Scheurprobleem van gepantserde PE-buitenmantelkabel met grote doorsnede

Polyethyleen (PE) wordt veel gebruikt in de isolatie en mantel van stroomkabels en telefoonkabels vanwege de goede mechanische sterkte, taaiheid, hittebestendigheid, isolatie en chemische stabiliteit. Vanwege de structuur van PE zelf is de weerstand tegen scheuren door omgevingsspanning echter slecht, vooral wanneer PE wordt gebruikt als de buitenmantel van een gepantserde kabel met een grote doorsnede, is het probleem van scheuren bijzonder prominent.

1. Mechanisme van kraken van PE-mantel

PE-mantelscheuren hebben voornamelijk de volgende twee situaties: de ene is omgevingsspanningsscheuren, verwijst naar de kabel in de installatie en bediening, de mantel in de combinatie van spanning of omgevingsmediumcontact, vanaf het oppervlak van het brosse scheurverschijnsel.

Deze scheurvorming wordt over het algemeen veroorzaakt door twee factoren: de ene is de aanwezigheid van interne spanning in de mantel, de andere is de kabelmantel die langdurig in contact is geweest met polaire vloeistof. Dit soort scheuren hangt voornamelijk af van de weerstand van het materiaal zelf tegen scheurprestaties door omgevingsspanning, door jarenlang onderzoek naar materiaalmodificatie is deze situatie fundamenteel opgelost.

De andere is mechanische spanningsscheuren, omdat de kabel tekortkomingen heeft in de structuur of het extrusieproces van de mantel niet geschikt is, er een grote spanning is in de structuur van de mantel en het gemakkelijk is om spanningsconcentratie te produceren, zodat de kabelvervorming en scheuren tijdens de constructie van kabelontspanner. Dit soort scheuren is duidelijker in de buitenmantel van een gepantserde laag met een grote sectie staalband.

2. Oorzaken van scheuren in PE-mantel en verbeteringsmaatregelen

2.a. Invloed van kabelstaalstripstructuur

Wanneer de buitendiameter van de kabel groot is, is de gepantserde laag over het algemeen gemaakt van dubbele lagen stalen riemspleetwikkeling. Afhankelijk van de buitendiameter van de kabel is de dikte van de stalen strip 0,2 mm, 0,5 mm en 0,8 mm. Hoe groter de dikte van de gepantserde stalen strip, hoe sterker de stijfheid, hoe slechter de plasticiteit, hoe groter de afstand tussen de onderste lagen van de stalen strip.

Tijdens het extrusie- en rekproces is het dikteverschil tussen de bovenste en onderste stalen banden op het oppervlak van de gepantserde laag erg groot. Het deel van de mantel aan de rand van de buitenste stalen strip heeft de dunste dikte en de meest geconcentreerde interne spanning, wat de belangrijkste plaats is van scheuren in de toekomst. Om de invloed van de buitenmantel van de gepantserde stalen riem te voorkomen, moet de bufferlaag met een bepaalde dikte tussen de stalen riem en de PE-buitenmantel worden gewikkeld of geëxtrudeerd, en de bufferlaag moet strak uniform zijn, geen rimpels, geen stoten.

De toevoeging van een bufferlaag, verbetert de vlakheid tussen de twee lagen stalen riem, zodat de dikte van het PE-omhulselmateriaal uniform is, naast de samentrekking van de PE-omhulling, zodat de omhulling geen los zakfenomeen lijkt, ook zal pak niet te strak in, waardoor de interne stress wordt verminderd.

2.b. Invloed van kabelproductieproces

De belangrijkste problemen bij het extrusieproces van gepantserde kabelmantels met grote diameter zijn onvoldoende koeling, onredelijke malconfiguratie, buitensporige trekverhouding en buitensporige interne spanning in de mantel. Vanwege de dikke mantel en de grote buitendiameter zijn de lengte en het volume van de watertank in de algemene extrusieproductielijn beperkt. Het is moeilijk om de kabel af te koelen van de hoge temperatuur van meer dan 200 graden naar normale temperatuur wanneer de mantel wordt geëxtrudeerd.

