बड़े सेक्शन वाले बख्तरबंद केबलों में पॉलीइथिलीन शीथ क्रैकिंग का विश्लेषण

पॉलीइथिलीन (पीई) का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता हैबिजली केबलों और दूरसंचार केबलों का इन्सुलेशन और शीथिंगइसकी उत्कृष्ट यांत्रिक शक्ति, कठोरता, गर्मी प्रतिरोध, इन्सुलेशन और रासायनिक स्थिरता के कारण। हालाँकि, पीई की संरचनात्मक विशेषताओं के कारण, पर्यावरणीय तनाव दरार के प्रति इसका प्रतिरोध अपेक्षाकृत खराब है। यह मुद्दा विशेष रूप से तब प्रमुख हो जाता है जब पीई का उपयोग बड़े-खंड वाले बख्तरबंद केबलों के बाहरी आवरण के रूप में किया जाता है।

1. पीई शीथ क्रैकिंग का तंत्र
पीई शीथ क्रैकिंग मुख्य रूप से दो स्थितियों में होती है:

ए. पर्यावरण तनाव दरार: यह उस घटना को संदर्भित करता है जहां केबल स्थापना और संचालन के बाद संयुक्त तनाव या पर्यावरणीय मीडिया के संपर्क के कारण आवरण सतह से भंगुर दरारों से गुजरता है। यह मुख्य रूप से आवरण के भीतर आंतरिक तनाव और ध्रुवीय तरल पदार्थों के लंबे समय तक संपर्क के कारण होता है। सामग्री संशोधन पर व्यापक शोध ने इस प्रकार की दरार को काफी हद तक हल कर दिया है।

बी. मैकेनिकल स्ट्रेस क्रैकिंग: यह केबल में संरचनात्मक कमियों या अनुचित शीथ एक्सट्रूज़न प्रक्रियाओं के कारण होता है, जिससे केबल इंस्टॉलेशन के दौरान महत्वपूर्ण स्ट्रेस संकेन्द्रण और विरूपण-प्रेरित क्रैकिंग होती है। इस प्रकार की क्रैकिंग बड़े-सेक्शन वाले स्टील टेप आर्मर्ड केबल के बाहरी शीथ में अधिक स्पष्ट होती है।

2. पीई शीथ क्रैकिंग के कारण और सुधार के उपाय
2.1 केबल का प्रभावस्टील की टेपसंरचना
बड़े बाहरी व्यास वाले केबलों में, बख्तरबंद परत आमतौर पर डबल-लेयर स्टील टेप रैप से बनी होती है। केबल के बाहरी व्यास के आधार पर, स्टील टेप की मोटाई भिन्न होती है (0.2 मिमी, 0.5 मिमी और 0.8 मिमी)। मोटे बख्तरबंद स्टील टेप में अधिक कठोरता और खराब प्लास्टिसिटी होती है, जिसके परिणामस्वरूप ऊपरी और निचली परतों के बीच अधिक अंतर होता है। एक्सट्रूज़न के दौरान, यह बख्तरबंद परत की सतह की ऊपरी और निचली परतों के बीच म्यान की मोटाई में महत्वपूर्ण अंतर पैदा करता है। बाहरी स्टील टेप के किनारों पर पतले म्यान वाले क्षेत्र सबसे अधिक तनाव सांद्रता का अनुभव करते हैं और वे प्राथमिक क्षेत्र हैं जहाँ भविष्य में दरारें आती हैं।

बाहरी आवरण पर बख्तरबंद स्टील टेप के प्रभाव को कम करने के लिए, स्टील टेप और पीई आवरण के बीच एक निश्चित मोटाई की बफरिंग परत लपेटी जाती है या बाहर निकाली जाती है। यह बफरिंग परत समान रूप से सघन होनी चाहिए, बिना किसी झुर्रियाँ या उभार के। बफरिंग परत को जोड़ने से स्टील टेप की दो परतों के बीच चिकनाई में सुधार होता है, पीई आवरण की एक समान मोटाई सुनिश्चित होती है, और पीई आवरण के संकुचन के साथ मिलकर आंतरिक तनाव कम होता है।

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2.2 केबल उत्पादन प्रक्रिया का प्रभाव

