Koruyucu kılıflar ve kablo kılıfları: amaç, malzemeler, tipler, korozyon önleyici, zırhlı
Koruyucu kabukların ve kapakların atanması
Koruyucu kapaklar, yalıtım tabakasını korumaya yarar tel veya kablo çevrenin etkisinden, ancak esas olarak nemin etkisinden. Kablo veya telin yalıtımı neme karşı ne kadar az dayanıklıysa, kılıf o kadar mükemmel uygulanmalıdır.
Kablonun fiziksel çalışma koşulları da kılıf malzemesi seçimini etkiler, örneğin, kablonun daha fazla esnekliği gerekiyorsa, esnek bir kılıf kullanılmalıdır.
Muhafaza için kullanılan malzemeler azdır, yani kurşun, alüminyum, kauçuk, plastikler ve bunların kombinasyonları.
Tellerin ve kabloların koruyucu kılıfları, iletkeni döşeme veya çalışma sırasında mekanik stresten korumaya ve ayrıca kablo kılıflarını korozyona karşı korumaya yarar, bu nedenle korozyon önleyici kaplamalar bazen koruyucu kılıflar grubundan ayırt edilir.
Korozyon önleyici bir kaplama olarak, uygun viskoziteye sahip bitüm bileşimleri ile eşzamanlı sulama ile bir katmandan uygulanan kablo kağıdı en sık kullanılır.
Koruyucu kılıflar, kablonun yalıtkan tabakası ya da koruyucu kılıfı üzerine örgü ya da örgü şeklinde ya da kablo ya da iletkenin yalıtkan tabakası ya da koruyucu kılıfı üzerine örgü şeklinde uygulanan pamuk ya da kablo ipliklerinden oluşur.
Koruyucu kasaları korozyondan ve mekanik hasardan korumak için plastikle kaplamak yaygındır.
Korozyon önleyici bir kaplama olarak, uygun viskoziteye sahip bitüm bileşimleri ile eşzamanlı sulama ile bir katmandan uygulanan kablo kağıdı en sık kullanılır.
Esnek tellerin ve kabloların mekanik olarak korunması için genellikle ince çelik tellerden oluşan bir örgü kullanılır.
Bir dizi tasarımda, pamuktan ve diğer ipliklerden yapılan örgüler, teli çevrenin etkisinden, ozonun etkisinden koruyan ve telin neme ve benzine karşı direncini artıran özel verniklerle (kaplama vernikleri) kaplanır.
Plastik, metal folyo ve kumaş veya kuşe kağıttan oluşan kompozit kaplamalar da kullanılır ve bazı durumlarda kurşun kılıfın yerini alabilir (özellikle iç mekan ve geçici kurulumlar için kullanılan kablolar için).
Tutma malzemeleri
Kurşun, en güvenilir yeleklerin yapıldığı ana malzemedir. Kurşun kılıfın diğer tüm kılıflara ve kaplamalara göre ana avantajı, tam nem direnci, yeterli esneklik ve bir kurşun pres kullanarak kabloya hızlı ve ucuz bir şekilde uygulanabilmesidir.
Bununla birlikte, kurşunun birçok dezavantajı vardır: yüksek özgül ağırlık, düşük mekanik dayanım, mekanik ve elektrokimyasal korozyona karşı yetersiz direnç.
Bütün bunlar, kurşunun sınırlı ve doğal rezervlerini hesaba katarak, kurşun kılıfların kalitesinin iyileştirilmesini, ikamelerin tanıtılmasını ve kurşun kılıfsız yeni tip kablo ürünlerinin tasarlanmasını gerekli kılmaktadır.
%99,86 kurşun içeriğine sahip C-3 derecesinden daha düşük olmayan kurşun, kablo kılıflarını batırmak için kullanılır.
Kurşun kabuğun mekanik mukavemeti büyük ölçüde yapısı tarafından belirlenir.C-2 ve C-3 kurşun kalitelerinden kabuğun ekstrüde kabuğun hızlı ve yoğun soğutulması ile üretilmesi sonucunda elde edilen ince gözenekli yapı, en mekanik olarak güçlü ve kararlı.
