Kable ognioodporne to klucz do zapewnienia łączności energetycznej w budynkach i obiektach przemysłowych w ekstremalnych warunkach. Chociaż ich wyjątkowa odporność ogniowa ma kluczowe znaczenie, wnikanie wilgoci stanowi ukryte, lecz częste ryzyko, które może poważnie pogorszyć parametry elektryczne, długoterminową trwałość, a nawet doprowadzić do utraty funkcji przeciwpożarowej. Jako eksperci z bogatym doświadczeniem w dziedzinie materiałów kablowych, firma ONE WORLD rozumie, że zapobieganie wilgoci w kablach to problem systemowy, obejmujący cały proces, od wyboru materiałów rdzeniowych, takich jak materiały izolacyjne i powłoki, po instalację, konstrukcję i bieżącą konserwację. W niniejszym artykule przeprowadzona zostanie dogłębna analiza czynników wpływających na wnikanie wilgoci, począwszy od charakterystyki materiałów rdzeniowych, takich jak LSZH, XLPE i tlenek magnezu.
1. Ontologia kabli: Materiały i struktura rdzenia jako podstawa zapobiegania wilgoci
Odporność kabla ognioodpornego na wilgoć zależy zasadniczo od właściwości i synergistycznej konstrukcji materiałów rdzenia kabla.
Przewodnik: Przewodniki z miedzi lub aluminium o wysokiej czystości same w sobie są stabilne chemicznie. Jednakże, jeśli wilgoć dostanie się do wnętrza, może zainicjować trwałą korozję elektrochemiczną, prowadząc do zmniejszenia przekroju poprzecznego przewodnika, wzrostu rezystancji, a w konsekwencji do potencjalnego lokalnego przegrzania.
Warstwa izolacyjna: główna bariera chroniąca przed wilgocią
Nieorganiczne mineralne związki izolacyjne (np. tlenek magnezu, mika): Materiały takie jak tlenek magnezu i mika są z natury niepalne i odporne na wysokie temperatury. Jednak mikroskopijna struktura ich laminacji w postaci proszku lub taśmy mikowej zawiera szczeliny, które mogą łatwo stać się drogami dyfuzji pary wodnej. Dlatego kable wykorzystujące takie związki izolacyjne (np. kable z izolacją mineralną) muszą być wyposażone w ciągłą osłonę metalową (np. rurkę miedzianą), aby zapewnić hermetyczne uszczelnienie. Jeśli ta osłona metalowa ulegnie uszkodzeniu podczas produkcji lub instalacji, wniknięcie wilgoci do medium izolacyjnego, takiego jak tlenek magnezu, spowoduje gwałtowny spadek jego rezystywności.
Związki izolacyjne polimerowe (np. XLPE): odporność na wilgoćPolietylen usieciowany (XLPE)Wynika to z trójwymiarowej struktury sieciowej utworzonej w procesie sieciowania. Struktura ta znacząco zwiększa gęstość polimeru, skutecznie blokując przenikanie cząsteczek wody. Wysokiej jakości mieszanki izolacyjne XLPE charakteryzują się bardzo niską absorpcją wody (zwykle <0,1%). Natomiast w przypadku XLPE gorszej jakości lub starego, z defektami, mogą powstawać kanały absorpcyjne wilgoci z powodu pękania łańcucha molekularnego, co prowadzi do trwałego pogorszenia właściwości izolacyjnych.
Osłona: Pierwsza linia obrony przed środowiskiem
Masa poszyciowa o niskiej emisji dymu i bezhalogenowa (LSZH)Odporność na wilgoć i hydrolizę materiałów LSZH zależy bezpośrednio od składu formulacji i kompatybilności między matrycą polimerową (np. poliolefiną) a wypełniaczami wodorotlenkowymi nieorganicznymi (np. wodorotlenkiem glinu, wodorotlenkiem magnezu). Wysokiej jakości mieszanka powłokowa LSZH, zapewniająca ognioodporność, musi charakteryzować się niską absorpcją wody i doskonałą, długotrwałą odpornością na hydrolizę dzięki starannie dobranym procesom formulacyjnym, aby zagwarantować stabilną ochronę w wilgotnych lub gromadzących wodę środowiskach.
Osłona metalowa (np. taśma kompozytowa aluminiowo-plastikowa): Skuteczność taśmy kompozytowej aluminiowo-plastikowej, jako klasycznej bariery przeciwwilgociowej, w dużym stopniu zależy od technologii obróbki i uszczelniania w miejscu jej wzdłużnego zachodzenia na siebie. Jeśli uszczelnienie klejem topliwym w tym miejscu jest nieciągłe lub wadliwe, integralność całej bariery ulega znacznemu naruszeniu.
2. Instalacja i budowa: Test terenowy systemu ochrony materiałów
Ponad 80% przypadków przedostawania się wilgoci do kabli ma miejsce na etapie instalacji i budowy. Jakość wykonania bezpośrednio decyduje o tym, czy wrodzona odporność kabla na wilgoć może zostać w pełni wykorzystana.