Als de koeling van de mantel na extrusie niet voldoende is, zal het deel van de mantel dicht bij de gepantserde laag zacht zijn en is het gemakkelijk om de snijmarkering op het oppervlak van de mantel te veroorzaken die wordt veroorzaakt door de stalen riem wanneer de afgewerkte kabel plaat is gebogen, wat resulteert in het barsten van de buitenmantel onder grotere externe kracht tijdens de constructie van kabelontspanner.

Aan de andere kant zal onvoldoende koeling van de mantel een grotere interne contractiekracht veroorzaken na verdere afkoeling van de kabel tot een schijf, zodat de kans op scheuren van de mantel groter wordt onder invloed van een grotere externe kracht. Om voldoende koeling van de kabel te garanderen, kan de lengte of het volume van de tank op passende wijze worden vergroot en kan de extrusiesnelheid op passende wijze worden verlaagd op basis van een goede plastificatie van de mantel, om ervoor te zorgen dat de binnen- en buitenlagen van de kabelmantel zijn volledig afgekoeld wanneer de kabel op de spoel wordt gelegd.

Aangezien polyethyleen een kristallijn polymeer is, is het tegelijkertijd raadzaam om de warmwaterkoelmodus van segmentale koeling toe te passen om de interne spanning die tijdens het koelen wordt gegenereerd te verminderen. Over het algemeen wordt het gekoeld van 70-75â tot 50-55â en uiteindelijk afgekoeld tot kamertemperatuur.

2.c. Invloed van de buigradius van de kabel

Wanneer de kabel is geplooid, moet de kabelfabrikant de juiste afleverbak selecteren volgens de industriële norm JB/T 8137.1-2013. Wanneer de door de gebruiker vereiste leveringslengte echter lang is, is het erg moeilijk om de juiste spoel te selecteren voor de afgewerkte kabel met grote buitendiameter en grote lengte.

Sommige fabrikanten om de leveringslengte te garanderen, moesten snijden met een kleine buisdiameter, veroorzaakt door de buigradius is niet genoeg, gepantserde laag vanwege de buiging is te grote verplaatsing, grote afschuifkracht op de mantel, ernstig bij gepantserde stalen riem bramen zullen de bufferlaag prikken die direct in de huls is ingebed, de huls langs de strookrand barst of scheurt. Tijdens de constructie van kabelontgrendeling wordt de kabel onderworpen aan grote dwarsbuigkracht en trekkracht, wat resulteert in scheuren langs de scheurrichting van de mantel nadat de afgewerkte kabel uit de lade is uitgevouwen, en de kabel dicht bij de schaallaag is meer vatbaar voor scheuren.

2.d. De invloed van bouwplaats en legomgeving

De kabelconstructie dient te worden gestandaardiseerd en uitgevoerd in strikte overeenstemming met de standaardeisen. Het wordt aanbevolen om de snelheid van het losmaken van de kabel zoveel mogelijk te verminderen om overmatige zijdelingse druk, buigkracht en trekkracht op de kabel te voorkomen en botsingen met het kabeloppervlak te voorkomen om een ​​veilige constructie te garanderen.

Zorg er tegelijkertijd voor dat de minimale installatiebuigradius van de kabel tijdens de constructie voldoet aan de ontwerpvereisten. De buigradius van de enkeladerige gepantserde kabel is â¥15D en de buigradius van de drieaderige gepantserde kabel is â¥12D (D is de buitendiameter van de kabel).

Voordat u de kabel legt, kunt u deze het beste enige tijd op 50-60°C leggen om de interne spanning in de mantel te verminderen. Tegelijkertijd mag de kabel niet gedurende lange tijd aan de zon worden blootgesteld, omdat de temperatuur van verschillende zijden van de kabel niet consistent is tijdens de blootstelling, wat vatbaar is voor spanningsconcentratie, wat het risico op scheuren in de mantel tijdens kabel aanleggen en loskoppelen.

Conclusie

Het scheuren van gepantserde PE-kabelmantels met grote secties is een moeilijk probleem waar kabelfabrikanten mee te maken hebben. Om de scheurweerstand van de PE-kabelmantel te verbeteren, moet deze vanuit vele aspecten worden gecontroleerd, zoals het mantelmateriaal zelf, de kabelstructuur, de productietechnologie en de legomgeving, om de levensduur van de kabel te verlengen en de kwaliteit van de kabel te waarborgen. kabel.