Problème de fissure du câble à gaine extérieure en PE armé de grande section

Le polyéthylène (PE) est largement utilisé dans l'isolation et la gaine des câbles électriques et des câbles téléphoniques en raison de sa bonne résistance mécanique, de sa ténacité, de sa résistance à la chaleur, de son isolation et de sa stabilité chimique. Cependant, en raison de la structure du PE lui-même, sa résistance à la fissuration sous contrainte environnementale est médiocre, en particulier lorsque le PE est utilisé comme gaine extérieure de câble armé de grande section, le problème de fissuration est particulièrement important.

1.Mécanisme de fissuration de la gaine PE

La fissuration de la gaine PE a principalement les deux situations suivantes: l'une est la fissuration sous contrainte environnementale, se réfère au câble dans l'installation et le fonctionnement, la gaine dans la combinaison de la contrainte ou du contact avec le milieu environnemental, à partir de la surface du phénomène de fissuration fragile.

Cette fissuration est généralement causée par deux facteurs : l'un est l'existence d'une contrainte interne dans la gaine, l'autre est la gaine du câble longtemps en contact avec le liquide polaire. Ce type de fissuration dépend principalement de la résistance du matériau lui-même aux performances de fissuration sous contrainte environnementale. Grâce à de nombreuses années de recherche sur la modification des matériaux, cette situation a été fondamentalement résolue.

L'autre est la fissuration sous contrainte mécanique, car le câble présente des défauts dans la structure ou le processus d'extrusion de gaine n'est pas approprié, il y a une forte contrainte dans la structure de la gaine et il est facile de produire une concentration de contrainte, de sorte que la déformation du câble et la fissuration lors de la construction du déclencheur de câble. Ce type de fissuration est plus évident dans la gaine extérieure de la couche blindée en ruban d'acier à grande section.

2.Causes de fissuration de la gaine PE et mesures d'amélioration

2.a. Influence de la structure de la bande d'acier du câble

Lorsque le diamètre extérieur du câble est grand, la couche armée est généralement constituée de doubles couches d'enveloppement d'espace de ceinture en acier. Selon le diamètre extérieur du câble, l'épaisseur de la bande d'acier est de 0,2 mm, 0,5 mm et 0,8 mm. Plus l'épaisseur de la bande d'acier blindée est grande, plus la rigidité est forte, plus la plasticité est mauvaise, plus la distance entre les couches inférieures de la bande d'acier est grande.

Lors du processus d'extrusion et d'étirement, la différence d'épaisseur entre les bandes d'acier supérieure et inférieure à la surface de la couche blindée est très importante. La partie de la gaine au bord de la bande d'acier extérieure a l'épaisseur la plus fine et la contrainte interne la plus concentrée, qui est le principal emplacement de fissuration à l'avenir. Afin d'éviter l'influence de la gaine extérieure de la ceinture en acier blindée, la couche tampon d'une certaine épaisseur doit être enroulée ou extrudée entre la ceinture en acier et la gaine extérieure en PE, et la couche tampon doit être étroitement uniforme, sans rides, sans bosses.

L'ajout d'une couche tampon, améliore la planéité entre les deux couches de ceinture en acier, de sorte que l'épaisseur du matériau de la gaine en PE soit uniforme, en plus de la contraction de la gaine en PE, de sorte que la gaine n'apparaisse pas comme un phénomène de sac lâche, également pas emballer trop serré, réduisant ainsi le stress interne.

2.b. Influence du processus de production de câbles

Les principaux problèmes rencontrés dans le processus d'extrusion de gaines de câbles armés de grand diamètre sont un refroidissement insuffisant, une configuration de moule déraisonnable, un rapport de traction excessif et une contrainte interne excessive dans la gaine. En raison de la gaine épaisse et du grand diamètre extérieur, la longueur et le volume du réservoir d'eau dans la ligne de production d'extrusion générale sont limités. Il est difficile de refroidir le câble de la température élevée de plus de 200 degrés à la température normale lorsque la gaine est extrudée.

