Cablurile rezistente la foc sunt elemente vitale pentru asigurarea conectivității electrice în clădiri și instalații industriale în condiții extreme. Deși performanța lor excepțională la foc este critică, pătrunderea umezelii prezintă un risc ascuns, dar frecvent, care poate compromite grav performanța electrică, durabilitatea pe termen lung și chiar poate duce la defectarea funcției lor de protecție împotriva incendiilor. În calitate de experți cu rădăcini adânci în domeniul materialelor pentru cabluri, ONE WORLD înțelege că prevenirea umidității în cabluri este o problemă sistemică care se întinde pe întregul lanț, de la selecția materialelor de bază, cum ar fi compușii de izolație și compușii de înveliș, până la instalare, construcție și întreținere continuă. Acest articol va realiza o analiză aprofundată a factorilor de pătrundere a umezelii, pornind de la caracteristicile materialelor de bază, cum ar fi LSZH, XLPE și oxid de magneziu.
1. Ontologia cablurilor: Materialele și structura miezului ca fundament al prevenirii umidității
Rezistența la umiditate a unui cablu rezistent la foc este determinată fundamental de proprietățile și designul sinergic al materialelor centrale ale cablului său.
Conductor: Conductorii de cupru sau aluminiu de înaltă puritate sunt stabili din punct de vedere chimic. Cu toate acestea, dacă pătrunde umiditatea, aceasta poate iniția coroziune electrochimică persistentă, ducând la o secțiune transversală redusă a conductorului, o rezistență crescută și, în consecință, devenind un punct potențial de supraîncălzire locală.
Stratul de izolație: bariera centrală împotriva umezelii
Compuși izolatori minerali anorganici (de exemplu, oxid de magneziu, mică): Materialele precum oxidul de magneziu și mica sunt în mod inerent necombustibile și rezistente la temperaturi ridicate. Cu toate acestea, structura microscopică a laminărilor lor sub formă de pulbere sau bandă de mică conține goluri inerente care pot deveni cu ușurință căi pentru difuzia vaporilor de apă. Prin urmare, cablurile care utilizează astfel de compuși izolatori (de exemplu, cablurile cu izolație minerală) trebuie să se bazeze pe o teacă metalică continuă (de exemplu, tub de cupru) pentru a realiza o etanșare ermetică. Dacă această teacă metalică este deteriorată în timpul producției sau instalării, pătrunderea umezelii în mediul izolator, cum ar fi oxidul de magneziu, va provoca o scădere bruscă a rezistivității izolației sale.
Compuși izolatori polimerici (de exemplu, XLPE): Rezistența la umiditate aPolietilenă reticulată (XLPE)provine din structura de rețea tridimensională formată în timpul procesului de reticulare. Această structură îmbunătățește semnificativ densitatea polimerului, blocând eficient penetrarea moleculelor de apă. Compușii izolatori XLPE de înaltă calitate prezintă o absorbție de apă foarte scăzută (de obicei <0,1%). În schimb, XLPE-ul inferior sau îmbătrânit cu defecte poate forma canale de absorbție a umidității din cauza ruperii lanțului molecular, ceea ce duce la degradarea permanentă a performanței izolației.
Teacă: Prima linie de apărare împotriva mediului
Compus de înveliș cu emisii reduse de fum și zero halogeni (LSZH)Rezistența la umiditate și rezistența la hidroliză a materialelor LSZH depind direct de designul formulării și de compatibilitatea dintre matricea sa polimerică (de exemplu, poliolefină) și materialele de umplutură anorganice pe bază de hidroxid (de exemplu, hidroxid de aluminiu, hidroxid de magneziu). Un compus de înveliș LSZH de înaltă calitate trebuie, în timp ce oferă ignifugare, să realizeze o absorbție scăzută a apei și o rezistență excelentă la hidroliză pe termen lung prin procese meticuloase de formulare pentru a asigura o performanță de protecție stabilă în medii umede sau care acumulează apă.
Teacă metalică (de exemplu, bandă compozită aluminiu-plastic): Fiind o barieră radială clasică împotriva umezelii, eficacitatea benzii compozite aluminiu-plastic depinde în mare măsură de tehnologia de procesare și etanșare la suprapunerea sa longitudinală. Dacă etanșarea cu adeziv termofuzibil la această joncțiune este discontinuă sau defectă, integritatea întregii bariere este compromisă semnificativ.
2. Instalare și construcție: Testul pe teren pentru sistemul de protecție a materialelor
Peste 80% din cazurile de pătrundere a umezelii în cabluri au loc în timpul fazelor de instalare și construcție. Calitatea construcției determină în mod direct dacă rezistența inerentă la umiditate a cablului poate fi utilizată pe deplin.
