Заштитни омотачи и омотачи каблова: намена, материјали, врсте, антикорозивни, блиндирани

Именовање заштитних шкољки и поклопаца

Заштитни поклопци служе за заштиту изолационог слоја жица или кабл од утицаја околине, али углавном од утицаја влаге. Што је изолација кабла или жице мање отпорна на влагу, то је омотач савршенији.

Физички услови рада кабла такође утичу на избор материјала омотача, на пример, ако је потребна повећана флексибилност кабла, онда треба користити флексибилни омотач.

Мало је материјала који се користе за задржавање, а то су олово, алуминијум, гума, пластика и њихове комбинације.

Заштитни омотачи жица и каблова служе за заштиту проводника од механичког напрезања током полагања или током рада, као и за заштиту омотача каблова од корозије, па се антикорозивни премази понекад издвајају из групе заштитних поклопаца.

Као антикорозивни премаз најчешће се користи кабловски папир, нанет из слоја уз истовремено заливање битуменским саставима одговарајућег вискозитета.

Заштитни омотачи се састоје од памучних или кабловских предива нанешених у облику плетенице или плетенице на изолациони слој или заштитни омотач кабла или плетенице на изолациони слој или заштитни омотач кабла или проводника.

Покривање заштитних омотача пластиком је широко распрострањено да би се заштитиле од корозије и механичких оштећења.

Као антикорозивни премаз најчешће се користи кабловски папир, нанет из слоја уз истовремено заливање битуменским саставима одговарајућег вискозитета.

Плетеница од танких челичних жица се често користи за механичку заштиту флексибилних жица и каблова.

У низу дизајна, плетенице од памука и других предива су прекривене посебним лаковима (премазима) који штите жицу од утицаја околине, од дејства озона и повећавају отпорност жице на влагу и бензин.

Користе се и композитне облоге од пластике, металне фолије и платна или премазаног папира, ау неким случајевима могу заменити оловни омотач (посебно за каблове који се користе за унутрашње и привремене инсталације).

Материјали за задржавање

Олово је главни материјал од којег се праве најпоузданији прслуци. Основна предност оловног омотача у односу на све друге плашта и премазе је његова потпуна отпорност на влагу, довољна флексибилност и могућност брзог и јефтиног наношења на кабл помоћу оловне пресе.

Међутим, олово има много недостатака: високу специфичну тежину, ниску механичку чврстоћу, недовољну отпорност на механичку и електрохемијску корозију.

Све ово, узимајући у обзир ограничене и природне резерве олова, чини неопходним побољшање квалитета оловних омотача, увођење супститута и пројектовање нових врста кабловских производа без оловних омотача.

За потопљене омотаче каблова користи се олово не ниже од Ц-3, са садржајем олова од 99,86%.

Механичка чврстоћа оловне љуске је у великој мери одређена њеном структуром.Финопорозна структура добијена као резултат производње љуске од олова Ц-2 и Ц-3 брзим и интензивним хлађењем екструдиране љуске је механички најјачи и стабилнији .

Са структуром средњег и крупног зрна добијају се нискоквалитетне тачке. Из таквих шкољки, чак и у нормалним условима производње, израстају кристали олова, који се затим померају један у односу на друге дуж равни цепања, а то доводи до прераног уништавања љуске.

Веома чисто олово је веома склоно формирању и расту кристала чак и на собној температури, што га чини непогодним за производњу оловних омотача.

Мера за сузбијање кристализације олова је, поред хлађења након оловног премаза, додавање калаја, антимона, калцијума, телура, бакра и других метала у олово.

Кабл за борбени крсташ, изграђен за Краљевску морнарицу Велике Британије, пуштен у рад 1920. Три проводника, обложена оловом, у оклопу.

Најбољи адитив је калај, који, када се налази у олову у количини од 1-3% по маси, даје стабилну финозрну структуру. Међутим, калај је веома оскудан и тренутно се у омотачу каблова замењује другим металима.

