Значимость маслостойкого кабеля

Значимость маслостойкого кабеля

Требования
производственной среды в настоящее время постоянно изменяются. Кабель,
способный обеспечить функциональность и надёжность эксплуатации ещё десять лет
назад, на сегодняшний день уже не будет отвечать требованиям производственной
среды на надлежащем уровне. Повсюду - начиная от отрасли возобновляемой
энергетики и автосборочных предприятий, до производств, выпускающих офисное
оборудование, и даже некоторых административных зданий - маслостойкие свойства
используемого кабеля становятся более и более значимыми.

Масла имеют сразу
два назначения в промышленном применении: это одновременно охлаждающий и
смазочныйматериал, - в зависимости от требований, необходимыхдля конечного
применения. Обеспечение безопасной эксплуатации кабеля в агрессивной химической
среде и тяжелых внешних условиях сокращает издержки при технологическом простое,
а также помогает исключить или минимизировать периодические эксплуатационные
расходы, в том числе на дорогостоящую замену кабеля.

Все вышеперечисленные
факторы играют решающую роль, для стабильного, безотказно работающего
производства, приносящего в конечном итоге больше прибыли. Благодаря изменениям
в Национальных Правилах Эксплуатации Электроустановок (НПЭЭУ), которые были
приняты за последние 10 лет, для того чтобы проложить кабель в открытом лотке
более не требуется использованиезащитного рукава или кабельного канала. Ранее
при прокладке кабеля от лотка к оборудованию использовались, в первую очередь,
защитные рукава или кабельный канал как средство защиты от повреждения кабеля.

Изначально TC-ER
кабель (ранее называемый «открытая проводка») имел ограничение по прокладке в
длину до 15 м от лотка до оборудования. Допустимая длина прокладки 15 м
являлась неким общим решением в промышленной среде, которая поначалу была
признана разумной. В связи с повсеместным использованием данного допущения в 15
м, комитет НПЭЭУ вскоре принял новые изменения, разрешая прокладку TC-ER кабеля
неограниченной длины согласно Статье № 336. В дополнение к данному разрешению,
Статья № 336 также обозначила прочие вопросы, такие как увеличенная зона
влияния и воздействия на кабель окружающей промышленной среды. При обычных
условиях эксплуатацииследует обратить внимание на следующие факторы: температура
окружающей среды, механическая прочность кабеля, ограниченнаяподвижность и
постоянная подверженность воздействию промышленных смазочных и охлаждающих
масел. При эксплуатации в данных условиях кабель неизбежно начнет изнашиваться:
внешняя оболочка может вздуться и/или растрескаться, создавая тем самым предпосылки
для простоя оборудования или производства. Данные возможные проблемы
нежелательны; как следствие, возникает потребность введения мер для защиты
кабеля.

Ссылаясь на стандарт
NFPA 79 Национальной Ассоциации Пожарной Безопасности(электрические стандарты
для промышленного оборудования), можно говорить лишь об одном типе разрешенного
кабеля - MTW, кабель для межблочного монтажа в промышленном оборудовании.
Согласно данному стандарту UL 1063 кабель обязан пройти тест на маслостойкость
(OilRes I).Следующий тест OilRes II
выполняется при более тяжелых условиях, по усмотрению. Тесты на стойкость к
воздействию окружающей среды, такие как UL Стандарты, были введены в ответ на
глобализацию промышленного производства с целью стандартизации требований,
предъявляемых к маслостойкому кабелю, используемому на производстве в
промышленном оборудовании по всему миру.

Почему масло способствует
чрезмерному повреждению определенных типов изоляции и оболочки, и как это
происходит? Все материалы разные, например, определенные типы ПВХ имеют большую
степень огнестойкости, в то время как другие имеют лучшую маслостойкость, а
третьи демонстрируют улучшенные качества гибкости. ПВХ соединения многообразны,
в зависимости от требуемых качеств и применения. Этих свойств можно достичь
путём добавления соединений ПВХ пластиката. Модификация или добавление
замедлителей горения (йод), стабилизаторов и наполнителей позволяет соединению
получить желаемые свойства. Однако у всего есть своя цена - если определенные
свойства ПВХ подверглись улучшению, другие качества могут быть хуже или
полностью исчезнуть.

Особые условия
применения, безусловно, повлияют на кабель, если масло используется в качестве
смазочного и/или охлаждающего вещества. В качестве смазки масло применяется в
системе приводов с электродвигателем для снижения трения и обеспечения
бесперебойной работы. В качестве охладителя масло применяется в токарном станке
для предотвращения сильного нагревания металла во время работы. В эксплуатации
кабель может подвергаться воздействию масла в обтекателе ветровой турбины
(обтекательрасположен на вершине
турбины), где масло используется в коробке передач. Кабель, проложенный по
нижней стенке обтекателя, подвергается воздействию масла, которое неизбежно
проливается.Масло в данном случае воздействует на кабель в течение долгого
периода времени, и наравне с чрезмерно высокими и низкими температурами,
приводит к разрыву слабой оболочки кабеля.