Si le refroidissement de la gaine n'est pas suffisant après l'extrusion, la partie de la gaine proche de la couche blindée sera molle et il est facile de provoquer la marque de coupe sur la surface de la gaine causée par la ceinture en acier lorsque le câble fini la plaque est pliée, ce qui entraîne la fissuration de la gaine extérieure sous une force externe plus importante lors de la construction du déclencheur de câble.

D'autre part, un refroidissement insuffisant de la gaine provoquera une force de contraction interne plus importante après refroidissement supplémentaire du câble en un disque, de sorte que la probabilité de fissuration de la gaine augmente sous l'action d'une force externe plus importante. Afin d'assurer un refroidissement suffisant du câble, la longueur ou le volume du réservoir peut être augmenté de manière appropriée, et la vitesse d'extrusion peut être réduite de manière appropriée sur la base d'une bonne plastification de la gaine, de manière à garantir que les couches interne et externe de la gaine du câble ont été complètement refroidis lorsque le câble est mis sur la bobine.

Dans le même temps, étant donné que le polyéthylène est un polymère cristallin, il est conseillé d'adopter le mode de refroidissement par eau chaude du refroidissement segmentaire pour réduire la contrainte interne générée lors du refroidissement. Généralement, il est refroidi de 70-75â à 50-55â, et finalement refroidi à température ambiante.

2.c. Influence du rayon de courbure du câble

Lorsque le câble est retordu, le fabricant du câble doit sélectionner le plateau de livraison approprié conformément à la norme industrielle JB/T 8137.1-2013. Cependant, lorsque la longueur de livraison requise par l'utilisateur est importante, il est très difficile de sélectionner la bobine appropriée pour le câble fini avec un grand diamètre extérieur et une grande longueur.

Certains fabricants, afin de garantir la longueur de livraison, ont dû couper avec un petit diamètre de tube, à cause du rayon de courbure insuffisant, la couche blindée en raison de la flexion est un déplacement trop important, une grande force de cisaillement sur la gaine, grave lorsque la ceinture en acier blindée des bavures vont piquer la couche tampon directement incrustée à l'intérieur de la gaine, la gaine le long du bord de la bande se fissure ou se fissure. Pendant la construction de la libération de câble, le câble est soumis à une grande force de flexion transversale et à une force de tension, ce qui entraîne une fissuration le long de la direction de la fissure de la gaine après le dépliage du câble fini du plateau, et le câble près de la couche de coque est plus sujette à la fissuration.

2.d. L'influence de la construction du site et de l'environnement de pose

La construction du câble doit être normalisée et réalisée en stricte conformité avec les exigences de la norme. Il est recommandé de réduire autant que possible la vitesse de libération du câble pour éviter une pression latérale excessive, une force de flexion et une force de traction sur le câble, et éviter la collision de la surface du câble pour assurer une construction sûre.

Dans le même temps, assurez-vous que le rayon de courbure d'installation minimum du câble répond aux exigences de conception pendant la construction. Le rayon de courbure du câble blindé à un conducteur est ≥ 15D, et le rayon de courbure du câble blindé à trois conducteurs est ≥ 12D (D est le diamètre extérieur du câble).

Avant de poser le câble, il est préférable de le placer à 50-60° pendant un certain temps pour relâcher la tension interne dans la gaine. Dans le même temps, le câble ne doit pas être exposé au soleil pendant une longue période, car la température des différents côtés du câble n'est pas constante pendant l'exposition, ce qui est sujet à la concentration de contraintes, ce qui augmente le risque de fissuration de la gaine pendant construction et déconnexion des câbles.

Conclusion

La fissuration des gaines de câbles en PE armé de grande section est un problème difficile auquel les fabricants de câbles doivent faire face. Afin d'améliorer la résistance à la fissuration de la gaine PE du câble, elle doit être contrôlée sous de nombreux aspects, tels que le matériau de la gaine lui-même, la structure du câble, la technologie de production et l'environnement de pose, afin de prolonger la durée de vie du câble et d'assurer la qualité de câble.