Уношење антимона у олово у количини од 0,6 до 0,8% повољно утиче на структуру оловне љуске и повећава механичку чврстоћу, донекле снижавајући еластичност, односно способност савијања оловне љуске. Добре резултате даје додатак телуријума у ​​количини од око 0,05%. Такозвано бакарно олово, које је олово са додатком бакра — у количини од око 0,05% — такође је постало распрострањено.

Поред двоструких легура, постоје и тернарне легуре олова са кадмијумом, калајем (0,15%), антимоном и другим металима. Ове легуре су мање погодне за производњу и њихови резултати испитивања су блиски резултатима неких бинарних легура и олова бакра.

Алуминијум се такође може користити за израду омотача каблова. У ту сврху користи се и технички и алуминијум високе чистоће (са садржајем алуминијума 99,5 и 99,99%), чије су механичке карактеристике боље од олова и легура олова.

Чврстоћа алуминијумске шкољке је најмање 2-3 пута већа од чврстоће олова. Температура рекристализације алуминијума, као и његова отпорност на вибрације, знатно су већа од температуре олова.

Специфична тежина алуминијума је 2,7, а олова 11,4, па замена оловног омотача алуминијумом може резултирати великим смањењем тежине кабла и повећањем механичке чврстоће омотача, што ће омогућити у неким случајевима одбити ојачање кабла челичним тракама.

Главни недостатак алуминијума је његов недовољна отпорност на корозију… Процес наношења омотача на кабл је значајно компликован високом тачком топљења алуминијума (657°Ц) и повећаним притиском при пресовању, који достиже троструки притисак при избацивању оловног омотача.

Алуминијумска облога се може нанети не само пресовањем, већ и хладном методом, при чему се изоловане жице и каблови увлаче у алуминијумске цеви претходно направљене екструзијом, а затим облагање извлачењем или ваљањем. Ова метода омогућава коришћење алуминијума комерцијалног квалитета.

Метода хладног заваривања алуминијумског омотача је прилично уобичајена, која се састоји у томе да ивице алуминијумске траке нанешене уздужно на кабл пролазе између ваљака, уз помоћ којих се ствара висок специфични притисак на алуминијум, довољан за његово хладно заваривање.

Тренутно се пластика успешно користи за производњу заштитних омотача за жице и каблове уместо олова.Када је потребна повећана флексибилност кабла, најпогоднији су омотачи од вулканизиране гуме и пластике.

Вулканизовани гумени поклопци за црева се најчешће користе у производњи каблова. на природним или синтетичким каучуцима и од термопластичних материјала као што су ПВЦ, полиетилен.

Механичка чврстоћа таквих шкољки је прилично висока (снага на кидање у распону од 1,0 до 2,0 кг / мм2, издужење од 100 до 300%).

Главни недостатак је приметна пропусност влаге, која се подразумева као вредност која карактерише способност материјала да пропушта водену пару под утицајем разлике притиска на обе стране слоја материјала.

Вулканизована гума на природној гуми може дуго да ради у температурном опсегу од -60 до + 65 ° Ц. За већину пластике ове границе су много уже, посебно за температуре испод нула степени.

Постоје силиконске гуме, нови гумени материјали који су силицијум-силицијум полимери.То су високомолекуларне супстанце, у чијој основи је структура атома силицијума комбинована са атомима угљеника.

Плашт од термопластичних материјала, у поређењу са оловним омотачем каблова, може значајно смањити тежину кабла и повећати отпорност омотача на корозију и механичку чврстоћу (види такође — Жице и каблови са гуменом изолацијом).

Уништавање оловног омотача

Механичка чврстоћа оловног омотача је неопходна да би се обезбедила довољна заштита изолационог слоја од околине која окружује кабл. Ово својство (механичка чврстоћа) мора се одржавати дуже време током рада кабла неколико деценија и не мењати се током времена под утицајем механичких (вибрација) и хемијских (корозија) узрока.

Механичка својства оловних омотача и њихова стабилност под утицајем различитих узрока зависе углавном од структуре омотача и његових промена под утицајем топлоте и вибрација.

