تحليل تكسير غمد البولي إيثيلين في القسم الكبير الكابلات المدرعة

يستخدم البولي إيثيلين (PE) على نطاق واسع فيالعزل وإلهام كابلات الطاقة وكابلات الاتصالاتبسبب قوتها الميكانيكية الممتازة ، والصلابة ، ومقاومة الحرارة ، والعزل ، والاستقرار الكيميائي. ومع ذلك ، نظرًا للخصائص الهيكلية لـ PE نفسها ، فإن مقاومتها لتكسير الإجهاد البيئي سيئة نسبيًا. تصبح هذه القضية بارزة بشكل خاص عند استخدام PE كغمد الخارجي للكابلات المدرعة الكبيرة.

1. آلية تكسير غمد PE
يحدث غمد PE بشكل أساسي في حالتين:

أ. تكسير الإجهاد البيئي: يشير هذا إلى الظاهرة حيث يخضع الغمد لتكسير هش من السطح بسبب الإجهاد المشترك أو التعرض للوسائط البيئية بعد تركيب الكابل وتشغيله. إنه ناتج في المقام الأول بسبب الإجهاد الداخلي داخل الغمد والتعرض المطول للسوائل القطبية. أبحاث مكثفة حول تعديل المواد حل هذا النوع من التكسير بشكل كبير.

ب. تكسير الإجهاد الميكانيكي: يحدث هذا بسبب أوجه القصور الهيكلية في الكبل أو عمليات اسطواق الغمد غير المناسبة ، مما يؤدي إلى تركيز كبير في الإجهاد والتكسير الناجم عن التشوه أثناء تركيب الكابل. هذا النوع من التكسير أكثر وضوحًا في الأغمام الخارجية من الكابلات المدرعة ذات الشريط الصلب كبير المقطع.

2. أسباب تكسير غمد PE
2.1 تأثير الكابلشريط الصلببناء
في الكابلات ذات الأقطار الخارجية الأكبر ، تتكون الطبقة المدرعة عادةً من لفات شريط فولاذية مزدوجة الطبقة. اعتمادًا على القطر الخارجي للكابل ، يختلف سمك الشريط الصلب (0.2 مم ، 0.5 مم ، و 0.8 مم). تتمتع أشرطة الفولاذ المدرعة الأكثر سمكًا بصلابة أعلى ودونة أكثر فقراً ، مما يؤدي إلى زيادة تباعد بين الطبقات العلوية والسفلية. أثناء البثق ، يسبب هذا اختلافات كبيرة في سمك الغمد بين الطبقات العلوية والسفلية لسطح الطبقة المدرعة. تجرب مناطق غمد أرق على حواف الشريط الفولاذ الخارجي أكبر تركيز للإجهاد وهي المناطق الأولية التي يحدث فيها تكسير المستقبل.

للتخفيف من تأثير الشريط الفولاذي المدرع على الغمد الخارجي ، يتم لف طبقة التخزين المؤقت لسماكة معينة أو بثقها بين الشريط الفولاذي وجمد PE. يجب أن تكون هذه الطبقة التخزين المؤقت كثيفة بشكل موحد ، بدون تجاعيد أو نتوءات. تؤدي إضافة طبقة التخزين المؤقت إلى تحسين النعومة بين طبقتين من الشريط الفولاذي ، وتضمن سماكة غمد PE موحدة ، بالإضافة إلى تقلص غمد PE ، يقلل من الإجهاد الداخلي.

يوفر Oneworld للمستخدمين سماكة مختلفة منشريط الفولاذ المجلفن مواد مدرعةلتلبية الاحتياجات المتنوعة.

2.2 تأثير عملية إنتاج الكابلات

المشكلات الأساسية المتعلقة بعملية البثق لأغماد الكابلات المدرعة الخارجي الكبير هي غير كافية للتبريد ، وإعداد العفن غير السليم ، ونسبة التمدد المفرطة ، مما يؤدي إلى الإجهاد الداخلي المفرط داخل الغمد. غالبًا ما تواجه الكابلات ذات الحجم الكبير ، نظرًا لأغمادها السميكة والعريضة ، قيودًا في طول وحجم أحواض الماء على خطوط إنتاج البثق. يهدأ التهدئة من أكثر من 200 درجة مئوية أثناء البثق إلى درجة حرارة الغرفة يمثل تحديات. يؤدي التبريد غير الكافي إلى غمد أكثر ليونة بالقرب من طبقة الدروع ، مما يسبب الخدش على سطح الغمد عندما يكون الكبل ملفوفًا ، مما يؤدي في النهاية إلى تشققات محتملة وكسر أثناء وضع الكبل بسبب القوى الخارجية. علاوة على ذلك ، يساهم التبريد غير الكافي في زيادة قوى الانكماش الداخلي بعد اللف ، مما يرفع خطر تكسير الغمد تحت قوى خارجية كبيرة. لضمان التبريد الكافي ، يوصى بزيادة طول أو حجم أحواض الماء. من الضروري خفض سرعة البثق مع الحفاظ على تلوين الغمد المناسبة والسماح بوقت كبير للتبريد أثناء اللف. بالإضافة إلى ذلك ، بالنظر إلى البولي إيثيلين كبوليمر بلوري ، طريقة تبريد تقليل درجة الحرارة المقطوعة ، من 70-75 درجة مئوية إلى 50-55 درجة مئوية ، وأخيراً إلى درجة حرارة الغرفة ، تساعد على تخفيف الضغوط الداخلية أثناء عملية التبريد.

2.3 تأثير نصف قطر اللف على ملف الكابل

أثناء ملف الكابل ، يلتزم المصنعون بمعايير الصناعة لاختيار بكرات التسليم المناسبة. ومع ذلك ، فإن استيعاب أطوال التسليم الطويلة لكابلات القطر الخارجي الكبيرة تشكل تحديات في اختيار بكرات مناسبة. لتلبية أطوال التسليم المحددة ، تقلل بعض الشركات المصنعة من أقطار برميل بكرة ، مما يؤدي إلى عدم كفاية نصف قطر الانحناء للكابل. يؤدي الانحناء المفرط إلى النزوح في طبقات الدروع ، مما يسبب قوى قص كبيرة على الغمد. في الحالات الشديدة ، يمكن أن تخترق أطراف الشريط الفولاذ المدرع طبقة الوسادة ، وتضمينها مباشرة في الغمد وتسبب الشقوق أو الشقوق على طول حافة الشريط الصلب. أثناء وضع الكابلات ، تتسبب قوى الانحناء والانحناء الجانبي في تكسير الغمد على طول هذه الشقوق ، خاصة بالنسبة للكابلات القريبة من الطبقات الداخلية للبكرة ، مما يجعلها أكثر عرضة للكسر.

2.4 تأثير بيئة البناء والتركيب في الموقع

لتوحيد بناء الكابلات ، يُنصح بتقليل سرعة وضع الكبل ، وتجنب الضغط الجانبي المفرط ، والانحناء ، وسحب القوى ، وتصادمات السطح ، وضمان بيئة بناء متحضرة. ويفضل ، قبل تثبيت الكابل ، السماح للكابل بالراحة عند 50-60 درجة مئوية لإصدار الإجهاد الداخلي من الغمد. تجنب التعرض المطول للكابلات لتوجيه أشعة الشمس ، حيث قد تؤدي درجات الحرارة التفاضلية على جوانب مختلفة من الكابل إلى تركيز الإجهاد ، مما يزيد من خطر تكسير الغمد أثناء وضع الكبل.