Существует
множество факторов, влияющих на способы воздействия масла на провод и кабель,
например, открытая прокладка, температура окружающей среды и также возможное
продолжительное погружение. В целом увеличение ультрафиолетового излучения,
частоты погружения и температуры окружающей среды приведет к ускорению процесса
износа кабеля маслом. Масло агрессивно воздействует на изоляцию кабеля, которая
в свою очередь перестает эффективно выполнять свои основные функциикак
изолирующий материал. Это может привести к очень опасной ситуации, не только
для человеческой жизни, но и для общего функционирования промышленного
оборудования, к которому кабель подсоединён. Как следствие - дорогостоящий
простой, ремонт и в худшем случае полная замена оборудования.

Этап 1: При длительном контакте технологических масел с ПВХ и полиолефиновыми соединениями масло поглощает пластификаторы в составе кабеля.
Этап 2: Масла могут поглощаться полиолефиновым материалом, что приводит к вздутию или ослаблению кабельной оболочки.
Этап 3: Масла могут вымывать пластификаторы из ПВХ материала, тем самым делая кабельную оболочку жёсткой и подверженнойповреждению.

Изоляция всех
проводов и кабелей не создается одинаковой. Электрические, внешние,
механические и химические свойства разнятся в зависимости от индивидуального
состава смеси. Изоляционная кабельная смесь содержит особоеколичество
пластификаторов с их индивидуальным составом, помогающих обеспечить гибкость и
усталостную прочность. Когда изоляционная смесь подвергается воздействию
смазочных или охлаждающих технологических масел, материал или абсорбирует
масло, или же пластификатор вымывается из смеси.В случае если масло
абсорбируется, оболочка может сильно вздуться, а размягчение смеси приведет к
уменьшению способности к растяжению. В случае же если масло вымоет
пластификатор из изоляционной смеси, произойдет потеря свойств гибкости и
растяжимости вследствие затвердения оболочки. В результате воздействия на
кабельную оболочку и изоляцию возникают:

Разрыв - происходит из-за воздействия масла или других химикатов на ПВХ вследствие полного вымывания пластификаторов, а, следовательно, затвердения и возможного разрыва изоляции и оболочки.
Расплавление - происходит из-за воздействия масла или других химикатов на ПВХ вследствие абсорбирования и соединения с пластикатом, а, следовательно, размягчения и высокой эластичности смеси.
Вздутие - происходит из-за воздействия масла или других химикатов на ПВХ: вследствие попадания масел в пластикат происходит заметное увеличение размера изоляции и оболочки в диаметре.
Обесцвечивание - происходит из-за воздействия масла или других химикатов на ПВХ: смешение пластиката и колера изоляции и оболочки приводит к потере цвета.

Вышеприведенные
фотографии подтверждают тот факт, что повреждения, полученные вследствие
воздействия масла на кабель, необратимы и являются источником опасных условий
эксплуатации. В дополнение к затратам на замену кабеля, следует не забывать о
возможных затратах на замену оборудования. Чтобы обойти данные нежелательные
сценарии развития событий, клиенту необходимо изучить свойства кабеля который
он собирается использовать и решить, подойдет ли он ему исходя из факторов
окружающей средыи применения масла при эксплуатации. Существуют UL тесты,
которые помогут выявить, как кабель поведет себя в условиях применения
промышленного масла. Чаще эти тесты упоминаются как OilRes I и OilRes II, в
ходе которых кабельные образцы погружаются на продолжительное время в
промышленное масло IRM 902 при повышенных температурах. По результатам теста
оцениваются механические свойстваи описываются полученные повреждения кабеля. В
2000 году, LappGroup,будучи новатором и лидером в своей области, обратился в
организацию UL (США) с просьбой о создании еще более строгих стандартов для
оценки. Результатом данного обращения стало создание AWM стандарт 21098. Данная
таблица приводит список стандартных промышленных тестов, использующихся для
оценки состояния кабеля в эксплуатации под влиянием технологических масел:

Испытания воздействия промышленного масла на кабель

Название
Метод
Требование UL
UL 62
Погружение в масло на 7 днейпри 60°С
Относительное удлинение на разрыв - 75%
UL OilRes I
Погружение в масло на 4 дняпри 100°С
Относительное удлинениена разрыв - 50%
UL OilRes II
Погружение в масло на 60 днейпри 75°С
Относительное удлинениена разрыв - 65%
UL AWM
Погружение в масло на 60 днейпри 80°С
Относительное удлинениена разрыв - 65%