Orta ve kaba tane yapısı ile düşük kaliteli noktalar elde edilir. Bu tür kabuklardan, normal üretim koşullarında bile, kurşun kristalleri büyür ve bunlar daha sonra bölünme düzlemleri boyunca birbirine göre kayar ve bu, kabuğun erken tahribatına yol açar.
Çok saf kurşun, oda sıcaklığında bile kristal oluşumuna ve büyümeye çok eğilimlidir, bu da onu kurşun kılıfların üretimi için uygunsuz hale getirir.
Kurşun kristalleşmesiyle mücadele için bir önlem, kurşun kaplamadan sonra soğutmaya ek olarak kurşuna kalay, antimon, kalsiyum, tellür, bakır ve diğer metallerin eklenmesidir.
Büyük Britanya Kraliyet Donanması için inşa edilen savaş kruvazörü kablosu, 1920'de hizmete girdi. Zırhlı, kurşun kılıflı üç iletken.
En iyi katkı maddesi, kurşun içinde ağırlıkça %1-3 oranında bulunduğunda stabil bir ince taneli yapı sağlayan kalaydır. Bununla birlikte, kalay çok azdır ve şu anda kablo kılıflarında başka metallerle değiştirilmektedir.
Kurşuna %0,6 ila %0,8 oranında antimon eklenmesi, kurşun kabuğun yapısını olumlu yönde etkiler ve mekanik mukavemeti arttırır, esnekliği, yani kurşun kabuğun bükülme kabiliyetini bir miktar düşürür. Yaklaşık %0,05 oranında tellür ilavesi iyi sonuçlar verir. Bakır katkılı kurşun olan sözde bakır kurşun - yaklaşık% 0,05 oranında - da yaygınlaştı.
Çift alaşımlara ek olarak, kadmiyum, kalay (% 0,15), antimon ve diğer metallerle üçlü kurşun alaşımları vardır. Bu alaşımların üretimi daha az uygundur ve test sonuçları bazı ikili alaşımlar ve bakır-kurşununkine yakındır.
Alüminyum ayrıca kablo kılıfları yapmak için de kullanılabilir. Bu amaçla, mekanik özellikleri kurşun ve kurşun alaşımlarından daha iyi olan hem teknik hem de yüksek saflıkta (alüminyum içeriği %99,5 ve %99,99 olan) alüminyum kullanılır.
Alüminyum kabuğun mukavemeti, kurşunun mukavemetinden en az 2-3 kat daha fazladır. Alüminyumun yeniden kristalleşme sıcaklığı ve titreşim direnci kurşundan önemli ölçüde yüksektir.
Alüminyumun özgül ağırlığı 2,7 ve kurşununki 11,4'tür, bu nedenle kurşun kılıfın alüminyumla değiştirilmesi, kablonun ağırlığında büyük bir azalmaya ve kılıfın mekanik mukavemetinde bir artışa neden olabilir, bu da mümkün kılacaktır. bazı durumlarda kablonun çelik şeritlerle güçlendirilmesini reddetmek.
Alüminyumun ana dezavantajı, yetersiz korozyon direnci… Kabloya kılıf uygulama işlemi, alüminyumun yüksek erime noktası (657 ° C) ve kurşun kılıfı dışarı iterken basıncın üç katına ulaşan presleme sırasında artan basınç nedeniyle önemli ölçüde karmaşıktır.
Alüminyum kaplama sadece kıvırma ile değil, aynı zamanda yalıtımlı tellerin ve kabloların daha önce ekstrüzyonla yapılmış alüminyum borulara çekildiği ve ardından çekme veya haddeleme yoluyla kılıflamanın yapıldığı soğuk bir yöntemle de uygulanabilir. Bu yöntem, ticari sınıf alüminyumun kullanılmasına izin verir.
Bir alüminyum kılıfın soğuk kaynak yöntemi oldukça yaygındır; bu, kabloya uzunlamasına uygulanan bir alüminyum şeridin kenarlarının, alüminyum üzerinde yeterli bir yüksek özgül basıncın oluşturulduğu makaralar arasından geçmesi gerçeğinden oluşur. soğuk kaynak için.
Şu anda plastikler, teller ve kablolar için kurşun yerine koruyucu kılıflar üretmek için başarıyla kullanılmaktadır.Daha fazla kablo esnekliği gerektiğinde, vulkanize kauçuk ve plastik kılıflar en uygunudur.
