폴리에틸렌(PE)은 다음과 같은 용도로 널리 사용됩니다.전력케이블, 통신케이블의 절연 및 외장기계적 강도, 인성, 내열성, 절연성, 화학적 안정성이 우수하기 때문입니다. 그러나 PE 자체의 구조적 특성으로 인해 환경 응력 균열에 대한 저항성은 상대적으로 열악합니다. 이 문제는 PE가 대형 외장 케이블의 외피로 사용될 때 특히 두드러집니다.
1. PE 피복 균열의 메커니즘
PE 외장 균열은 주로 두 가지 상황에서 발생합니다.
에이. 환경응력균열(Environmental Stress Cracking): 이는 케이블 설치 및 작동 후 복합적인 응력이나 환경 매체에 대한 노출로 인해 피복이 표면에서 부서지기 쉬운 균열을 겪는 현상을 말합니다. 이는 주로 피복 내의 내부 응력과 극성 액체에 대한 장기간 노출로 인해 발생합니다. 재료 변형에 대한 광범위한 연구를 통해 이러한 유형의 균열이 실질적으로 해결되었습니다.
비. 기계적 응력 균열: 이는 케이블의 구조적 결함이나 부적절한 외피 압출 공정으로 인해 발생하며, 케이블 설치 중에 상당한 응력 집중과 변형으로 인한 균열이 발생합니다. 이러한 유형의 균열은 대형 강철 테이프 외장 케이블의 외피에서 더욱 두드러집니다.
2. PE 피복 균열 발생 원인 및 개선방안
2.1 케이블의 영향스틸 테이프구조
외경이 더 큰 케이블의 경우 장갑층은 일반적으로 이중층 강철 테이프 랩으로 구성됩니다. 케이블 외경에 따라 스틸테이프의 두께가 0.2mm, 0.5mm, 0.8mm로 다양합니다. 두꺼운 장갑 강철 테이프는 강성이 높고 가소성이 떨어지므로 상층과 하층 사이의 간격이 더 넓어집니다. 압출 중에 이로 인해 장갑 층 표면의 상부 층과 하부 층 사이의 외피 두께에 상당한 차이가 발생합니다. 외부 강철 테이프 가장자리의 얇은 피복 영역은 가장 큰 응력 집중을 경험하며 향후 균열이 발생하는 주요 영역입니다.
외장 강철 테이프가 외피에 미치는 충격을 완화하기 위해 강철 테이프와 PE 외장 사이에 일정 두께의 완충층을 감싸거나 압출합니다. 이 완충층은 주름이나 돌출 없이 균일하게 조밀하게 이루어져야 합니다. 완충층을 추가하면 두 층의 강철 테이프 사이의 매끄러움이 향상되고 PE 외장 두께가 균일해지며 PE 외장의 수축과 결합되어 내부 응력이 감소합니다.
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2.2 케이블 생산 공정의 영향
외경이 큰 외장 케이블 외장의 압출 공정의 주요 문제는 부적절한 냉각, 부적절한 금형 준비 및 과도한 신축 비율로 인해 외장 내 과도한 내부 응력이 발생한다는 것입니다. 대형 케이블은 피복이 두껍고 넓기 때문에 압출 생산 라인에서 물통의 길이와 부피에 제한이 있는 경우가 많습니다. 압출하는 동안 섭씨 200도 이상에서 실온으로 냉각하는 것은 어려운 일입니다. 부적절한 냉각으로 인해 갑옷 층 근처의 피복이 부드러워지고 케이블을 감을 때 피복 표면에 긁힘이 발생하여 결국 외부 힘으로 인해 케이블을 놓을 때 균열 및 파손이 발생할 수 있습니다. 더욱이, 냉각이 충분하지 않으면 코일링 후 내부 수축력이 증가하여 상당한 외부 힘으로 인해 피복 균열이 발생할 위험이 높아집니다. 충분한 냉각을 보장하려면 물통의 길이나 양을 늘리는 것이 좋습니다. 적절한 외장 가소화를 유지하면서 압출 속도를 낮추고 코일링 중 냉각에 충분한 시간을 허용하는 것이 필수적입니다. 또한 폴리에틸렌을 결정성 폴리머로 간주하여 70~75°C에서 50~55°C, 최종적으로 실온까지 분할된 감온 냉각 방식을 적용하면 냉각 과정에서 내부 응력을 완화하는 데 도움이 됩니다.
2.3 코일링 반경이 케이블 코일링에 미치는 영향
케이블을 감는 동안 제조업체는 적절한 전달 릴을 선택하기 위한 업계 표준을 준수합니다. 그러나 외경이 큰 케이블의 긴 배송 길이를 수용하면 적합한 릴을 선택하는 데 어려움이 있습니다. 지정된 배송 길이를 충족하기 위해 일부 제조업체에서는 릴 배럴 직경을 줄여 케이블의 굽힘 반경이 부족합니다. 과도하게 구부리면 갑옷 층이 변위되어 외장에 상당한 전단력이 발생합니다. 심한 경우에는 장갑 강철 스트립의 버가 완충층을 뚫고 피복에 직접 박혀 강철 스트립 가장자리를 따라 균열이나 틈이 생길 수 있습니다. 케이블을 배치하는 동안 측면 굽힘 및 당기는 힘으로 인해 피복이 균열을 따라 갈라지며, 특히 릴의 내부 레이어에 더 가까운 케이블의 경우 케이블이 파손되기 쉽습니다.
2.4 현장 시공 및 설치 환경이 미치는 영향
케이블 구조를 표준화하려면 케이블 부설 속도를 최소화하고 과도한 측면 압력, 굽힘, 당기는 힘, 표면 충돌을 피하여 문명화된 건설 환경을 보장하는 것이 좋습니다. 케이블을 설치하기 전에 케이블을 50~60°C에 놓아 피복에서 내부 응력을 방출하는 것이 좋습니다. 케이블을 직사광선에 장시간 노출시키지 마십시오. 케이블의 다양한 측면에 온도 차이가 있으면 응력 집중이 발생하여 케이블 포설 중 외피 균열 위험이 높아질 수 있습니다.
게시 시간: 2023년 12월 18일