Допустим, к
примеру, что оболочка Вашего кабеля подвергнется испытанию на соответствие
стандартам UL OilRes II. Тесты на упругость и растяжение следует проводить как
на новых образцах кабеля, так и на тех, что уже погружались в масло (ранее
используемых), в соответствии со стандартом UL Standard 2556. Образцы
высекаются из наружной оболочки кабеля в форме двусторонней лопатки. На этапе
подготовки образца, на нём обозначаются два маркера, равноудаленные от центра
образца, на расстоянии приблизительно 33 мм друг от друга (см. рисунок). Эти
маркеры помещаются под правильным углом к направлению натяжения в испытательную
установку. Образец закрепляется в установке строго на расстоянии отметок в 25
мм. Затем происходит раздвигание зажимов со скоростью 0,5 м/с до тех пор, пока
не произойдёт разрыв образца, результатов растяжения и усилий разрыва
фиксируются. Прочность на разрыв рассчитывается путём деления усилия разрыва на
площадь поперечного сечения образца.

ОБРАЗЕЦ

Образцы, не прошедшие
испытания, тестируются согласно требованиям стандарта UL OilRes II при 75°С в
течение 60 дней. Спустя 60 дней образцы извлекаются из масла минимум на 16
часов, а затем испытываются на упругость и растяжение таким образом, чтобы
сохранить 65% своих первоначальных свойств. Ниже следует пример результатов
испытания OilRes II:

Образец
Прочность на разрыв, (кг/см²)
Растяжение, (%)
Сохранение прочности на разрыв, (%)
Сохранение растяжение, (%)
Оригинал
260,012
167
----------
-----------
Ранее используемый
254,880
129
98 / прошел
77 / прошел

Требования
Oil Res II Test:

65%
первоначальных свойств упругости и растяжения

65% (260,880 кг/см²) = 169,572 кг/см²,
мин. 65 % (167%) = 109%, мин.

Прочность на разрыв
(оригинал):260,012 кг/см²

Прочностьнаразрыв (ран. использ.)::254,880 кг/см²

Сохранение прочности на
разрыв, %:254,880кг/см²/260,012 кг/см²x 100%
= 98%

Растяжение (оригинал), %:167%

Растяжение (ранее исп.),
%:129%

Сохранение растяжения:129%/167%x 100 = 77%

В завершение, нужно отметить что, на сегодняшний день
маслостойкие свойства кабеля стали решающим эксплуатационным параметром,
согласно которого подрядчики, устанавливающие электрооборудование, инженеры и
монтажные организации включают в спецификацию кабель при проектировании.
Повсеместное распространение требований по маслостойкости, предъявляемых к кабелю,
является результатом изменений в правилах стандарта и увеличения
эксплуатационных параметров, применяемых в определенных отраслях
промышленности: возобновляемой энергетике, автомобилестроении и прочих
производственных фондах. Время не стоит на месте, и кабель с повышеннойстойкостью
к воздействию масел станет стандартом, потребность втаком типе эксплуатационных характеристик будет
продолжать расти.

Lapp Group - это семейная компания, поставляющая
кабельную продукцию по всему миру. В США компания основала лабораторию, которая
занимается исключительно испытаниями, исследованием и улучшением свойств
кабелей и проводов. Передовое высокотехнологичное оборудование обеспечивает
высшую степень достоверности и гарантирует, что все испытания проводятся строго
в соответствии с жёсткими условиями их исполнения, как того требуют стандарты
UL. Лаборатория была включена в программу исследований UL Client Test Data Program.
Это стало особой вехой, исключительной в сфере кабельно-проводниковой
промышленности.

Лаборатория Lapp Group - еще одна отличительная
особенность, являющаяся ярким примером нашего отношения к делу - поставляемая
нами продукция отвечает высшим стандартам испытаний. Все вышеперечисленное -
доказательство того, что продукция Lapp - продукция лидера на рынке
кабельно-проводниковой промышленности.

Lapp Group является поставщиком маслостойкой кабельной
продукции вот уже 50 лет, и в будущем компания, несомненно, только закрепит за
собой лидирующие позиции, которые сейчас занимает. Компания уже сделала вклад в
индустрию, напрямую попадающую под влияние новых критериев для маслостойкого
кабеля. Множество видов кабеля нашей продуктовой линейки предлагает различную
степень его маслостойких свойств наряду с прочими передовыми характеристиками,
отвечающим требованиям рынка, как сегодня, так и в будущем. Пожалуйста,
обратите внимание на таблицу кабелей производства Lapp Group, обеспечивающих
различную степень защиты в любых производственных условиях.