ปัญหาการแตกร้าวของสายเคเบิลเปลือกนอก PE หุ้มเกราะขนาดใหญ่

โพลิเอทิลีน (PE) ถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายในฉนวนและเปลือกของสายไฟและสายโทรศัพท์ เนื่องจากมีความแข็งแรงเชิงกลที่ดี มีความเหนียว ทนความร้อน ความเป็นฉนวนและความเสถียรทางเคมี อย่างไรก็ตาม เนื่องจากโครงสร้างของ PE เอง ความต้านทานต่อการแตกร้าวจากความเครียดจากสิ่งแวดล้อมจึงไม่ดี โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อใช้ PE เป็นเปลือกนอกของสายเคเบิลหุ้มเกราะที่มีส่วนใหญ่ ปัญหาการแตกร้าวจึงโดดเด่นเป็นพิเศษ

1.กลไกการแตกของปลอก PE

การแตกร้าวของปลอก PE ส่วนใหญ่มีสองสถานการณ์ดังต่อไปนี้: หนึ่งคือการแตกร้าวจากความเครียดจากสิ่งแวดล้อม หมายถึงสายเคเบิลในการติดตั้งและการใช้งาน ปลอกในการรวมกันของความเครียดหรือการสัมผัสสื่อสิ่งแวดล้อม จากพื้นผิวของปรากฏการณ์การแตกเปราะ

โดยทั่วไปการแตกร้าวนี้เกิดจากปัจจัยสองประการ ปัจจัยหนึ่งคือความเค้นภายในปลอก และอีกปัจจัยหนึ่งคือปลอกสายไฟสัมผัสกับของเหลวมีขั้วเป็นเวลานาน การแตกร้าวประเภทนี้ส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับตัววัสดุเองที่ทนทานต่อประสิทธิภาพการแตกร้าวจากความเครียดจากสิ่งแวดล้อม ผ่านการค้นคว้าวิจัยการปรับเปลี่ยนวัสดุเป็นเวลาหลายปี สถานการณ์นี้ได้รับการแก้ไขโดยพื้นฐานแล้ว

อีกประการหนึ่งคือความเค้นเชิงกลแตกร้าว เนื่องจากสายเคเบิลมีข้อบกพร่องในโครงสร้างหรือกระบวนการอัดขึ้นรูปปลอกไม่เหมาะสม มีความเค้นขนาดใหญ่ในโครงสร้างของปลอก และง่ายต่อการสร้างความเข้มข้นของความเครียด เพื่อให้สายเคเบิลเสียรูป และเกิดการแตกร้าวระหว่างการสร้างสายลั่น การแตกแบบนี้จะเห็นได้ชัดในเปลือกนอกของชั้นหุ้มเกราะเทปเหล็กกล้าขนาดใหญ่

2.สาเหตุของการแตกร้าวของปลอก PE และมาตรการปรับปรุง

2.ก. อิทธิพลของโครงสร้างแถบเหล็กเคเบิล

เมื่อเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกของสายเคเบิลมีขนาดใหญ่ โดยทั่วไปชั้นหุ้มเกราะจะทำจากชั้นหุ้มช่องว่างของสายพานเหล็กสองชั้น ความหนาของแถบเหล็กคือ 0.2 มม. 0.5 มม. และ 0.8 มม. ขึ้นอยู่กับเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกของสายเคเบิล ยิ่งความหนาของแถบเหล็กหุ้มเกราะมากเท่าไหร่ ความแข็งแกร่งก็จะยิ่งแข็งแกร่งขึ้นเท่านั้น ความเป็นพลาสติกยิ่งแย่ลง ระยะห่างระหว่างชั้นล่างของแถบเหล็กก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น

ในกระบวนการอัดรีดและยืด ความแตกต่างของความหนาระหว่างแถบเหล็กบนและล่างบนพื้นผิวของชั้นหุ้มเกราะนั้นมีขนาดใหญ่มาก ส่วนของปลอกที่ขอบของแถบเหล็กด้านนอกมีความหนาบางที่สุดและมีความเค้นภายในที่เข้มข้นที่สุด ซึ่งเป็นตำแหน่งหลักของการแตกร้าวในอนาคต เพื่อหลีกเลี่ยงอิทธิพลของปลอกหุ้มด้านนอกของสายพานเหล็กหุ้มเกราะ ชั้นบัฟเฟอร์ที่มีความหนาบางอย่างควรห่อหรืออัดระหว่างสายพานเหล็กและปลอกด้านนอก PE และชั้นบัฟเฟอร์ควรแน่นสม่ำเสมอ ไม่มีรอยย่น ไม่มีการกระแทก

