Pólýetýlen (PE) er mikið notað íeinangrun og hlífðarklæðning á rafmagnssnúrum og fjarskiptasnúrumvegna framúrskarandi vélræns styrks, seiglu, hitaþols, einangrunar og efnafræðilegs stöðugleika. Hins vegar, vegna byggingareiginleika PE sjálfs, er viðnám þess gegn umhverfisspennusprungum tiltölulega lélegt. Þetta vandamál verður sérstaklega áberandi þegar PE er notað sem ytra lag á stórum brynvörðum kaplum.
1. Verkunarháttur sprungumyndunar í PE-húð
Sprungur í PE-hjúp koma aðallega fram í tveimur tilfellum:
a. Sprungur af völdum umhverfisálags: Þetta vísar til þess fyrirbæris þar sem yfirborð kapalsins sprungur og myndast vegna samsettrar spennu eða útsetningar frá umhverfismiðlum eftir uppsetningu og notkun kapalsins. Þetta stafar aðallega af innri spennu í kaplinum og langvarandi útsetningu fyrir pólvökvum. Víðtækar rannsóknir á efnisbreytingum hafa að mestu leyti leyst þessa tegund sprungna.
b. Sprungur af völdum vélrænna spennu: Þetta gerist vegna byggingargalla í kaplinum eða óviðeigandi útdráttarferla í slíðri, sem leiðir til mikillar spennuþjöppunar og aflögunarsprungu við uppsetningu kapalsins. Þessi tegund sprungu er meira áberandi í ytri slíðum stórra stálbandsbrynjaðra kapla.
2. Orsakir sprungna í PE-húð og úrbætur
2.1 Áhrif kapalsinsStálbandUppbygging
Í kaplum með stærri ytri þvermál er brynjaða lagið yfirleitt samsett úr tvöföldum stálbandsþráðum. Þykkt stálbandsins er mismunandi eftir ytri þvermáli kapalsins (0,2 mm, 0,5 mm og 0,8 mm). Þykkari brynjaðar stálbandsþræðir eru stífari og hafa lakari sveigjanleika, sem leiðir til meira bils milli efri og neðri laga. Við útpressun veldur þetta verulegum mun á þykkt slíðursins milli efri og neðri laga yfirborðs brynjaða lagsins. Þynnri slíðursvæði á brúnum ytri stálbandsins verða fyrir mestu spennuþrepinu og eru helstu svæðin þar sem framtíðarsprungur eiga sér stað.
Til að draga úr áhrifum brynvarins stálbands á ytra slíðrið er ákveðnu þykktar bufferlagi vafið eða pressað á milli stálbandsins og PE-slíðunnar. Þetta bufferlag ætti að vera jafnt þétt, án hrukka eða útskota. Viðbót bufferlags bætir sléttleika milli tveggja laga stálbandsins, tryggir jafna þykkt PE-slíðunnar og, ásamt samdrætti PE-slíðunnar, dregur úr innri spennu.
ONEWORLD býður notendum upp á mismunandi þykkt afgalvaniseruðu stálband brynvarið efnitil að mæta fjölbreyttum þörfum.
2.2 Áhrif framleiðsluferlis kapalsins
Helstu vandamálin við útpressunarferli stórra brynvarinna kapalhjúpa eru ófullnægjandi kæling, óviðeigandi undirbúningur móts og of mikil teygjuhlutfall, sem leiðir til mikils innra spennu innan hjúpsins. Stórir kaplar, vegna þykkra og breiðra hjúpa, standa oft frammi fyrir takmörkunum á lengd og rúmmáli vatnsrennslna í framleiðslulínum fyrir útpressun. Kæling úr yfir 200 gráðum á Celsíus við útpressun niður í stofuhita er áskorun. Ófullnægjandi kæling leiðir til mýkri hjúp nálægt brynvarnalaginu, sem veldur rispum á yfirborði hjúpsins þegar kapallinn er vafinn upp, sem að lokum leiðir til hugsanlegra sprungna og brota við lagningu kapalsins vegna utanaðkomandi krafta. Ennfremur stuðlar ófullnægjandi kæling að aukinni innri rýrnun eftir upprúllun, sem eykur hættuna á sprungum í hjúpnum við mikla utanaðkomandi krafta. Til að tryggja næga kælingu er mælt með því að auka lengd eða rúmmál vatnsrennslna. Nauðsynlegt er að lækka útpressunarhraðann en viðhalda réttri mýkingu hjúpsins og gefa nægan tíma til kælingar við upprúllun. Að auki, ef litið er á pólýetýlen sem kristallaða fjölliðu, hjálpar kælingaraðferð með skiptum hitalækkandi aðferð, úr 70-75°C í 50-55°C, og að lokum niður í stofuhita, til við að draga úr innri álagi meðan á kælingarferlinu stendur.
2.3 Áhrif spólunarradíusar á kapalspólun
Við upprúllun kapla fylgja framleiðendur iðnaðarstöðlum við val á viðeigandi flutningsrúllur. Hins vegar er áskorun í vali á hentugum flutningslengdum fyrir kapla með stóran ytri þvermál. Til að uppfylla tilgreindar flutningslengdir minnka sumir framleiðendur þvermál rúllunnar, sem leiðir til ófullnægjandi beygjuradíusar kapalsins. Of mikil beygja leiðir til tilfærslu í brynvörðum lögum, sem veldur verulegum klippikrafti á slíðrinu. Í alvarlegum tilfellum geta sprungur eða rifur myndast í brynvörðu stálræmunni við púðalagið, fest sig beint í slíðrinu og valdið sprungum eða togkrafti meðfram brún stálræmunnar. Við lagningu kapla valda hliðarbeygjan og togkrafturinn því að slíðrið springur meðfram þessum sprungum, sérstaklega fyrir kapla sem eru nær innri lögum spólunnar, sem gerir þá líklegri til að brotna.
2.4 Áhrif byggingar- og uppsetningarumhverfis á staðnum
Til að staðla kapalbyggingu er ráðlagt að lágmarka lagningarhraða kapalsins, forðast óhóflegan hliðarþrýsting, beygju, togkraft og árekstra á yfirborði og tryggja þannig siðmenntað byggingarumhverfi. Helst er best að leyfa kaplinum að hvíla við 50-60°C áður en kapallinn er lagður til að losa innri spennu úr slíðrinu. Forðist langvarandi útsetningu kapla fyrir beinu sólarljósi, þar sem mismunandi hitastig á mismunandi hliðum kapalsins getur leitt til spennuþenslu, sem eykur hættuna á sprungum í slíðrinu við lagningu kapalsins.
Birtingartími: 18. des. 2023