Nowoczesne systemy elektryczne opierają się na wzajemnych połączeniach pomiędzy różnymi urządzeniami, płytkami drukowanymi i urządzeniami peryferyjnymi. Niezależnie od tego, czy przesyłane są sygnały mocy, czy elektryczne, kable stanowią szkielet połączeń przewodowych, co czyni je integralną częścią wszystkich systemów.
Jednakże znaczenie osłon kabli (zewnętrznej warstwy otaczającej i chroniącej wewnętrzne przewodniki) jest często niedoceniane. Wybór odpowiedniego materiału na osłonę kabla to kluczowa decyzja przy projektowaniu i produkcji kabli, zwłaszcza gdy są one używane w trudnych warunkach. Zrozumienie równowagi pomiędzy wydajnością mechaniczną, odpornością na środowisko, elastycznością, kosztami i zgodnością z przepisami jest kluczem do dokonania mądrego wyboru.
Sercem płaszcza kabla jest ekran, który chroni i zapewnia trwałość i niezawodność kabla wewnętrznego. Ta ochrona chroni przed wilgocią, chemikaliami, promieniowaniem UV i obciążeniami fizycznymi, takimi jak ścieranie i uderzenia.
Zakres materiałów na osłony kabli obejmuje zarówno proste tworzywa sztuczne, jak i zaawansowane polimery, każdy z nich ma unikalne właściwości spełniające określone wymagania środowiskowe i mechaniczne. Proces selekcji ma kluczowe znaczenie, ponieważ odpowiedni materiał zapewnia optymalną wydajność i ochronę w przewidywanych warunkach użytkowania.
Nie ma uniwersalnego rozwiązania w zakresie osłon kabli. Wybrany materiał może się znacznie różnić w zależności od wyjątkowych okoliczności zastosowania.
Przy wyborze odpowiedniego materiału osłony kabla należy wziąć pod uwagę kilka czynników.
1. Warunki środowiskowe
Odporność chemiczna jest kluczowym czynnikiem przy wyborze osłon kabli, ponieważ w zależności od ich zastosowania kable mogą stykać się z olejami, rozpuszczalnikami, kwasami lub zasadami. Dobrze dobrany płaszcz kabla może zapobiec degradacji lub korozji leżących pod nim elementów, utrzymując w ten sposób integralność kabla przez cały okres jego użytkowania. Na przykład w środowiskach przemysłowych, w których często występuje narażenie na działanie środków chemicznych, niezwykle istotny jest wybór materiałów, które wytrzymają tak trudne warunki. W tym przypadku należy ocenić konkretne chemikalia, na działanie których kabel będzie narażony, ponieważ determinuje to potrzebę stosowania specjalistycznych materiałów, takich jak fluoropolimery, aby osiągnąć ekstremalną odporność chemiczną.
Odporność na warunki atmosferyczne i światło słoneczne to kolejna cenna kwestia, szczególnie w przypadku kabli używanych na zewnątrz. Długotrwała ekspozycja na światło słoneczne może osłabić tradycyjne materiały, prowadząc do ich kruchości i ostatecznego uszkodzenia. Materiały zaprojektowane tak, aby były odporne na promieniowanie UV, zapewniają, że kabel pozostaje funkcjonalny i trwały nawet przy intensywnym świetle słonecznym. Idealnymi materiałami do takich zastosowań są tworzywa termoplastyczne CPE, termostaty CPE lub termostaty EPR. Inne zaawansowane materiały, takie jak polietylen usieciowany (XLPE), zostały opracowane w celu zapewnienia zwiększonej odporności na promieniowanie UV, zapewniając trwałość kabla w zastosowaniach zewnętrznych.
Ponadto w środowiskach, w których istnieje ryzyko pożaru, wybór płaszcza kabla, który jest trudnopalny lub samogasnący, może uratować życie. Materiały te zaprojektowano tak, aby zapobiegały rozprzestrzenianiu się płomieni, zapewniając ważną warstwę bezpieczeństwa w zastosowaniach krytycznych. Jeśli chodzi o zmniejszanie palności, doskonałe możliwości obejmująPCVtworzywa termoplastyczne i tworzywa termoplastyczne CPE. Materiały takie mogą spowolnić rozprzestrzenianie się płomieni, jednocześnie zmniejszając emisję toksycznych gazów podczas spalania.
