El polietileno (PE) se usa ampliamente en elAislamiento y revestimiento de cables de energía y cables de telecomunicacionesDebido a su excelente resistencia mecánica, resistencia, resistencia al calor, aislamiento y estabilidad química. Sin embargo, debido a las características estructurales de la PE en sí, su resistencia al agrietamiento del estrés ambiental es relativamente pobre. Este problema se vuelve particularmente prominente cuando se usa PE como la vaina externa de los cables blindados de la sección grande.
1. Mecanismo de grietas de la vaina PE
El agrietamiento de la vaina PE ocurre principalmente en dos situaciones:
a. Cracking de estrés ambiental: esto se refiere al fenómeno donde la vaina sufre grietas frágiles de la superficie debido al estrés combinado o la exposición a los medios ambientales después de la instalación y operación del cable. Es causado principalmente por el estrés interno dentro de la vaina y la exposición prolongada a los líquidos polares. Una extensa investigación sobre la modificación del material ha resuelto sustancialmente este tipo de grietas.
b. Cracking de tensión mecánica: esto ocurre debido a deficiencias estructurales en el cable o los procesos de extrusión de la vaina inapropiada, lo que lleva a una concentración de estrés significativa y un agrietamiento inducido por la deformación durante la instalación del cable. Este tipo de agrietamiento es más pronunciado en las vainas externas de cables blindados de cinta de acero de sección grande.
2. Causas de medidas de agrietamiento y mejora de la vaina PE
2.1 Influencia del cableCinta de aceroEstructura
En cables con diámetros externos más grandes, la capa blindada se compone típicamente de envolturas de cinta de acero de doble capa. Dependiendo del diámetro exterior del cable, el grosor de la cinta de acero varía (0.2 mm, 0.5 mm y 0.8 mm). Las cintas de acero blindado más gruesas tienen una mayor rigidez y una plasticidad más pobre, lo que resulta en un mayor espacio entre las capas superior e inferior. Durante la extrusión, esto causa diferencias significativas en el grosor de la vaina entre las capas superior e inferior de la superficie de la capa blindada. Las áreas de vaina más delgadas en los bordes de la cinta de acero exterior experimentan la mayor concentración de estrés y son las áreas principales donde se produce un grietas futuras.
Para mitigar el impacto de la cinta de acero blindada en la vaina exterior, una capa de amortiguación de cierto grosor está envuelta o extruida entre la cinta de acero y la vaina PE. Esta capa de amortiguación debe ser uniformemente densa, sin arrugas ni protuberancias. La adición de una capa de amortiguación mejora la suavidad entre las dos capas de cinta adhesiva, garantiza un grosor uniforme de la vaina PE y, combinada con la contracción de la vaina PE, reduce el estrés interno.
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2.2 Impacto del proceso de producción de cable
Los problemas principales con el proceso de extrusión de las vainas de cable blindado de diámetro exterior grandes son el enfriamiento inadecuado, la preparación inadecuada del moho y la relación de estiramiento excesiva, lo que resulta en un estrés interno excesivo dentro de la vaina. Los cables de gran tamaño, debido a sus vainas gruesas y anchas, a menudo enfrentan limitaciones en la longitud y el volumen de los canales de agua en las líneas de producción de extrusión. Enfriamiento de más de 200 grados Celsius durante la extrusión a la temperatura ambiente plantea desafíos. El enfriamiento inadecuado conduce a una vaina más suave cerca de la capa de armadura, causando rascarse en la superficie de la vaina cuando el cable está enrollado, lo que eventualmente resulta en posibles grietas y roturas durante la colocación del cable debido a las fuerzas externas. Además, el enfriamiento insuficiente contribuye al aumento de las fuerzas de contracción internas después del enrollamiento, elevando el riesgo de agrietarse por la vaina bajo fuerzas externas sustanciales. Para garantizar un enfriamiento suficiente, se recomienda aumentar la longitud o el volumen de los canales de agua. Es esencial reducir la velocidad de extrusión mientras mantiene la plastificación adecuada de la vaina y permitir un tiempo suficiente para enfriar durante el enrollamiento es esencial. Además, considerando el polietileno como un polímero cristalino, un método de enfriamiento de reducción de temperatura segmentado, de 70-75 ° C a 50-55 ° C, y finalmente a temperatura ambiente, ayuda a aliviar el estrés interno durante el proceso de enfriamiento.
2.3 Influencia del radio de enrollamiento en el bosqueo de cable
Durante el enrollamiento de cables, los fabricantes se adhieren a los estándares de la industria para seleccionar carretes de entrega apropiados. Sin embargo, acomodar largas longitudes de entrega para cables de diámetro exterior grandes plantea desafíos para seleccionar carretes adecuados. Para cumplir con las longitudes de entrega específicas, algunos fabricantes reducen los diámetros del barril de carrete, lo que resulta en radios de flexión insuficientes para el cable. La flexión excesiva conduce al desplazamiento en las capas de armadura, causando fuerzas de corte significativas en la vaina. En casos severos, las rebabas de la tira de acero blindado pueden perforar la capa de amortiguación, incrustarse directamente en la vaina y causar grietas o fisuras a lo largo del borde de la tira de acero. Durante la colocación del cable, las fuerzas de flexión y flexión lateral hacen que la vaina rompa estas fisuras, especialmente para cables más cercanos a las capas internas del carrete, lo que las hace más propensas a la rotura.
2.4 Impacto del entorno de construcción e instalación en el sitio
Para estandarizar la construcción de cable, se recomienda minimizar la velocidad de colocación del cable, evitando la presión lateral excesiva, la flexión, la extracción de las fuerzas y las colisiones de superficie, asegurando un entorno de construcción civilizado. Preferiblemente, antes de la instalación del cable, permita que el cable descanse a 50-60 ° C para liberar el estrés interno de la vaina. Evite la exposición prolongada de los cables a la luz solar directa, ya que las temperaturas diferenciales en varios lados del cable pueden provocar concentración de estrés, aumentando el riesgo de agrietamiento de la vaina durante la colocación del cable.
Tiempo de publicación: Dic-18-2023