Ognioodporność kabli ma kluczowe znaczenie w przypadku pożaru, a dobór materiałów i strukturalna konstrukcja warstwy otuliny bezpośrednio wpływają na ogólną wydajność kabla. Warstwa otuliny zazwyczaj składa się z jednej lub dwóch warstw taśmy ochronnej owiniętej wokół izolacji lub wewnętrznej osłony przewodu, zapewniając ochronę, buforowanie, izolację termiczną i funkcje przeciwstarzeniowe. Poniżej omówiono konkretny wpływ warstwy otuliny na odporność ogniową z różnych perspektyw.
1. Wpływ materiałów palnych
Jeżeli warstwa owijająca wykorzystuje materiały łatwopalne (takie jakTaśma z włókninylub taśma PVC), ich działanie w środowiskach o wysokiej temperaturze bezpośrednio wpływa na odporność ogniową kabla. Materiały te, gdy są spalane podczas pożaru, tworzą przestrzeń deformacji dla warstw izolacyjnych i ognioodpornych. Ten mechanizm uwalniania skutecznie zmniejsza kompresję warstwy ognioodpornej z powodu naprężeń wysokotemperaturowych, zmniejszając prawdopodobieństwo uszkodzenia warstwy ognioodpornej. Ponadto materiały te mogą buforować ciepło na wczesnych etapach spalania, opóźniając przenoszenie ciepła do przewodnika i tymczasowo chroniąc strukturę kabla.
Jednak materiały palne same w sobie mają ograniczoną zdolność do zwiększania odporności ogniowej kabla i zazwyczaj muszą być stosowane w połączeniu z materiałami ognioodpornymi. Na przykład w niektórych kablach ognioodpornych dodatkowa warstwa bariery ogniowej (taka jaktaśma mikowa) można dodać do materiału palnego, aby poprawić ogólną odporność ogniową. Ta łączona konstrukcja może skutecznie zrównoważyć koszty materiałów i kontrolę procesu produkcyjnego w praktycznych zastosowaniach, ale ograniczenia materiałów palnych nadal muszą być starannie ocenione, aby zapewnić ogólne bezpieczeństwo kabla.
2. Wpływ materiałów ognioodpornych
Jeśli warstwa owijająca wykorzystuje materiały ognioodporne, takie jak powlekana taśma z włókna szklanego lub taśma mikowa, może to znacznie poprawić właściwości bariery ogniowej kabla. Materiały te tworzą barierę ognioodporną w wysokich temperaturach, zapobiegając bezpośredniemu kontaktowi warstwy izolacyjnej z płomieniami i opóźniając proces topnienia izolacji.
Należy jednak zauważyć, że ze względu na działanie napinające warstwy owijającej, naprężenie rozszerzalnościowe warstwy izolacyjnej podczas topienia w wysokiej temperaturze może nie zostać uwolnione na zewnątrz, co skutkuje znacznym uderzeniem ściskającym na warstwę odporności ogniowej. Ten efekt koncentracji naprężeń jest szczególnie wyraźny w konstrukcjach pancernych z taśmy stalowej, co może zmniejszyć odporność ogniową.
Aby zrównoważyć podwójne wymagania mechanicznego dokręcania i izolacji ogniowej, do projektu warstwy owijającej można wprowadzić wiele materiałów ognioodpornych, a współczynnik nakładania się i naprężenie owijania można dostosować, aby zmniejszyć wpływ koncentracji naprężeń na warstwę odporności ogniowej. Ponadto w ostatnich latach stopniowo zwiększano stosowanie elastycznych materiałów ognioodpornych. Materiały te mogą znacznie zmniejszyć problem koncentracji naprężeń, zapewniając jednocześnie izolację ogniową, co pozytywnie wpływa na poprawę ogólnej odporności ogniowej.
3. Właściwości ognioodporne taśmy z kalcynowanej miki
Taśma z kalcynowanej miki, jako wysokowydajny materiał owijający, może znacznie zwiększyć odporność kabla na ogień. Materiał ten tworzy mocną powłokę ochronną w wysokich temperaturach, zapobiegając przedostawaniu się płomieni i gazów o wysokiej temperaturze do obszaru przewodnika. Ta gęsta warstwa ochronna nie tylko izoluje płomienie, ale także zapobiega dalszemu utlenianiu i uszkodzeniom przewodnika.
Taśma z kalcynowanej miki ma zalety środowiskowe, ponieważ nie zawiera fluoru ani halogenów i nie uwalnia toksycznych gazów podczas spalania, spełniając nowoczesne wymagania środowiskowe. Jej doskonała elastyczność pozwala na dostosowanie się do złożonych scenariuszy okablowania, zwiększając odporność kabla na temperaturę, dzięki czemu jest szczególnie odpowiednia do wysokich budynków i transportu kolejowego, gdzie wymagana jest wysoka odporność ogniowa.
4. Znaczenie projektu konstrukcyjnego
Konstrukcja warstwy owijającej ma kluczowe znaczenie dla odporności ogniowej kabla. Na przykład przyjęcie wielowarstwowej struktury owijającej (takiej jak podwójna lub wielowarstwowa kalcynowana taśma mikowa) nie tylko zwiększa efekt ochrony przeciwpożarowej, ale także zapewnia lepszą barierę termiczną podczas pożaru. Ponadto zapewnienie, że współczynnik nakładania się warstwy owijającej nie jest mniejszy niż 25%, jest ważnym środkiem poprawy ogólnej odporności ogniowej. Niski współczynnik nakładania się może prowadzić do wycieku ciepła, podczas gdy wysoki współczynnik nakładania się może zwiększyć sztywność mechaniczną kabla, wpływając na inne czynniki wydajnościowe.
W procesie projektowania należy również wziąć pod uwagę zgodność warstwy owijającej z innymi strukturami (takimi jak wewnętrzna powłoka i warstwy pancerza). Na przykład w scenariuszach o wysokiej temperaturze wprowadzenie elastycznej warstwy buforowej materiału może skutecznie rozproszyć naprężenia wynikające z rozszerzalności cieplnej i zmniejszyć uszkodzenia warstwy ognioodpornej. Ta koncepcja wielowarstwowego projektu jest szeroko stosowana w rzeczywistej produkcji kabli i wykazuje znaczące zalety, szczególnie na rynku kabli ognioodpornych z najwyższej półki.
5. Wnioski
Wybór materiałów i strukturalna konstrukcja warstwy otuliny kabla odgrywają decydującą rolę w odporności ogniowej kabla. Poprzez staranny dobór materiałów (takich jak elastyczne materiały ognioodporne lub kalcynowana taśma mikowa) i optymalizację konstrukcji, możliwe jest znaczne zwiększenie bezpieczeństwa kabla w przypadku pożaru i zmniejszenie ryzyka awarii funkcjonalnej z powodu pożaru. Ciągła optymalizacja konstrukcji warstwy otuliny w rozwoju nowoczesnej technologii kablowej zapewnia solidną gwarancję techniczną dla uzyskania wyższej wydajności i bardziej przyjaznych dla środowiska kabli ognioodpornych.
Czas publikacji: 30-12-2024