EuroWire November 2018

Artículo técnico

un análisis sistemático para determinar si el daño por agrietamiento es debido a las prestaciones del compuesto, o si el agrietamiento puede ser evitado mejorando las técnicas de procesado.

2 Búsqueda de

defectos en un cable agrieteado Cuando recibe un cable agrieteado, Mexichem Specialty Compounds analiza el cable mediante análisis DSC (calorimetría diferencial de barrido). Dado que la mayoría de los compuestos LSHF se basan en sistemas de polímeros poliolefínicos de naturaleza cristalina, suelen presentar tensión congelada si se enfrían demasiado rápidamente. análisis térmica, la tensión congelada es indicada como falsos picos de fusión en un ciclo de calentamiento-enfriamiento- calentamiento. Si se enfría demasiado rápidamente, el revestimiento no puede contraerse y obtener el porcentaje de cristalinidad que el polímero necesita alcanzar (equilibrio). El polímero se contrae debido al movimiento de las cadenas del polímero que tratan de alcanzar su estado de equilibrio; si el nivel de tensión en el revestimiento supera la resistencia del Mediante esta técnica de

▲ ▲ Figura 3 . Curva DSC del cable 3

▲ ▲ Figura 4 . Curva DSC del cable 4

• Cable 2 : cable “bueno”, con diámetro más grande, pared más gruesa y ningún agrietamiento • Cable 3 : cable “con fallo” que se había agrieteado en campo. Tenía el mismo diámetro y espesor de pared que el Cable 2 Se realizó el análisis DSC en el cable con fallo y los dos cables “buenos” de control usando un ciclo de prueba calentamiento- enfriamiento-calentamiento. Para el primer ciclo de calentamiento, la temperatura inicial era de 25°C y aumentó a 200°C a una velocidad de calentamiento 10°C por minuto. Durante el ciclo sucesivo, con un lento proceso de enfriamiento, se pasó de 200°C a -25°C a una velocidad de 5°C por minuto. Durante el segundo ciclo de calentamiento, se pasó de -25°C a 200°C a una velocidad de 10°C por minuto. Ver la Figura 1 . Analizando la curva DSC del cable 1 en la Figura 1 , se puede notar que la curva del primer calentamiento (línea descontinua) no es muy diferente de la del segundo calentamiento (línea continua). Esto muestra que el material fue procesado bien y no presentaba niveles de tensión congelada. Se esperaba este resultado porque se trataba del “cable bueno”. El diámetro más pequeño y la pared más delgada habían facilitado el enfriamiento lento durante el procesado que permitió a los polímeros alcanzar el equilibrio sin niveles de tensión significativos. La curva DSC del cable 2 en la Figura 2 muestra un comportamiento muy similar. La curva del primer calentamiento (línea descontinua) no era muy diferente de la del segundo calentamiento (línea continua). De nuevo, esto muestra que el material fue procesado bien y no presentaba niveles de tensión congelada. Aunque el fabricante había calificado este cable como “bueno”, el gráfico muestra posibilidades para optimizar el proceso.

polímero, se produce el agrietamiento. En otras palabras, no se alcanza el equilibrio por falta de movilidad de la cadena a temperaturas por debajo de punto de fusión. Aplicando un procedimiento con el que se calienta el material del cable por encima de los puntos de fusión del polímero y luego se enfría el material a una velocidad muy lenta para asegurar el equilibrio, la representación gráfica de este ciclo mostrará si hay diferencias entre el ciclo inicial y los siguientes. Estas diferencias indican si se necesita introducir cambios en las técnicas de procesado. Cuando los compuestos LSHF son procesados tratando de obtener el equilibrio, el agrietamiento puede ser evitado. 3 Ejemplo de análisis de cable agrieteado Recientemente, un fabricante de cables le pidió a Mexichem analizar un cable que había sido instalado en un ambiente hostil expuesto a la intemperie y que mostraba agrietamiento. Los métodos tradicionales de búsqueda de defectos del problema de agrietamiento incluían el análisis de los datos de producción del compuesto para asegurar que se habían usado los ingredientes y procedimientos correctos. La compañía combinó esfuerzos para explorar la historia de producción en las instalaciones del productor de cables y en el ambiente de fabricación del compuesto. Aunque el productor llevaba años fabricando cables LSHF con éxito, se decidió efectuar el análisis DSC con muestras de cable como se indica a continuación: • Cable 1 : cable “bueno”, envejecido, con diámetro más pequeño y pared más fina. No habían tenido ningún fallo con este diseño durante más de 4 años

▲ ▲ Figura 1 . Curva DSC del cable 1

▲ ▲ Figura 2 . Curva DSC del cable 2

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Noviembre de 2018