Control inadecvat al mediului: Efectuarea lucrărilor de pozare, tăiere și îmbinare a cablurilor în medii cu umiditate relativă mai mare de 85% determină condensarea rapidă a vaporilor de apă din aer pe tăieturile de cablu și pe suprafețele expuse ale compușilor izolatori și materialelor de umplutură. Pentru cablurile cu izolație minerală cu oxid de magneziu, timpul de expunere trebuie limitat strict; în caz contrar, pulberea de oxid de magneziu va absorbi rapid umezeala din aer.
Defecte în tehnologia de etanșare și materialele auxiliare:
Îmbinări și terminații: Tuburile termocontractabile, terminațiile termocontractabile la rece sau materialele de etanșare turnate utilizate aici sunt cele mai importante verigile din sistemul de protecție împotriva umidității. Dacă aceste materiale de etanșare au o forță de contracție insuficientă, o rezistență de aderență inadecvată la compusul de înveliș al cablului (de exemplu, LSZH) sau o rezistență inerentă slabă la îmbătrânire, acestea devin instantaneu scurtături pentru pătrunderea vaporilor de apă.
Conducte și jgheaburi pentru cabluri: După instalarea cablurilor, dacă capetele conductelor nu sunt etanșate etanș cu chit sau material de etanșare profesional ignifug, conducta devine un „poznet” care acumulează umezeală sau chiar apă stagnantă, erodând cronic teaca exterioară a cablului.
Deteriorare mecanică: Îndoirea peste raza minimă de îndoire în timpul instalării, tragerea cu unelte ascuțite sau muchiile ascuțite de-a lungul traseului de pozare pot provoca zgârieturi invizibile, indentații sau micro-fisuri pe teaca LSZH sau pe banda compozită aluminiu-plastic, compromițând permanent integritatea etanșării acestora.
3. Funcționare, întreținere și mediu: Durabilitatea materialelor în condiții de utilizare pe termen lung
După punerea în funcțiune a unui cablu, rezistența sa la umiditate depinde de durabilitatea materialelor cablului la solicitări de mediu pe termen lung.
Supravegheri de întreținere:
Etanșarea necorespunzătoare sau deteriorarea capacelor șanțurilor/puțurilor de cabluri permite pătrunderea directă a apei de ploaie și a condensului. Imersiunea pe termen lung testează sever limitele de rezistență la hidroliză ale compusului de înveliș LSZH.
Nestabilirea unui regim de inspecție periodică împiedică detectarea și înlocuirea la timp a materialelor de etanșare îmbătrânite, crăpate, a tuburilor termocontractabile și a altor materiale de etanșare.
Efectele îmbătrânirii cauzate de stresul din mediu asupra materialelor:
Cicluri de temperatură: Diferențele de temperatură diurne și sezoniere provoacă un „efect de respirație” în interiorul cablului. Această solicitare ciclică, acționând pe termen lung asupra materialelor polimerice precum XLPE și LSZH, poate induce defecte de micro-oboseală, creând condiții pentru permeabilitatea la umiditate.
Coroziune chimică: În solurile acide/alcale sau în mediile industriale care conțin medii corozive, atât lanțurile polimerice ale tecii LSZH, cât și tecile metalice pot suferi atacuri chimice, ducând la pulverizarea materialului, perforare și pierderea funcției de protecție.
Concluzie și recomandări
Prevenirea umidității în cablurile rezistente la foc este un proiect sistematic care necesită o coordonare multidimensională din interior spre exterior. Începe cu materialele de bază ale cablului – cum ar fi compușii de izolație XLPE cu o structură reticulată densă, compușii de manta LSZH rezistenți la hidroliză formulați științific și sistemele de izolație cu oxid de magneziu care se bazează pe manta metalică pentru o etanșare absolută. Se realizează printr-o construcție standardizată și aplicarea riguroasă a unor materiale auxiliare, cum ar fi materiale de etanșare și tuburi termocontractabile. Și depinde, în cele din urmă, de managementul mentenanței predictive.
Prin urmare, aprovizionarea cu produse fabricate cu materiale de cablu de înaltă performanță (de exemplu, LSZH premium, XLPE, oxid de magneziu) și cu un design structural robust este piatra de temelie pentru construirea rezistenței la umiditate pe tot parcursul ciclului de viață al unui cablu. Înțelegerea profundă și respectarea proprietăților fizice și chimice ale fiecărui material de cablu reprezintă punctul de plecare pentru identificarea, evaluarea și prevenirea eficientă a riscurilor de pătrundere a umidității.
Data publicării: 27 noiembrie 2025