2. Właściwości mechaniczne
Odporność na ścieranie, siła uderzenia i zdolność zgniatania płaszcza kabla bezpośrednio wpływają na trwałość poliuretanu. Jest to najbardziej potrzebne w zastosowaniach, w których kabel pokonuje trudny teren lub wymaga częstego przenoszenia. W zastosowaniach wysoce mobilnych, takich jak robotyka lub maszyny dynamiczne, wybór płaszcza kabla o doskonałych właściwościach mechanicznych może pomóc uniknąć częstej wymiany i konserwacji. Do najlepszych materiałów odpornych na zużycie na pokrowce na kurtki należą termoplasty poliuretanowe i termoplastyczne CPE.
3. Rozważania dotyczące temperatury
Zakres temperatur roboczych materiału osłony kabla może decydować o sukcesie lub porażce systemu. Materiały, które nie są w stanie wytrzymać zakresu temperatur roboczych w swoim docelowym środowisku, mogą stać się kruche w niskich temperaturach lub ulec degradacji pod wpływem wysokich temperatur. Ta degradacja może naruszyć integralność kabla i spowodować uszkodzenie izolacji elektrycznej, powodując zakłócenia w działaniu lub zagrożenie bezpieczeństwa.
Podczas gdy wiele standardowych kabli może wytrzymać temperaturę do 105°C, w specjalistycznych zastosowaniach z PVC może być konieczna odporność na wyższe temperatury. W branżach takich jak ropa i gaz, specjalne zastosowania wymagają materiałów, takich jak materiały z serii SJS firmy ITT Cannon, które są w stanie wytrzymać temperatury do 200°C. W przypadku tak wysokich temperatur może zaistnieć potrzeba rozważenia różnych materiałów, w tym PVC po stronie termoplastycznej i CPE, EPR lub CPR po stronie termostatu. Materiały, które mogą pracować w takich środowiskach, są w stanie wytrzymać wysokie temperatury i starzenie termiczne, zapewniając trwałość kabla.
Weź pod uwagę środowiska o wysokiej temperaturze, takie jak platformy wiertnicze na lądzie. W środowiskach o wysokim ciśnieniu i wysokiej temperaturze konieczne jest wybranie materiału osłony kabla, który wytrzyma ekstremalne temperatury bez degradacji i uszkodzeń. Ostatecznie wybór odpowiedniego materiału osłony kabla może zapewnić bezpieczne i niezawodne działanie, jednocześnie wydłużając żywotność sprzętu.
4. Potrzeba elastyczności
Niektóre zastosowania wymagają, aby kable pozostały elastyczne pod wpływem powtarzających się ruchów zginania i skręcania. Ta potrzeba elastyczności nie zmniejsza potrzeby trwałości; dlatego materiały muszą być starannie dobrane, aby skutecznie zrównoważyć te dwa wymagania. W takich przypadkach preferowane są materiały takie jak elastomery termoplastyczne (TPE) lub poliuretan (PUR) ze względu na ich elastyczność i sprężystość.
Na przykład kable stosowane w automatyce przemysłowej muszą być bardzo elastyczne, aby dostosować się do ruchu maszyn, takich jak roboty. Roboty siatkowe wykorzystywane do zadań takich jak pobieranie i umieszczanie części są doskonałym przykładem tej potrzeby. Ich konstrukcja pozwala na szeroki zakres ruchu, powodując ciągłe obciążenie kabli, co wymaga użycia materiałów odpornych na zginanie i skręcanie bez pogarszania wydajności.
Po rozważeniu warunków środowiskowych, właściwości mechanicznych, temperatury i elastyczności należy również zauważyć, że zewnętrzna średnica kabla będzie się różnić w zależności od materiału. Aby zachować przyjazność dla środowiska, średnica kabla musi mieścić się w granicach uszczelnienia tylnej obudowy lub mocowania złącza.
Czas publikacji: 12 sierpnia 2024 r