Hlutverk andoxunarefna í að auka líftíma einangraðra kapla úr þverbundnum pólýetýleni (XLPE)
Þverbundið pólýetýlen (XLPE)er aðal einangrunarefni sem notað er í meðal- og háspennustrengjum. Á líftíma sínum standa þessir strengir frammi fyrir fjölbreyttum áskorunum, þar á meðal mismunandi loftslagsaðstæðum, hitasveiflum, vélrænu álagi og efnafræðilegum víxlverkunum. Þessir þættir hafa samanlagt áhrif á endingu og endingu strengjanna.
Mikilvægi andoxunarefna í XLPE kerfum
Til að tryggja lengri líftíma XLPE-einangraðra kapla er mikilvægt að velja viðeigandi andoxunarefni fyrir pólýetýlenkerfið. Andoxunarefni gegna lykilhlutverki í að vernda pólýetýlen gegn oxunarniðurbroti. Með því að hvarfast hratt við sindurefni sem myndast í efninu mynda andoxunarefni stöðugri efnasambönd, svo sem vetnisperoxíð. Þetta er sérstaklega mikilvægt vegna þess að flestar þvertengingaraðferðir fyrir XLPE eru byggðar á peroxíði.
Niðurbrotsferli fjölliða
Með tímanum verða flestir fjölliður smám saman brothættir vegna áframhaldandi niðurbrots. Endalok líftíma fjölliða er yfirleitt skilgreind sem sá punktur þegar lenging þeirra við brot minnkar niður í 50% af upphaflegu gildi. Yfir þetta þröskuld getur jafnvel lítilsháttar beygja snúrunnar leitt til sprungna og bilunar. Alþjóðlegir staðlar taka oft upp þetta viðmið fyrir pólýólefín, þar á meðal þverbundin pólýólefín, til að meta afköst efnisins.
Arrhenius líkanið fyrir spá um líftíma kapalsins
Sambandið milli hitastigs og líftíma kapals er almennt lýst með Arrhenius-jöfnunni. Þessi stærðfræðilíkan lýsir hraða efnahvarfs sem:
K = D e(-Ea/RT)
Hvar:
K: Sértækur viðbragðshraði
D: Fasti
Ea: Virkjunarorka
R: Boltzmann gasstuðullinn (8,617 x 10⁻5 eV/K)
T: Algjört hitastig í Kelvin (273+ hitastig í °C)
Ef jöfnunni er endurraðað algebrulega er hægt að tákna hana sem línulega form: y = mx+b
Út frá þessari jöfnu er hægt að reikna út virkjunarorkuna (Ea) með því að nota grafísk gögn, sem gerir kleift að spá nákvæmlega fyrir um endingartíma kapalsins við ýmsar aðstæður.
Hraðaðar öldrunarprófanir
Til að ákvarða líftíma XLPE-einangraðra kapla ætti að prófa sýni með hraðaðri öldrunartilraun við að minnsta kosti þrjú (helst fjögur) mismunandi hitastig. Þessi hitastig verða að spanna nægilegt bil til að mynda línulegt samband milli bilunartíma og hitastigs. Athyglisvert er að lægsti útsetningarhitastig ætti að leiða til meðalbilunartíma upp á að minnsta kosti 5.000 klukkustundir til að tryggja réttmæti prófunargagnanna.
Með því að nota þessa ströngu aðferð og velja öflug andoxunarefni er hægt að auka rekstraröryggi og endingu XLPE-einangraðra kapla verulega.
Birtingartími: 23. janúar 2025