Odporność na warunki środowiskowe ma kluczowe znaczenie w zastosowaniach kablowych, ponieważ zapewnia długotrwałą wydajność, bezpieczeństwo i niezawodność. Kable są często narażone na trudne warunki, takie jak woda/wilgoć, chemikalia, promieniowanie UV, ekstremalne temperatury i obciążenia mechaniczne. Wybór odpowiedniego materiału o odpowiedniej odporności na warunki środowiskowe jest kluczowy dla zachowania funkcjonalności i wydłużenia żywotności kabla.
W tej sekcji omówiono różne rodzaje odporności na warunki środowiskowe wymagane w różnych zastosowaniach kablowych.
Zewnętrzna powłoka lub osłona stanowi pierwszą linię obrony przed czynnikami środowiskowymi. Zazwyczaj jest narażona na działanie chemikaliów, wody, wahań temperatury i promieniowania UV. Główne materiały używane do wykonania zewnętrznej powłoki to:PVC (polichlorek winylu), PE (polietylen) iLSZH (niskodymny, bezhalogenowy), z których każdy oferuje różne poziomy odporności w zależności od wymagań zastosowania.
1. Odporność na działanie chemikaliów, olejów i węglowodorów
Zarówno podczas instalacji, jak i eksploatacji kabla, może dojść do narażenia na działanie substancji chemicznych, olejów lub węglowodorów, zarówno w wyniku przypadkowego rozlania, jak i ciągłego kontaktu w środowisku przemysłowym. Taka ekspozycja może doprowadzić do degradacji powłoki zewnętrznej, prowadząc do pęknięć, pęcznienia lub utraty właściwości mechanicznych.
Aby mieć pewność, że kabel zachowa swoją integralność, wydajność i niezawodność przez cały okres użytkowania, konieczne jest wybranie materiałów o wysokiej odporności chemicznej.
Rodzaje narażenia na substancje chemiczne:
Gazowe substancje chemiczne: Gazowe substancje chemiczne zazwyczaj wykazują mniejszą reaktywność z polimerami, ponieważ nie wnikają głęboko w materiał. Jednak gazy reaktywne, takie jak chlor lub ozon, mogą powodować degradację powierzchni i znacząco wpływać na właściwości polimeru.
Chemikalia w stanie ciekłym: Chemikalia w stanie ciekłym zazwyczaj stanowią większe ryzyko ze względu na ich zdolność do dyfuzji do materiału. Może to prowadzić do pęcznienia, plastyfikacji lub wewnętrznych reakcji chemicznych w matrycy polimerowej, pogarszając jej właściwości mechaniczne i elektryczne.
Wydajność materiału:
PE (polietylen): Zapewnia dobrą odporność na wiele substancji chemicznych i węglowodorów. Dobrze sprawdza się w środowisku chemicznym, ale może być wrażliwy na silne środki utleniające.
PVC (polichlorek winylu): Wykazuje bardzo dobrą odporność na oleje, substancje chemiczne i węglowodory, szczególnie w połączeniu z odpowiednimi dodatkami zwiększającymi odporność na oleje.
LSZH (Low Smoke Zero Halogen): Zapewnia umiarkowaną odporność na chemikalia i oleje. Mieszanki LSZH są przeznaczone przede wszystkim do celów bezpieczeństwa pożarowego (produkują mało dymu i są niskotoksyczne podczas spalania). Jednak specjalistyczne formulacje LSZH mogą w razie potrzeby zapewnić lepszą odporność na oleje i chemikalia.
2. Odporność na wodę i wilgoć
Kable są często narażone na działanie wody lub wilgoci podczas instalacji i przez cały okres użytkowania. Długotrwałe narażenie na wilgoć może prowadzić do degradacji izolacji, korozji elementów metalowych i pogorszenia ogólnej wydajności kabla.
Dlatego odporność na wodę jest cechą kluczową w przypadku wielu zastosowań kablowych, szczególnie na zewnątrz, pod ziemią i w środowisku morskim.
Spośród powszechnie stosowanych materiałów osłonowych PE (polietylen) charakteryzuje się doskonałą odpornością na wodę, co czyni go preferowanym wyborem w przypadku zastosowań wymagających długotrwałej ochrony przed wnikaniem wilgoci.
Kable pancerne niskiego i średniego napięcia z powłoką LSZH lub PVC generalnie nie są zalecane do instalacji w środowiskach stale podmokłych, takich jak gleby gliniaste lub obszary poniżej poziomu wód gruntowych. Z kolei powłoki PE zapewniają większą odporność na przenikanie wody przez izolację kabla. W rezultacie kable w osłonie PE lepiej nadają się do stosowania w warunkach wilgotnych i mają większe szanse na osiągnięcie pełnej żywotności.
Wodoszczelna konstrukcja kabla:
Aby osiągnąć prawdziwą wodoodporność kabli, należy wziąć pod uwagę dwie główne formy ochrony:
Ochrona przed wodą radialną:
Efekt ten można uzyskać dzięki zastosowaniu materiałów takich jak osłony ołowiane lub taśmy laminowane metal/metal w połączeniu ze specjalistycznymi polimerami.
Podłużna ochrona przed wodą:
Efekt ten uzyskuje się poprzez zastosowanie taśm lub proszków blokujących wodę, które zapobiegają przemieszczaniu się wody wzdłuż kabla.
Stopień ochrony IP i klasa AD7/AD8:
Szczegółowe informacje na temat klas ochrony IP i wskaźników (takich jak AD7 lub AD8) zostaną przedstawione w oddzielnym artykule.
3. Odporność na promieniowanie UV
Zrozumienie i dobór odpowiedniej odporności na czynniki środowiskowe dla zastosowań kablowych ma kluczowe znaczenie dla zapewnienia długotrwałej wydajności, bezpieczeństwa i niezawodności. Czynniki takie jak ekspozycja na substancje chemiczne, wnikanie wody, promieniowanie UV i wahania temperatury mogą poważnie wpłynąć na integralność kabla, jeśli nie zostaną odpowiednio uwzględnione podczas doboru materiału.
Wybór odpowiedniego materiału powłoki zewnętrznej – PVC, PE lub LSZH – w zależności od konkretnych warunków środowiskowych może znacząco zwiększyć trwałość i żywotność kabla. Ponadto, zastosowanie odpowiednich technik blokowania wody i uwzględnienie stopnia ochrony IP dodatkowo wzmacnia ochronę kabla w wymagających warunkach.
Dokładna ocena odporności na czynniki środowiskowe umożliwia lepszą optymalizację systemów kablowych pod kątem ich przeznaczenia, co zmniejsza potrzeby konserwacyjne, minimalizuje ryzyko awarii i zapewnia niezawodną pracę przez cały oczekiwany cykl życia.
Czas publikacji: 27-04-2025