Vulkanize kauçuk hortum kılıfları, kablo imalatında en yaygın kullanılanlardır. doğal veya sentetik kauçuklar üzerinde ve PVC, polietilen gibi termoplastik malzemelerden.
Bu tür mermilerin mekanik mukavemeti oldukça yüksektir (yırtılma mukavemeti 1,0 ila 2,0 kg / mm2 aralığında, uzama %100 ila 300).
Ana dezavantaj, malzemenin, malzeme tabakasının her iki tarafındaki bir basınç farkının etkisi altında su buharını geçirme kabiliyetini karakterize eden bir değer olarak anlaşılan, gözle görülür nem geçirgenliğidir.
Doğal kauçuk üzerine vulkanize kauçuk, -60 ile + 65 °C sıcaklık aralığında uzun süre çalışabilir. Çoğu plastik için bu sınırlar, özellikle sıfır derecenin altındaki sıcaklıklar için çok daha dardır.
Silikon kauçuklar var, silikon silikon polimerler olan yeni kauçuk malzemeler, bunlar silikon atomlarının yapısının karbon atomları ile birleştiği yüksek moleküler maddelerdir.
Termoplastik malzemelerden yapılmış kılıf, kabloların kurşun kılıfına kıyasla, kablonun ağırlığını önemli ölçüde azaltabilir ve kılıfın korozyon direncini ve mekanik mukavemeti artırabilir (ayrıca bkz. Kauçuk izolasyonlu teller ve kablolar).
Kurşun kılıfın imhası
Kurşun kılıfın mekanik mukavemeti, yalıtım tabakasının kabloyu çevreleyen ortamdan yeterli şekilde korunmasını sağlamak için gereklidir. Bu özellik (mekanik dayanıklılık), kablonun birkaç on yıl boyunca çalışması sırasında uzun süre korunmalı ve mekanik (titreşim) ve kimyasal (korozyon) nedenlerin etkisi altında zamanla değişmemelidir.
Kurşun kılıfların mekanik özellikleri ve çeşitli nedenlerin etkisi altındaki stabiliteleri, esas olarak kılıfın yapısına ve ısı ve titreşim etkisi altındaki değişikliklerine bağlıdır.
İri taneli bir yapıya sahip kurşun kılıflı kablolar, genellikle demiryolu ile bile (özellikle yaz aylarında) uzun süreli taşımaya dayanmaz.
Sallamanın ve artan sıcaklığın etkisi altında, kurşun kristalleri büyümeye başlar, kabukta giderek daha fazla derinleşen ve sonunda kabuğun tahrip olmasına yol açan küçük çatlaklardan oluşan bir ağ belirir.Köprülere döşenen kabloların kurşun kılıfları özellikle titreşim hasarına karşı hassastır.
Yaz aylarında birkaç bin kilometre boyunca demiryolu ile gönderilen kurşun kabloların, tamamen tahrip olmuş bir kabukla hedeflerine ulaştığı durumlar olmuştur.
Bu gibi durumlar çoğunlukla saf kurşundan yapılmış kurşun kılıflarda meydana gelir. Kalay, antimon, tellür ve diğer bazı metallerin eklenmesi, kararlı bir ince tane yapısı verir ve bu nedenle kurşun kablo kılıflarının üretiminde kullanılır.
Kaçak akım, C0 iyon3kurşun karbonat PbC03 içeren nemli kalkerli toprağa döşenen bir kablonun kurşun kılıfını çıkış noktasında terk ettiğinde, daha sonra kurşun kılıfın tahrip olur.
Kurşunun elektrokimyasal korozyonu, kurşun kılıfın bir ila iki yıl içinde tamamen tahrip olmasına yol açabilir, çünkü yılda 1A'lık bir akım yaklaşık 25 kg kurşun veya 9 kg demir taşıyabilir ve bu nedenle ortalama kaçak akım 0,005 A'dır. bir yıl yaklaşık 170 gr kurşun veya yaklaşık 41.0 gr demir yok eder.
Radikal bir önlem elektrokimyasal korozyona karşı mücadele Korunan metale çevredeki yapılara göre negatif bir potansiyel verildiği ve bu metali hemen hemen her türlü toprak korozyonuna karşı bağışık hale getirdiği gerçeğine dayanan sözde katodik korumadır.