การเพิ่มชั้นบัฟเฟอร์ช่วยปรับปรุงความเรียบระหว่างสายพานเหล็กสองชั้นเพื่อให้ความหนาของวัสดุปลอก PE สม่ำเสมอ นอกเหนือจากการหดตัวของปลอก PE เพื่อให้ปลอกไม่ปรากฏปรากฏการณ์ถุงหลวม ไม่รัดแน่นเกินไปจึงช่วยลดความเครียดภายในได้

2.b. อิทธิพลของกระบวนการผลิตสายเคเบิล

ปัญหาหลักที่มีอยู่ในกระบวนการอัดขึ้นรูปของปลอกหุ้มสายเคเบิลที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่คือการระบายความร้อนไม่เพียงพอ การกำหนดค่าแม่พิมพ์ที่ไม่สมเหตุสมผล อัตราส่วนแรงดึงที่มากเกินไป และความเค้นภายในที่มากเกินไปในปลอก เนื่องจากปลอกหุ้มหนาและเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกขนาดใหญ่ ความยาวและปริมาตรของแท้งค์น้ำในสายการผลิตอัดขึ้นรูปทั่วไปจึงมีจำกัด เป็นการยากที่จะทำให้สายเคเบิลเย็นลงจากอุณหภูมิสูงกว่า 200 องศาเป็นอุณหภูมิปกติเมื่อปลอกหุ้มถูกอัดขึ้นรูป

หากการระบายความร้อนของปลอกไม่เพียงพอหลังจากการอัดขึ้นรูป ส่วนของปลอกใกล้กับชั้นหุ้มเกราะจะนิ่ม และง่ายต่อการทำให้เกิดรอยบาดบนพื้นผิวของปลอกที่เกิดจากสายพานเหล็กเมื่อทำสายเคเบิลเสร็จแล้ว แผ่นเปลือกโลกโค้งงอ ส่งผลให้เกิดการแตกร้าวของเปลือกนอกภายใต้แรงภายนอกที่มากขึ้นระหว่างการสร้างสายลั่น

ในทางกลับกัน การระบายความร้อนที่ไม่เพียงพอของปลอกจะทำให้เกิดแรงหดตัวภายในที่มากขึ้นหลังจากทำให้สายเคเบิลเย็นลงอีกในดิสก์ ดังนั้นความน่าจะเป็นของการแตกของปลอกจะเพิ่มขึ้นภายใต้แรงกระทำจากแรงภายนอกที่มากขึ้น เพื่อให้แน่ใจว่าสายเคเบิลเย็นเพียงพอ ความยาวหรือปริมาตรของถังสามารถเพิ่มได้อย่างเหมาะสม และความเร็วการอัดขึ้นรูปสามารถลดลงได้อย่างเหมาะสมบนพื้นฐานของการทำให้เป็นพลาสติกที่ดีของปลอก เพื่อให้มั่นใจว่าชั้นในและชั้นนอก ของเปลือกหุ้มสายเคเบิลได้รับการระบายความร้อนอย่างเต็มที่เมื่อวางสายเคเบิลบนขดลวด

ในขณะเดียวกัน เมื่อพิจารณาว่าโพลีเอทิลีนเป็นโพลิเมอร์ที่เป็นผลึก จึงแนะนำให้ใช้โหมดระบายความร้อนด้วยน้ำอุ่นในการทำความเย็นแบบแบ่งส่วนเพื่อลดความเครียดภายในที่เกิดขึ้นระหว่างการทำความเย็น โดยทั่วไป อุณหภูมิจะเย็นลงตั้งแต่ 70-75â ถึง 50-55â และสุดท้ายจะเย็นลงจนถึงอุณหภูมิห้อง

