Problema de rachadura de cabo de bainha externa de PE blindado de grande seção

O polietileno (PE) é amplamente utilizado no isolamento e revestimento de cabos de energia e cabos telefônicos devido à sua boa resistência mecânica, tenacidade, resistência ao calor, isolamento e estabilidade química. No entanto, devido à estrutura do próprio PE, sua resistência à fissuração por tensão ambiental é baixa, especialmente quando o PE é usado como bainha externa de cabo blindado com seção grande, o problema de fissuração é particularmente proeminente.

1. Mecanismo de rachadura da bainha de PE

A rachadura da bainha PE tem principalmente as duas situações a seguir: uma é a rachadura por estresse ambiental, refere-se ao cabo na instalação e operação, a bainha na combinação de estresse ou contato com o meio ambiente, a partir da superfície do fenômeno de rachadura frágil.

Essa trinca geralmente é causada por dois fatores: um é a existência de tensão interna na bainha, o outro é a bainha do cabo por muito tempo em contato com líquido polar. Este tipo de fissuração depende principalmente da resistência do próprio material ao desempenho de fissuração por tensão ambiental, através de muitos anos de pesquisa de modificação de material, esta situação foi fundamentalmente resolvida.

A outra é a fissuração por tensão mecânica, porque o cabo tem deficiências na estrutura ou o processo de extrusão da bainha não é apropriado, há uma grande tensão na estrutura da bainha e é fácil produzir concentração de tensão, de modo que a deformação do cabo e rachaduras durante a construção da liberação do cabo. Esse tipo de rachadura é mais óbvio na bainha externa da camada blindada de fita de aço de seção grande.

2. Causas de rachaduras na bainha de PE e medidas de melhoria

2.a. Influência da estrutura da tira de aço do cabo

Quando o diâmetro externo do cabo é grande, a camada blindada é geralmente feita de camadas duplas de cinta de aço enrolada. Dependendo do diâmetro externo do cabo, a espessura da tira de aço é de 0,2 mm, 0,5 mm e 0,8 mm. Quanto maior a espessura da tira de aço blindada, mais forte a rigidez, pior a plasticidade, maior a distância entre as camadas inferiores da tira de aço.

No processo de extrusão e alongamento, a diferença de espessura entre as bandas de aço superior e inferior na superfície da camada blindada é muito grande. A parte da bainha na borda da tira de aço externa tem a espessura mais fina e a tensão interna mais concentrada, que é o principal local de trincas no futuro. A fim de evitar a influência da bainha externa da cinta de aço blindada, a camada intermediária com uma certa espessura deve ser enrolada ou extrudada entre a cinta de aço e a bainha externa PE, e a camada intermediária deve ser bem uniforme, sem rugas, sem saliências.

A adição da camada tampão melhora o nivelamento entre as duas camadas da correia de aço, de modo que a espessura do material da bainha PE seja uniforme, além da contração da bainha PE, para que a bainha não apareça fenômeno de bolsa solta, também irá não embalar muito apertado, reduzindo assim o estresse interno.

2.b. Influência do processo de produção de cabos

Os principais problemas existentes no processo de extrusão de bainhas de cabos blindados de grande diâmetro são resfriamento insuficiente, configuração de molde não razoável, taxa de tração excessiva e tensão interna excessiva na bainha. Devido à bainha espessa e ao grande diâmetro externo, o comprimento e o volume do tanque de água na linha de produção de extrusão geral são limitados. É difícil resfriar o cabo da alta temperatura de mais de 200 graus à temperatura normal quando a bainha é extrudada.

Se o resfriamento da bainha não for suficiente após a extrusão, a parte da bainha próxima à camada blindada ficará macia e é fácil causar a marca de corte na superfície da bainha causada pela cinta de aço quando o cabo acabado placa é dobrada, resultando na rachadura da bainha externa sob maior força externa durante a construção da liberação do cabo.

Por outro lado, o resfriamento insuficiente da bainha causará uma força de contração interna maior após o resfriamento adicional do cabo em um disco, de modo que a probabilidade de rachadura da bainha aumenta sob a ação de uma força externa maior. Para garantir resfriamento suficiente do cabo, o comprimento ou volume do tanque pode ser aumentado adequadamente e a velocidade de extrusão pode ser reduzida adequadamente com base em uma boa plastificação da bainha, de modo a garantir que as camadas interna e externa da bainha do cabo foram totalmente resfriados quando o cabo é colocado na bobina.

Ao mesmo tempo, considerando que o polietileno é um polímero cristalino, é aconselhável adotar o modo de resfriamento segmentar com água morna para reduzir o estresse interno gerado durante o resfriamento. Geralmente, é resfriado de 70-75â para 50-55â e, finalmente, resfriado à temperatura ambiente.

2. c. Influência do raio de curvatura do cabo

Quando o cabo é dobrado, o fabricante do cabo deve selecionar a bandeja de entrega apropriada de acordo com o padrão industrial JB/T 8137.1-2013. No entanto, quando o comprimento de entrega exigido pelo usuário é longo, é muito difícil selecionar a bobina apropriada para o cabo acabado com grande diâmetro externo e grande comprimento.

Alguns fabricantes, a fim de garantir o comprimento de entrega, tiveram que cortar com diâmetro de tubo pequeno, causado pelo raio de curvatura não ser suficiente, camada blindada devido ao deslocamento muito grande da dobra, grande força de cisalhamento na bainha, sério quando cinta de aço blindada as rebarbas picarão a camada de proteção diretamente embutida na bainha, a bainha ao longo da borda da tira racha ou racha. Durante a construção da liberação do cabo, o cabo é submetido a uma grande força de flexão transversal e força de tensão, resultando em rachaduras ao longo da direção da rachadura da bainha depois que o cabo acabado é desdobrado da bandeja e o cabo próximo à camada de casca é mais propenso a rachaduras.

2.d. A influência da construção do local e do ambiente de assentamento

A construção do cabo deve ser padronizada e realizada em estrita conformidade com os requisitos padrão. Recomenda-se reduzir a velocidade de liberação do cabo o máximo possível para evitar pressão lateral excessiva, força de flexão e força de tração no cabo e evitar a colisão da superfície do cabo para garantir uma construção segura.

Ao mesmo tempo, certifique-se de que o raio mínimo de curvatura da instalação do cabo atenda aos requisitos de projeto durante a construção. O raio de curvatura do cabo blindado de núcleo único é de â¥15D, e o raio de curvatura do cabo blindado de três núcleos é de â¥12D (D é o diâmetro externo do cabo).

Antes de colocar o cabo, é melhor colocá-lo em 50-60â por um período de tempo para liberar o estresse interno na bainha. Ao mesmo tempo, o cabo não deve ser exposto ao sol por muito tempo, porque a temperatura dos diferentes lados do cabo não é consistente durante a exposição, o que é propenso à concentração de tensões, o que aumenta o risco de rachaduras da bainha durante construção e desconexão do cabo.

Conclusão

A rachadura da bainha de cabo PE blindado de grande seção é um problema difícil que os fabricantes de cabos devem enfrentar. A fim de melhorar a resistência à rachadura da bainha PE do cabo, ela deve ser controlada em vários aspectos, como o próprio material da bainha, estrutura do cabo, tecnologia de produção e ambiente de assentamento, de modo a prolongar a vida útil do cabo e garantir a qualidade do cabo.