Каблови са оловним омотачем са крупнозрном структуром често не издржавају дуготрајан транспорт, чак ни железницом (нарочито лети).

Под утицајем тресања и повишене температуре, кристали олова почињу да расту, на љусци се појављује мрежа малих пукотина које се све више продубљују и на крају доводе до уништења шкољке.Оловни омотачи каблова положених на мостове посебно су подложни оштећењима вибрацијама.

Било је случајева да су оловни каблови, лети слати железницом на неколико хиљада километара, на одредиште стигли са потпуно уништеном љуском.

Овакви случајеви се најчешће јављају на оловним омотачима од чистог олова. Додатци калаја, антимона, телура и неких других метала дају стабилну финозрнасту структуру и стога се користе у производњи оловних омотача каблова.

Када струја цурења напусти оловни омотач кабла положеног у влажну кречњачку земљу која садржи Ц0 јон3оловни карбонат ПбЦ03 на излазној тачки где се оловни омотач накнадно уништава.

Електрохемијска корозија олова може довести до потпуног уништења оловног омотача за једну до две године, будући да струја од 1А годишње може да понесе око 25 кг олова или 9 кг гвожђа, а самим тим и са просечном струјом цурења од 0,005 А у једне године уништи око 170 г олова или око 41,0 г гвожђа.

Радикална мера борба против електрохемијске корозије је такозвана катодна заштита, заснована на чињеници да се заштићеном металу даје негативан потенцијал у односу на околне структуре, што овај метал чини имуним на скоро све врсте корозије тла.

Минимални електронегативни потенцијал при којем престају све врсте корозије је 0,85 В за челичне цеви и 0,55 В за оловне омотаче електричних каблова.

У великом броју случајева, премаз оловног омотача пружа добру заштиту од електрокорозије са заштитним поклопцем који се састоји од слоја полупроводног битумена, две полупроводне гумене траке и беле траке за причвршћивање. добија се врста електронског филтера, који пропушта електричну струју која излази из омотача и одваја олово од директног ефекта примљеног у јонској електролизи.

Механичке силе у омотачу кабла

Механичке силе у омотачу кабла настају као резултат струјања импрегнационе смеше у вертикално суспендованом каблови за напајање, као и због термичког ширења импрегнационе смеше при загревању кабла. У модерном високонапонски каблови пуњени нафтом и гасом оловни омотач мора да издржи знатан унутрашњи притисак.

Како се импрегнациона смеша загрева, притисак у каблу се повећава на вредност која одговара хидростатичком притиску. Што је боља импрегнација изолационог слоја, то је већи притисак у каблу током загревања, пошто се запремина гасних инклузија смањује са побољшањем импрегнације кабла.

Под утицајем притиска који делује на унутрашњу страну омотача, ова потоња тежи да се прошири, а ако се прекорачи граница еластичне деформације олова, долази до трајне деформације која слаби оловни омотач и смањује оперативност. својства кабла.

Понављани циклуси грејања и хлађења кабла који резултирају трајним деформацијама у електроди могу проузроковати пуцање омотача.

Пошто олово без адитива на собној температури нема скоро никакву границу еластичности, појава оваквих трајних деформација у оловном омотачу радног кабла несумњиво ће довести до нарушавања његове механичке чврстоће.

Присуство адитива у олову повећава механичка својства и посебно границу еластичности омотача, па је за каблове изложене притиску изнутра обавезна употреба легираног олова или специјалних двоструких и троструких легура.

Смањење механичких својстава оловне љуске током времена одређује њен животни век. Са ове тачке гледишта, настаје концепт „криве животног века љуске“, која означава однос између затезне чврстоће у љусци и трајања њеног трајања. дејство до пуцања шкољке .

У случајевима када је потребно ојачање оловног омотача кабла, на пример код каблова пуњених гасом или намењених за полагање на стрмо нагнутој траси, применом тракастог оклопа од две танке месингане или челичне траке повећава се механичка чврстоћа кабла. плашт и чини га погодним за висок притисак, развијајући се у каблу.