Niedostateczna kontrola środowiska: Układanie, cięcie i łączenie kabli w środowiskach o wilgotności względnej przekraczającej 85% powoduje szybką kondensację pary wodnej z powietrza na przecięciach kabli oraz odsłoniętych powierzchniach mas izolacyjnych i wypełniaczy. W przypadku kabli z izolacją mineralną z tlenku magnezu, czas ekspozycji musi być ściśle ograniczony; w przeciwnym razie proszek tlenku magnezu szybko wchłonie wilgoć z powietrza.
Wady technologii uszczelniania i materiałów pomocniczych:
Połączenia i zakończenia: Stosowane tu termokurczliwe rurki, zimnokurczliwe zakończenia lub zalewane uszczelniacze to najważniejsze ogniwa w systemie ochrony przed wilgocią. Jeśli te materiały uszczelniające mają niewystarczającą siłę skurczu, niewystarczającą przyczepność do materiału osłonowego kabla (np. LSZH) lub niską odporność na starzenie, stają się one natychmiast przyczyną wnikania pary wodnej.
Przewody i korytka kablowe: Po zainstalowaniu kabli, jeśli końce przewodów nie zostaną szczelnie uszczelnione profesjonalną ognioodporną szpachlą lub uszczelniaczem, przewód stanie się „przepustem”, w którym będzie gromadzić się wilgoć lub nawet stojąca woda, co będzie powodować chroniczną erozję zewnętrznej powłoki kabla.
Uszkodzenia mechaniczne: Zginanie poza minimalny promień gięcia podczas instalacji, ciągnięcie ostrymi narzędziami lub ostrymi krawędziami wzdłuż trasy układania może spowodować niewidoczne zarysowania, wgniecenia lub mikropęknięcia na osłonie LSZH lub taśmie kompozytowej aluminiowo-plastikowej, trwale naruszając ich integralność uszczelnienia.
3. Eksploatacja, konserwacja i środowisko: trwałość materiałów w warunkach długotrwałego użytkowania
Po uruchomieniu kabla jego odporność na wilgoć zależy od trwałości materiałów, z których wykonany jest kabel, poddanych długotrwałemu oddziaływaniu czynników środowiskowych.
Nadzór konserwacyjny:
Niewłaściwe uszczelnienie lub uszkodzenie pokryw rowów/studni kablowych umożliwia bezpośredni dostęp wody deszczowej i skroplin. Długotrwałe zanurzenie wystawia na ciężką próbę odporność powłoki LSZH na hydrolizę.
Brak przestrzegania okresowych kontroli uniemożliwia terminowe wykrycie i wymianę starych, popękanych uszczelniaczy, rurek termokurczliwych i innych materiałów uszczelniających.
Efekt starzenia się materiałów pod wpływem stresu środowiskowego:
Cykle temperaturowe: Dobowe i sezonowe różnice temperatur powodują „efekt oddychania” w kablu. To cykliczne naprężenie, działające długotrwale na materiały polimerowe, takie jak XLPE i LSZH, może powodować mikrouszkodzenia zmęczeniowe, stwarzając warunki do przenikania wilgoci.
Korozja chemiczna: W glebie kwaśnej/zasadowej lub w środowisku przemysłowym zawierającym media korozyjne, zarówno łańcuchy polimerowe osłony LSZH, jak i osłony metalowe, mogą być narażone na atak chemiczny, który prowadzi do rozpylania materiału, perforacji i utraty funkcji ochronnej.
Wnioski i zalecenia
Zapobieganie wilgoci w kablach ognioodpornych to projekt systematyczny, wymagający wielowymiarowej koordynacji od wewnątrz na zewnątrz. Zaczyna się od materiałów rdzenia kabla – takich jak mieszanki izolacyjne XLPE o gęstej strukturze usieciowanej, naukowo opracowane mieszanki powłokowe LSZH odporne na hydrolizę oraz systemy izolacyjne z tlenku magnezu, wykorzystujące metalowe powłoki do zapewnienia absolutnego uszczelnienia. Jest to realizowane poprzez standaryzowaną konstrukcję i rygorystyczne stosowanie materiałów pomocniczych, takich jak uszczelniacze i koszulki termokurczliwe. Ostatecznie zależy to od zarządzania konserwacją predykcyjną.
Dlatego pozyskiwanie produktów wytwarzanych z wysokowydajnych materiałów kablowych (np. wysokiej jakości LSZH, XLPE, tlenku magnezu) i charakteryzujących się solidną konstrukcją jest podstawą budowania odporności kabla na wilgoć przez cały cykl jego życia. Dogłębne zrozumienie i poszanowanie właściwości fizycznych i chemicznych każdego materiału kablowego stanowi punkt wyjścia do skutecznej identyfikacji, oceny i zapobiegania ryzyku wnikania wilgoci.
Czas publikacji: 27-11-2025