2.ค. อิทธิพลของรัศมีการดัดของสายเคเบิล

เมื่อวางสายเคเบิล ผู้ผลิตสายเคเบิลจะต้องเลือกถาดจัดส่งที่เหมาะสมตามมาตรฐานอุตสาหกรรม JB/T 8137.1-2013 อย่างไรก็ตาม เมื่อความยาวในการจัดส่งที่ผู้ใช้ต้องการนั้นยาว การเลือกขดลวดที่เหมาะสมสำหรับสายเคเบิลสำเร็จรูปที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกและความยาวมากนั้นเป็นเรื่องยากมาก

ผู้ผลิตบางรายเพื่อรับประกันความยาวการส่งมอบต้องตัดด้วยเส้นผ่านศูนย์กลางท่อเล็กเนื่องจากรัศมีการดัดไม่เพียงพอชั้นหุ้มเกราะเนื่องจากการดัดมีการกระจัดที่ใหญ่เกินไปแรงเฉือนที่มากบนปลอกหุ้มเข็มขัดเหล็กหุ้มเกราะร้ายแรง เสี้ยนจะทิ่มแทงชั้นบัฟเฟอร์ที่ฝังอยู่ภายในฝักโดยตรง, ฝักตามขอบแถบแตกหรือร้าว ในระหว่างการสร้างตัวปล่อยสายเคเบิล สายเคเบิลจะต้องรับแรงดัดตามขวางและแรงดึงอย่างมาก ส่งผลให้เกิดการแตกตามทิศทางการแตกของเปลือกหุ้มหลังจากคลี่สายเคเบิลที่เสร็จแล้วออกจากถาด และสายเคเบิลที่อยู่ใกล้กับชั้นของเปลือกจะมากขึ้น มีแนวโน้มที่จะแตก

2.d. อิทธิพลของการสร้างไซต์และการวางสภาพแวดล้อม

การก่อสร้างสายเคเบิลควรได้มาตรฐานและดำเนินการตามข้อกำหนดมาตรฐานอย่างเคร่งครัด ขอแนะนำให้ลดความเร็วของการปล่อยสายเคเบิลให้มากที่สุดเพื่อหลีกเลี่ยงแรงกดด้านข้างมากเกินไป แรงดัดและแรงดึงบนสายเคเบิล และหลีกเลี่ยงการชนกับพื้นผิวของสายเคเบิลเพื่อให้แน่ใจว่าการก่อสร้างมีความปลอดภัย

ในเวลาเดียวกัน ตรวจสอบให้แน่ใจว่ารัศมีการโค้งงอของการติดตั้งขั้นต่ำของสายเคเบิลเป็นไปตามข้อกำหนดการออกแบบในระหว่างการก่อสร้าง รัศมีการโค้งงอของสายเคเบิลหุ้มเกราะแบบแกนเดียวคือ ⥠15D และรัศมีการโค้งงอของสายเคเบิลหุ้มเกราะแบบสามแกนคือ ⥠12D (D คือเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกของสายเคเบิล)

ก่อนวางสายเคเบิล ที่ดีที่สุดคือวางไว้ที่ 50-60â เป็นระยะเวลาหนึ่งเพื่อคลายความเครียดภายในปลอก ในเวลาเดียวกัน สายเคเบิลไม่ควรถูกแสงแดดเป็นเวลานาน เนื่องจากอุณหภูมิของด้านต่างๆ ของสายเคเบิลไม่สอดคล้องกันระหว่างการเปิดรับแสง ซึ่งมีแนวโน้มที่จะเกิดความเข้มข้นของความเครียด ซึ่งจะเพิ่มความเสี่ยงของการแตกของปลอกในระหว่าง การสร้างและถอดสายเคเบิล

บทสรุป

การแตกร้าวของปลอกหุ้มสายเคเบิล PE ขนาดใหญ่เป็นปัญหาที่ยากที่ผู้ผลิตสายเคเบิลต้องเผชิญ เพื่อปรับปรุงความต้านทานการแตกร้าวของปลอก PE ของสายเคเบิล ควรมีการควบคุมจากหลายด้าน เช่น วัสดุเปลือกหุ้มเอง โครงสร้างสายเคเบิล เทคโนโลยีการผลิต และสภาพแวดล้อมในการวาง เพื่อยืดอายุการใช้งานของสายเคเบิลและรับประกันคุณภาพของสายเคเบิล สายเคเบิล