Оклопни каблови

Оловни омотач не пружа довољну заштиту од механичких утицаја, на пример од случајних удара на кабл током инсталације, а посебно од затезних сила које се јављају како током полагања кабла тако и током његовог рада.

Код каблова за вертикалну уградњу, посебно у речном и морском, потребно је заштитити оловни омотач од затезних сила, јер ће без такве заштите оловни омотач временом бити поцепан или оштећен.

Постоје две главне врсте оклопа: трака, која штити кабл првенствено од случајних механичких утицаја током полагања, и жица — од затезних сила.

Тракасти оклоп се састоји од две челичне траке нанесене на подлогу од влакнастих материјала тако да се празнине између завоја једне траке преклапају са завојима друге траке. Размаци између ивица завоја једне траке једнаки су око трећине ширине траке, а преклапање завоја једне траке са завојима, друге, треба да буде најмање четвртина ширине траке. трака оклопна трака.

Оваква изведба оклопа кабла омогућава заштиту оловног омотача од ударања лопатом при полагању кабла и других не превише јаких механичких утицаја, а истовремено чува флексибилност неопходну за полагање кабла, која се добија померањем « кривине оклопа траке једна у односу на другу.

Недостатак оклопа траке је могућност померања кривина оклопне траке када се кабл вуче по земљи током полагања. Такав оклоп се углавном користи за армирање подземних каблова, као и каблова положених у затвореном простору у кабловским тунелима и на зидовима зграда.

Челична трака која се користи у индустрији каблова треба да има затезну чврстоћу од 30 до 42 кг/мм2, јер је трака високе затезне чврстоће веома еластична и не лежи добро на каблу током резервације. Потребно је издужење при прекиду 20 - 36% (са процењеном дужином узорка од 100 мм).

За армирање енергетских каблова користи се челична трака дебљине 0,3, 0,5 и 0,8 мм и ширине 15, 20, 25, 30, 35, 45 и 60 мм, у зависности од пречника кабла. Траку треба испоручити у круговима пречника око 500 - 700 мм.

Оклопна жица се користи округла и сегментирана (равна). Округла жица се користи за армирање каблова који морају да издрже значајне затезне силе током инсталације или рада (нпр. подморски каблови). Сегментирана жица се користи за каблове положене у рудницима и на стрмим нагнутим трасама.

Да би се заштитила од корозије, жица која се користи за армирање мора бити премазана дебелим непрекидним слојем цинка.

У резерви, жичани оклоп, сличан траци, наноси се на кабл на јастуку, који се може састојати од слоја кабловског предива претходно импрегнираног спојем против трулежи, прекривеног слојем битуменске мешавине на врху.

За жичане оклопе, смер увијања се узима у смеру супротном од смера пуног увијања жила каблова.

За заштиту оклопа од корозије (корозије), он је прекривен битуменским једињењем и слојем претходно импрегнираног кабловског предива прекривеног одозго истим једињењем. Спољни слој кабловског предива је дизајниран не само да заштити оклопну траку или оклопну жицу од корозије, већ служи и за причвршћивање, односно не дозвољава оклопним тракама да се померају и држи оклопне жице у канапу.

Каблови намењени за унутрашњу инсталацију не смеју имати слој импрегнираног кабловског предива преко оклопне облоге из разлога заштите од пожара. Такви каблови, на пример каблови марке СБГ, морају бити оклопљени лакираном оклопном траком.

Процес резервације се састоји од наношења заштитних навлака и оклопа.Оловни кабл наносити по редоследу: слој битуменске композиције уплетен са две траке кабловског папира (антикорозивни премаз), слој смесе, кабловског предива или импрегнираног сулфатног папира (јастук испод оклопа), слој битуменске композиције , оклоп од две челичне траке или челичне жице, слој битуменског састава, кабловско предиво (спољни омотач), слој битуменског састава и раствор креде.