EuroWire November 2018

Техническая статья

провести анализ дифференциальной сканирующей калориметрии с образцами кабеля следующим образом: • Кабель 1: «Хороший» кабель, с большим сроком эксплуатации, с меньшим диаметром и более тонкой стенкой. У данного кабеля не было брака в разработке на протяжении более 4-х лет • Кабель 2: «Хороший» кабель с большим диаметром, более толстой стенкой и без растрескивания • Кабель 3: «Бракованный» кабель, который треснул при эксплуатации. У него тот же диаметр и толщина стенки, что и у Кабеля 2 был проведен на бракованном кабеле и обоих «хороших» контрольных кабелях с использованием испытания цикла нагрева-охлаждения-нагрева. Для первого цикла нагрева температура начиналась с 25°C и повышалась до 200°C при скорости нагревания 10°C в минуту. Следующий цикл, медленный процесс охлаждения, начинался с температуры 200°C до -25°C при скорости 5°C в минуту. Второй цикл нагревания был с температуры -25°Cдо 200°Cпри скорости 10°C в минуту. Смотрите Рисунок 1. сканирующей калориметрии Кабеля 1 на Рисунке 1 отмечено, что кривая первого нагревания (пунктирная линия) ненамного отличается от второго нагревания (сплошная линия). Это показывает, что материал был обработан хорошо и не содержал существенных уровней необратимой нагрузки. Данный результат ожидался, так как это был «хороший кабель». Меньший диаметр и более тонкая стенка сделали медленное охлаждение более легким во время обработки, что позволило полимерам достичь равновесия, без существенных уровней нагрузки. дифференциальной сканирующей калориметрии Кабеля 2 на Рисунке 2 демонстрирует очень схожие характеристики. Кривая первого нагревания (пунктирная линия) ненамного отличает от второго нагревания (сплошная линия). Опять же это показывает, что материал был обработан хорошо и не содержал существенных уровней необратимой нагрузки. Хотя производитель обозначил его как «хороший» кабель, таблица указывает на возможности оптимизации в обработке. Более толстую стенку оболочки труднее охладить медленно (может быть достигнуто при помощи горячей воды в ванной охлаждения воды). На Рисунке 2 показано, что материал может производиться с Анализ дифференциальной сканирующей калориметрии При рассмотрении кривой дифференциальной Кривая

калориметрии. Так как большинство безгалогенных компаундов с низким дымовыделением основаны на полиолефиновых полимерных системах, которые имеют кристаллическую природу, они склонны к необратимой нагрузке при быстром охлаждении. Посредством данной техники термического анализа выявляется необратимая нагрузка в качестве ложных пиков плавления в цикле нагревание- остужение-нагревание. При слишком быстром остужении предотвращается сжатие оболочки и достижение процента кристалличности, который полимер стремится достичь (равновесие). Полимер сжимается при мобильности цепочки, пытающейся достичь своего состояния равновесия, и уровень нагрузки в оболочке превышает прочность полимера, что ведет к растрескиванию. Иными словами, равновесие предотвращается нехваткой мобильности цепочки при температурах ниже ее точки плавления. нагрева кабельного материала выше точек плавления полимера, а затем очень медленного охлаждения для обеспечения равновесия, графическое представление данного цикла выявляет любые различия между первоначальным и последующими циклами. Данные различия демонстрируют, нужны ли изменения в методах обработки. При обработке безгалогенных компаундов с низким дымовыделением с учетом достижения равновесия можно избежать растрескивания. 3 Пример анализа треснувшего кабеля Компанию Mexichem недавно кабель, который был установлен в жестких условиях окружающей среды и продемонстрировал растрескивание. Традиционные методы решения проблем растрескивания включали анализ записей производства компаунда, чтобы убедиться, что для этого были использованы надлежащие ингредиенты и процедуры. Компания объединила усилия для рассмотрения история производства, как у производителя кабеля, так и в производственной среде компаунда. Хотя данный производитель успешно изготавливал безгалогенные кабели с низким дымовыделением на протяжении многих лет, было решено Посредством технологии попросил производитель кабелей проанализировать

▲ ▲ Рисунок 1: Кривая дифференциальной сканирующей калориметрии Кабеля 1

▲ ▲ Рисунок 2: Кривая дифференциальной сканирующей калориметрии Кабеля 2

минимальной необратимой нагрузкой на компаунд. дифференциальной сканирующей калориметрии Кабеля 3, «бракованного» треснувшего кабеля выявляет очень большие различия между кривой первоначального нагревания (пунктирная линия) и вторым нагреванием (сплошная линия). Реальные характеристики плавления оболочки компаунда достигают равновесия. На кривой первого нагревания много ложных точек плавления и большое пространство энтальпии (зона кривой). Это указывает на значительное количество необратимой нагрузки в оболочке кабеля. сканирующей калориметрии, Mexichem пришла к выводу, что «бракованный» кабель треснул при эксплуатации из-за необратимой нагрузки во время обработки, которая привела к растрескиванию. Были сделаны рекомендации по обработке для охлаждения кабеля с минимальной возможной скоростью во время изготовления для минимизации любой необратимой нагрузки. Технологический инженер изготовителя кабеля отметил, что до поломки кабеля был установлен охладитель воды для увеличения скорости линии. Для достижения более высокой скорости линии Кривая На основании анализа дифференциальной

62

www.read-eurowire.com

ноябрь 2018 г.