Проблема трещин в бронированном полиэтиленовом кабеле с наружной оболочкой большого сечения

Полиэтилен (ПЭ) широко используется в изоляции и оболочке силовых и телефонных кабелей из-за его хорошей механической прочности, ударной вязкости, термостойкости, изоляции и химической стабильности. Однако из-за структуры самого полиэтилена его устойчивость к растрескиванию под воздействием окружающей среды низкая, особенно когда полиэтилен используется в качестве внешней оболочки армированного кабеля большого сечения, проблема растрескивания становится особенно заметной.

1. Механизм растрескивания полиэтиленовой оболочки.

Растрескивание полиэтиленовой оболочки в основном имеет следующие две ситуации: одна - растрескивание под воздействием окружающей среды, относится к кабелю при установке и эксплуатации, оболочка в сочетании с напряжением или контактом с окружающей средой, с поверхности явления хрупкого растрескивания.

Это растрескивание обычно вызвано двумя факторами: одним из них является наличие внутренних напряжений в оболочке, а другим является то, что оболочка кабеля длительное время находится в контакте с полярной жидкостью. Этот вид растрескивания в основном зависит от устойчивости самого материала к характеристикам растрескивания под воздействием окружающей среды, благодаря многолетним исследованиям модификации материалов эта ситуация была принципиально решена.

Другой - растрескивание под механическим напряжением, потому что кабель имеет недостатки в конструкции или процесс экструзии оболочки не подходит, в структуре оболочки существует большое напряжение, и легко создать концентрацию напряжения, так что деформация кабеля и растрескивание при строительстве кабельного выпуска. Этот вид растрескивания более заметен во внешней оболочке армирующего слоя из стальной ленты большого сечения.

2.Причины растрескивания полиэтиленовой оболочки и меры по их устранению.

2.а. Влияние структуры стальных полос троса

Когда внешний диаметр кабеля большой, армированный слой обычно изготавливается из двойных слоев стальной ленты, охватывающей зазоры. В зависимости от внешнего диаметра кабеля толщина стальной полосы составляет 0,2 мм, 0,5 мм и 0,8 мм. Чем больше толщина полосы броневой стали, тем сильнее жесткость, хуже пластичность, тем больше расстояние между нижними слоями полосы стали.

В процессе экструзии и растяжения разница в толщине верхней и нижней стальных полос на поверхности армирующего слоя очень велика. Часть оболочки на краю наружной стальной полосы имеет наименьшую толщину и наиболее концентрированные внутренние напряжения, что является основным местом образования трещин в будущем. Чтобы избежать влияния внешней оболочки ленты из армированной стали, буферный слой определенной толщины должен быть обернут или экструдирован между стальной лентой и внешней оболочкой из полиэтилена, и буферный слой должен быть плотно однородным, без складок и неровностей.

Добавление буферного слоя улучшает плоскостность между двумя слоями стальной ленты, так что толщина материала оболочки из полиэтилена является равномерной, в дополнение к сжатию оболочки из полиэтилена, так что оболочка не будет выглядеть как рыхлая сумка, также будет не упаковывайте слишком туго, тем самым уменьшая внутреннее напряжение.

2.б. Влияние процесса производства кабеля

Основными проблемами, возникающими в процессе экструзии бронированной оболочки кабеля большого диаметра, являются недостаточное охлаждение, неправильная конфигурация пресс-формы, чрезмерная степень растяжения и чрезмерное внутреннее напряжение в оболочке. Из-за толстой оболочки и большого внешнего диаметра длина и объем резервуара для воды в общей производственной линии экструзии ограничены. Трудно охладить кабель от высокой температуры более 200 градусов до нормальной температуры, когда оболочка экструдирована.

Если после экструзии охлаждение оболочки недостаточное, часть оболочки, близкая к армированному слою, будет мягкой, и на поверхности оболочки легко появится порез, вызванный стальным поясом, когда готовый кабель пластина изгибается, что приводит к растрескиванию наружной оболочки под действием большей внешней силы при устройстве кабельного выпуска.

С другой стороны, недостаточное охлаждение оболочки вызовет большую внутреннюю силу сжатия после дальнейшего охлаждения кабеля в диск, так что вероятность растрескивания оболочки возрастает под действием большей внешней силы. Чтобы обеспечить достаточное охлаждение кабеля, длина или объем бака могут быть соответствующим образом увеличены, а скорость экструзии может быть соответствующим образом уменьшена на основе хорошей пластификации оболочки, чтобы гарантировать, что внутренний и внешний слои оболочки кабеля полностью остыли, когда кабель надет на катушку.

В то же время, учитывая, что полиэтилен является кристаллическим полимером, целесообразно использовать режим сегментарного охлаждения теплой водой, чтобы уменьшить внутреннее напряжение, возникающее при охлаждении. Как правило, его охлаждают с 70-75°С до 50-55°С и, наконец, охлаждают до комнатной температуры.

2.в. Влияние радиуса изгиба кабеля

При скручивании кабеля производитель кабеля должен выбрать соответствующий приемный лоток в соответствии с промышленным стандартом JB/T 8137.1-2013. Однако, когда длина поставки, необходимая пользователю, велика, очень сложно выбрать подходящую катушку для готового кабеля с большим внешним диаметром и большой длиной.

Некоторым производителям, чтобы гарантировать длину доставки, приходилось резать трубу малого диаметра, вызванную недостаточным радиусом изгиба, слишком большим смещением армированного слоя из-за изгиба, большим усилием сдвига на оболочке, серьезными, когда пояс из армированной стали заусенцы прокалывают буферный слой, непосредственно встроенный в оболочку, оболочка вдоль края полосы трескается или трескается. При сооружении кабельного выпуска кабель подвергается большой поперечной изгибающей силе и усилию натяжения, что приводит к растрескиванию вдоль направления трещины оболочки после того, как готовый кабель разворачивается из лотка, а кабель, близкий к слою оболочки, более склонны к растрескиванию.

2.д. Влияние строительных площадок и условий укладки

Конструкция кабеля должна быть стандартизирована и выполняться в строгом соответствии с требованиями стандарта. Рекомендуется максимально снизить скорость высвобождения троса, чтобы избежать чрезмерного бокового давления, силы изгиба и растягивающей силы на трос, а также избежать столкновения с поверхностью троса для обеспечения безопасной конструкции.

При этом следить за тем, чтобы минимальный установочный радиус изгиба кабеля при строительстве соответствовал проектным требованиям. Радиус изгиба одножильного бронированного кабеля составляет ≤15D, а радиус изгиба трехжильного бронированного кабеля составляет ≤12D (D — наружный диаметр кабеля).

Перед прокладкой кабеля лучше всего поместить его при температуре 50-60°С на время, чтобы снять внутреннее напряжение в оболочке. В то же время кабель не должен подвергаться длительному воздействию солнечных лучей, так как температура разных сторон кабеля не постоянна во время воздействия, что склонно к концентрации напряжений, что увеличивает риск растрескивания оболочки во время строительство и отсоединение кабеля.

Заключение

Растрескивание армированной полиэтиленовой оболочки кабеля большого сечения является сложной проблемой, с которой приходится сталкиваться производителям кабеля. Чтобы улучшить сопротивление растрескиванию полиэтиленовой оболочки кабеля, ее следует контролировать по многим аспектам, таким как сам материал оболочки, структура кабеля, технология производства и среда прокладки, чтобы продлить срок службы кабеля и обеспечить качество. кабель.