बड़े बाहरी व्यास वाले बख्तरबंद केबल शीथ की एक्सट्रूज़न प्रक्रिया के साथ प्राथमिक मुद्दे अपर्याप्त शीतलन, अनुचित मोल्ड तैयारी और अत्यधिक खिंचाव अनुपात हैं, जिसके परिणामस्वरूप शीथ के भीतर अत्यधिक आंतरिक तनाव होता है। बड़े आकार के केबल, अपने मोटे और चौड़े शीथ के कारण, अक्सर एक्सट्रूज़न उत्पादन लाइनों पर पानी के कुंडों की लंबाई और मात्रा में सीमाओं का सामना करते हैं। एक्सट्रूज़न के दौरान 200 डिग्री सेल्सियस से अधिक तापमान को कमरे के तापमान तक ठंडा करना चुनौतीपूर्ण होता है। अपर्याप्त शीतलन के कारण कवच परत के पास एक नरम शीथ बन जाती है, जिससे केबल को कुंडलित करने पर शीथ की सतह पर खरोंच लग जाती है, जिसके परिणामस्वरूप बाहरी बलों के कारण केबल बिछाने के दौरान संभावित दरारें और टूटना होता है। इसके अलावा, अपर्याप्त शीतलन कुंडलित करने के बाद आंतरिक सिकुड़न बलों को बढ़ाने में योगदान देता है, जिससे पर्याप्त बाहरी बलों के तहत शीथ के टूटने का जोखिम बढ़ जाता है। पर्याप्त शीतलन सुनिश्चित करने के लिए, पानी के कुंडों की लंबाई या मात्रा बढ़ाने की सलाह दी जाती है। उचित शीथ प्लास्टिकीकरण बनाए रखते हुए एक्सट्रूज़न की गति को कम करना और कुंडलित करने के दौरान ठंडा होने के लिए पर्याप्त समय देना आवश्यक है। इसके अतिरिक्त, पॉलीइथिलीन को एक क्रिस्टलीय बहुलक मानते हुए, 70-75°C से 50-55°C तक तथा अंततः कमरे के तापमान तक खंडित तापमान न्यूनीकरण शीतलन विधि, शीतलन प्रक्रिया के दौरान आंतरिक तनाव को कम करने में मदद करती है।

2.3 केबल कॉयलिंग पर कॉयलिंग त्रिज्या का प्रभाव

केबल कॉयलिंग के दौरान, निर्माता उचित डिलीवरी रील चुनने के लिए उद्योग मानकों का पालन करते हैं। हालाँकि, बड़े बाहरी व्यास वाले केबल के लिए लंबी डिलीवरी लंबाई को समायोजित करना उपयुक्त रील चुनने में चुनौतियों का सामना करता है। निर्दिष्ट डिलीवरी लंबाई को पूरा करने के लिए, कुछ निर्माता रील बैरल व्यास को कम करते हैं, जिसके परिणामस्वरूप केबल के लिए अपर्याप्त झुकने वाली त्रिज्या होती है। अत्यधिक झुकने से कवच परतों में विस्थापन होता है, जिससे म्यान पर महत्वपूर्ण कतरनी बल उत्पन्न होता है। गंभीर मामलों में, बख्तरबंद स्टील पट्टी की गड़गड़ाहट कुशनिंग परत को छेद सकती है, सीधे म्यान में समा सकती है और स्टील पट्टी के किनारे पर दरारें या दरारें पैदा कर सकती है। केबल बिछाने के दौरान, पार्श्व झुकने और खींचने वाले बलों के कारण म्यान इन दरारों के साथ दरार कर देता है, विशेष रूप से रील की आंतरिक परतों के करीब केबल के लिए, जिससे उनके टूटने का खतरा अधिक होता है।

2.4 साइट पर निर्माण और स्थापना पर्यावरण का प्रभाव

केबल निर्माण को मानकीकृत करने के लिए, केबल बिछाने की गति को कम से कम करने, अत्यधिक पार्श्व दबाव, झुकने, खींचने वाले बलों और सतह टकरावों से बचने की सलाह दी जाती है, जिससे सभ्य निर्माण वातावरण सुनिश्चित होता है। अधिमानतः, केबल स्थापना से पहले, केबल को 50-60 डिग्री सेल्सियस पर आराम करने दें ताकि आवरण से आंतरिक तनाव मुक्त हो सके। केबल को सीधे सूर्य के प्रकाश में लंबे समय तक उजागर होने से बचें, क्योंकि केबल के विभिन्न पक्षों पर अलग-अलग तापमान तनाव एकाग्रता का कारण बन सकते हैं, जिससे केबल बिछाने के दौरान आवरण टूटने का खतरा बढ़ जाता है।