Her türlü korozyonun durduğu minimum elektronegatif potansiyel, çelik borular için 0,85 V ve elektrik kablolarının kurşun kılıfları için 0,55 V'tur.
Bazı durumlarda, kurşun kılıfın kaplaması, bir yarı iletken bitüm tabakası, iki yarı iletken kauçuk şerit ve bir sabitleyici beyaz banttan oluşan koruyucu bir örtü ile elektro-korozyona karşı iyi bir koruma sağlar. kılıftan çıkan elektrik akımını geçiren ve kurşunu alınan akımın direkt etkisinden ayıran bir tür elektronik filtre elde edilir. iyon elektrolizinde.
Kablo kılıfındaki mekanik kuvvetler
Kablo kılıfındaki mekanik kuvvetler, emprenye karışımının dikey olarak asılı bir şekilde akması sonucunda ortaya çıkar. güç kabloları, ayrıca kablo ısıtıldığında emprenye karışımının termal genleşmesi nedeniyle. Modern petrol ve gazla dolu yüksek gerilim kabloları kurşun kılıf önemli ölçüde iç basınca dayanmalıdır.
Emprenye karışımı ısıtıldığında, kablodaki basınç hidrostatik basınca karşılık gelen bir değere yükselir. Yalıtım tabakasının emprenyesi ne kadar iyi olursa, kablonun emdirilmesinin iyileştirilmesiyle gaz kapanımlarının hacmi azaldığından, ısıtma sırasında kabloda o kadar yüksek basınç elde edilir.
Kılıfın iç tarafına etki eden basıncın etkisi altında, ikincisi genişleme eğilimi gösterir ve kurşunun elastik deformasyon sınırı aşılırsa, kurşun kılıfını zayıflatan ve çalışma performansını azaltan kalıcı bir deformasyon meydana gelir. kablonun özellikleri.
Kablonun tekrarlanan ısıtma ve soğutma döngüleri, kurşunda kalıcı deformasyonlara yol açarak kurşun kılıfın yırtılmasına neden olabilir.
Oda sıcaklığında katkısız kurşunun neredeyse hiçbir elastik sınırı olmadığından, çalışan kablonun kurşun kılıfında bu tür kalıcı deformasyonların ortaya çıkması şüphesiz mekanik mukavemetinin ihlaline yol açacaktır.
Kurşunun içerisinde katkı maddelerinin bulunması mekanik özellikleri ve özellikle kılıfın elastikiyet sınırını arttırır, bu nedenle içeriden basınca maruz kalan kablolar için alaşımlı kurşun veya özel ikili ve üçlü alaşımların kullanılması zorunludur.
Kurşun kabuğun mekanik özelliklerinin zamanla azalması ömrünü belirler.Bu açıdan bakıldığında kabuktaki çekme dayanımı ile kullanım süresi arasındaki ilişki anlamına gelen «kabuk ömrü eğrisi» kavramı ortaya çıkar. kabuk patlayana kadar eylem.
Kablonun kurşun kılıfının güçlendirilmesinin gerekli olduğu durumlarda, örneğin gazla doldurulmuş kablolarda veya dik eğimli bir güzergahta döşenmesi amaçlanan durumlarda, iki ince pirinç veya çelik şeritten oluşan bir şerit zırhın uygulanması, kablonun mekanik mukavemetini artırır. kılıf ve kablo içinde gelişen yüksek basınca uygun hale getirir.
Zırhlı kablolar
Kurşun kılıf mekanik etkilere, örneğin kurulum sırasında kablo üzerindeki kazara darbelere ve özellikle hem kablonun döşenmesi hem de çalışması sırasında ortaya çıkan çekme kuvvetlerine karşı yeterli koruma sağlamaz.
Özellikle nehir ve denizde dikey döşenen kablolarda, kurşun kılıfı çekme kuvvetlerinden korumak gerekir çünkü böyle bir koruma olmazsa kurşun kılıf zamanla yırtılır veya hasar görür.
İki ana zırh türü vardır: kabloyu öncelikle döşeme sırasında kazara mekanik etkilerden koruyan bant ve tel - çekme kuvvetlerinden.
