår sprøde revner fra overfladen på grund af kombineret stress eller eksponering for miljømedier efter kabelinstallation og drift. Det er primært forårsaget af intern stress i kappen og langvarig eksponering for polære væsker. Omfattende forskning i materialemodifikation har i det væsentlige løst denne type revner.
b. Mekanisk spændingsrevnedannelse: Dette opstår på grund af strukturelle mangler i kablet eller uhensigtsmæssige kappeekstruderingsprocesser, hvilket fører til betydelig spændingskoncentration og deformationsinduceret revnedannelse under kabelinstallation. Denne type revnedannelse er mere udtalt i de ydre kapper af pansrede kabler med stor sektion af stålbånd.
2. Årsager til revnedannelse i PE-kappen og forbedringsforanstaltninger
2.1 Indflydelse af kabelStåltapeStruktur
I kabler med større ydre diametre er det pansrede lag typisk sammensat af dobbeltlags ståltapeomslag. Afhængigt af kablets ydre diameter varierer stålbåndets tykkelse (0,2 mm, 0,5 mm og 0,8 mm). Tykkere armerede stålbånd har højere stivhed og dårligere plasticitet, hvilket resulterer i større afstand mellem øvre og nedre lag. Under ekstrudering forårsager dette betydelige forskelle i kappetykkelse mellem de øvre og nedre lag af panserlagets overflade. Tyndere kappeområder ved kanterne af det ydre stålbånd oplever den største spændingskoncentration og er de primære områder, hvor fremtidige revner opstår.
For at afbøde påvirkningen af det pansrede stålbånd på den ydre kappe, pakkes eller ekstruderes et bufferlag af en vis tykkelse mellem stålbåndet og PE-kappen. Dette bufferlag skal være ensartet tæt uden rynker eller fremspring. Tilføjelsen af et bufferlag forbedrer glatheden mellem de to lag ståltape, sikrer ensartet PE-kappetykkelse og reducerer, kombineret med sammentrækningen af PE-kappen, indre spændinger.
ONEWORLD giver brugere forskellige tykkelser afpansrede materialer i galvaniseret stålbåndat imødekomme forskellige behov.
2.2 Påvirkning af kabelproduktionsprocessen
De primære problemer med ekstruderingsprocessen af pansrede kabelkapper med stor ydre diameter er utilstrækkelig afkøling, ukorrekt formforberedelse og overdreven strækningsforhold, hvilket resulterer i for stor indre spænding i kappen. Kabler af store størrelser, på grund af deres tykke og brede kappe, står ofte over for begrænsninger i længden og volumen af vandtrug på ekstruderingsproduktionslinjer. Nedkøling fra over 200 grader Celsius under ekstrudering til stuetemperatur giver udfordringer. Utilstrækkelig afkøling fører til en blødere kappe nær panserlaget, hvilket forårsager ridser på kappens overflade, når kablet oprulles, hvilket til sidst resulterer i potentielle revner og brud under kabellægning på grund af eksterne kræfter. Desuden bidrager utilstrækkelig afkøling til øgede indre krympekræfter efter opvikling, hvilket øger risikoen for, at kappen revner under betydelige ydre kræfter. For at sikre tilstrækkelig afkøling anbefales det at øge længden eller volumen af vandtrug. Det er vigtigt at sænke ekstruderingshastigheden, samtidig med at den korrekte plastificering af kappen bibeholdes og give rigelig tid til afkøling under oprulningen. Betragtning af polyethylen som en krystallinsk polymer, hjælper en segmenteret temperaturreduktionskølemetode, fra 70-75°C til 50-55°C og endelig til stuetemperatur, med til at lindre interne spændinger under afkølingsprocessen.
2.3 Indflydelse af coiling radius på kabel coiling
Under kabelspoling overholder producenter industristandarder for valg af passende leveringsruller. At imødekomme lange leveringslængder for kabler med stor ydre diameter udgør imidlertid udfordringer i forbindelse med udvælgelsen af passende ruller. For at opfylde specificerede leveringslængder reducerer nogle producenter cylindercylindrediametrene, hvilket resulterer i utilstrækkelige bøjningsradier for kablet. Overdreven bøjning fører til forskydning i panserlag, hvilket forårsager betydelige forskydningskræfter på kappen. I alvorlige tilfælde kan den pansrede stålstrimmels grater trænge igennem dæmpningslaget, indlejres direkte i kappen og forårsage revner eller sprækker langs kanten af stålbåndet. Under kabellægning får de laterale bøjnings- og trækkræfter kappen til at revne langs disse sprækker, især for kabler tættere på rullens indre lag, hvilket gør dem mere tilbøjelige til at gå i stykker.
2.4 Påvirkning af bygge- og installationsmiljø på stedet
For at standardisere kabelkonstruktionen anbefales det at minimere kabellægningshastigheden, undgå for stort sidetryk, bøjning, trækkræfter og overfladekollisioner, hvilket sikrer et civiliseret byggemiljø. Før kabelinstallation skal du helst lade kablet hvile ved 50-60°C for at frigøre indre spændinger fra kappen. Undgå langvarig udsættelse af kabler for direkte sollys, da temperaturforskelle på forskellige sider af kablet kan føre til spændingskoncentration, hvilket øger risikoen for, at kappen revner under kabellægning.
Indlægstid: 18. december 2023