EuroWire November 2018

Articolo tecnico

2 Localizzazione del guasto in un cavo con criccature Di fronte ad un cavo che presenta delle criccature, Mexichem Specialty Compounds analizza il cavo utilizzando l’analisi calorimetrica differenziale (DSC). Poiché la maggior parte dei composti LSHF si basano su sistemi polimerici poliolefinici di natura cristallina, se raffreddati troppo rapidamente essi sono soggetti a tensioni congelate. Mediante questa tecnica di analisi termica, le tensioni congelate risultano come falsi picchi di fusione in un ciclo di riscaldamento-raffreddamento-riscalda- mento. Se raffreddato troppo rapidamente, si impedisce al rivestimento di restringersi e di ottenere la percentuale di cristallinità che il polimero deve raggiungere (equilibrio). Il polimero si contrae a causa del movimento delle catene che cercano di raggiungere il proprio stato di equilibrio e il livello di tensione nel rivestimento supera la resistenza del polimero con conseguente formazione di criccature. In altre parole, l’equilibrio è impedito dalla mancanza di mobilità della catena a temperature inferiori al punto di fusione. Attraverso un processo di riscaldamento del materiale del cavo oltre i punti

▲ ▲ Figura 3 . Curva DSC cavo 3

▲ ▲ Figura 4 . Curva DSC cavo 4

di fusione del polimero e quindi un raffreddamento a una velocità molto lenta per garantire l’equilibrio, la rappre- sentazione grafica di questo ciclo rivela eventuali differenze tra il ciclo iniziale e quelli successivi. Queste differenze indicano se è necessario apportare delle modifiche alle tecniche di processo. Quando i composti LSHF vengono elaborati prestando attenzione al raggiungimento dell’equilibrio, è possibile evitare la formazione di criccature. 3 Esempio di analisi di un cavo con criccature Recentemente, un produttore di cavi ha fatto richiesta a Mexichem di analizzare un cavo installato in un ambiente esterno difficile e che presentava criccature. I metodi tradizionali di individuazione del problema legato alle criccature includevano l’analisi dei dati di produzione dei composti per garantire che fossero stati utilizzati ingredienti e procedure corretti. La società ha unito le forze per esplorare la storia della produzione, sia presso il produttore di cavi sia nell’ambiente di produzione del composto. Sebbene questo fabbricante producesse con successo cavi LSHF da anni, è stato deciso di effettuare l’analisi DSC con campioni di cavi come segue: • Cavo 1 : Cavo “buono”, invecchiato, con diametro minore e parete più sottile. Con questa struttura non era stato registrato alcun guasto in oltre 4 anni. • Cavo 2 : Cavo “buono” con un diametro maggiore, parete più spessa e assenza di criccature. • Cavo 3 : Cavo “difettoso” che aveva subito criccature sul campo. Presentava lo stesso diametro e lo stesso spessore di parete del cavo 2.

L’analisi DSC è stata eseguita sul cavo difettoso e su entrambi i cavi di controllo “buoni” che utilizzano un ciclo di prova di riscaldamento-raffreddamento-riscalda- mento. Per il primo ciclo di riscaldamento, la temperatura iniziale era di 25°C ed è aumentata a 200°C con una velocità di riscaldamento di 10°C al minuto. Il ciclo successivo, un processo di raffreddamento lento, la temperatura è passata da 200°C a -25°C a una velocità di 5°C al minuto. Durante il secondo ciclo di riscaldamento la temperatura è aumentata da -25°C a 200°C a una velocità di 10°C al minuto. Si veda la Figura 1. Analizzando la curva DSC del cavo 1 nella Figura 1 , si può notare che la curva del primo riscaldamento (linea tratteggiata) non appare molto diversa dalla curva del secondo riscaldamento (linea continua). Questo dimostra che il materiale è stato lavorato correttamente e non presentava livelli di tensioni congelate significativi. Questo risultato era previsto poiché si trattava di un “cavo buono”. Il diametro più piccolo e la parete più sottile avevano facilitato il raffreddamento lento durante il processo di lavorazione che ha permesso ai polimeri di raggiungere l’equilibrio, senza livelli di tensione significativi. La curva DSC del Cavo 2 nella Figura 2 evidenzia un comportamento molto simile. La curva del primo riscaldamento (linea tratteggiata) non appariva molto diversa dalla curva del secondo riscaldamento (linea continua). Ancora una volta, questo indicava un cavo che era stato elaborato correttamente e che non presentava livelli significativi di tensione congelata. Sebbene il produttore abbia classificato questo cavo come “buono”, il grafico mostra delle opportunità di ottimizzazione del processo. Una parete di rivestimento più spessa è più difficile da raffreddare

▲ ▲ Figura 1 . Curva DSC cavo 1

▲ ▲ Figura 2 . Curva DSC cavo 2

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Novembre 2018