Şerit zırh, bir şeridin dönüşleri arasındaki boşluklar diğer şeridin dönüşleriyle örtüşecek şekilde lifli malzemelerden bir destek üzerine yerleştirilmiş iki çelik şeritten oluşur. Bir şeridin dönüşlerinin kenarları arasındaki boşluklar, şeridin genişliğinin yaklaşık üçte birine eşittir ve bir şeridin dönüşlerinin üst üste binmesi, diğerinin genişliğinin en az dörtte biri olmalıdır. şerit zırhlı şerit.
Kablo zırhının bu şekilde uygulanması, kablo döşenirken kurşun kılıfın kürekle çarpmasına ve diğer çok güçlü olmayan mekanik etkilere karşı korunmasına izin verir ve aynı zamanda hareket ettirilerek elde edilen kablonun döşenmesi için gerekli esnekliği korur « bant zırhının birbirine göre kıvrımları.
Bant zırhın dezavantajı, döşeme sırasında kablo zemin boyunca sürüklendiğinde zırh bandının kıvrımlarının yer değiştirme olasılığıdır. Bu tür bir zırh, esas olarak yeraltı kablolarının yanı sıra iç mekanlarda kablo tünellerine ve binaların duvarlarına döşenen kabloların zırhlanması için kullanılır.
Kablo sektöründe kullanılan çelik bandın çekme mukavemeti 30 ila 42 kg/mm2 olmalıdır çünkü çekme mukavemeti yüksek olan bant çok esnektir ve rezervasyon sırasında kabloya iyi oturmaz. Kopmada uzama %20 - 36 gereklidir (tahmini numune uzunluğu 100 mm ile).
Güç kablolarının zırhlanması için kablonun çapına göre 0,3, 0,5 ve 0,8 mm kalınlığında ve 15, 20, 25, 30, 35, 45 ve 60 mm genişliğinde çelik bant kullanılmaktadır. Bant, yaklaşık 500 - 700 mm çapında daireler halinde teslim edilmelidir.
Zırh teli yuvarlak ve parçalı (düz) kullanılmaktadır. Yuvarlak tel, kurulum veya çalıştırma sırasında önemli çekme kuvvetlerine dayanması gereken kabloları (örneğin denizaltı kabloları) zırhlamak için kullanılır. Parçalı tel, maden ocaklarında ve dik eğimli yollarda döşenen kablolarda kullanılır.
Korozyona karşı korumak için, zırhlama için kullanılan tel kalın, sürekli bir çinko tabakası ile kaplanmalıdır.
Rezervasyonda, kabloya, çürümeye karşı bir bileşik ile önceden emprenye edilmiş, üstte bir bitümlü karışım tabakası ile kaplanmış bir kablo ipliği tabakasından oluşabilen bir yastık üzerindeki kabloya bant benzeri bir tel zırh uygulanır.
Tel zırh için burulma yönü, kablo damarlarının tam burulma yönünün tersi yönde alınır.
Zırhı korozyondan (korozyon) korumak için, bitümlü bir bileşikle kaplanır ve aynı bileşikle kaplanmış önceden emprenye edilmiş bir kablo ipliği tabakası ile kaplanır. Kablo ipliğinin dış tabakası, sadece zırhlı bandı veya zırhlı teli korozyondan korumak için değil, aynı zamanda sabitleme görevi görür, yani zırhlı bantların hareket etmesine izin vermez ve zırhlı telleri bir sicim içinde tutar.
Bina içi kuruluma yönelik kabloların, yangın güvenliği nedenleriyle zırhlı kaplama üzerinde emprenye edilmiş kablo ipliği tabakası olmamalıdır. Bu tür kablolar, örneğin SBG marka kablolar, cilalı zırh bandı ile zırhlanmalıdır.
Rezervasyon süreci, koruyucu kılıfların ve zırhın uygulanmasından oluşur.Kurşun kablo sırayla uygulanmalıdır: iki şerit kablo kağıdı (korozyon önleyici kaplama) ile bükülmüş bir bitümlü bileşim tabakası, bir bileşik, kablo ipliği veya emprenye edilmiş sülfat kağıdı (zırhın altındaki yastık), bir bitümlü bileşim tabakası , iki çelik şerit veya çelik telden yapılmış bir zırh, bir bitümlü bileşim tabakası, kablo ipliği (dış kaplama), bir bitümlü bileşim tabakası ve tebeşir çözeltisi.