Новые технологии - залог успеха в будущем!

Повышение уровня технических и эксплуатационных параметров силовых кабелей и все более жесткие требования потребителей при эксплуатации кабельной продукции определяют направление поисковых работ предприятий кабельной подотрасли.

Результаты одной из таких работ представлены в данной статье.

В 2006 году ЗАО «Завод Москабель» провел поисковую работу по замене материала для гибкого провода заземления с защитной оболочкой из прозрачного ПВХ , так как в зимний период весьма холодного года у потребителя из-за растрескивания защитной оболочки возникла необходимость замены большого объема проводов.

По результатам поисковых работ совместно с по-требителем определены требования к проводам заземления электрооборудования при температуре окружающей среды от минус 600С до плюс 500С. Всем требованиям потребителя соответствовал термопластичный полиуретановый эластомер (ТПУ ) торговой марки «ELASTOLLAN®» (фирма изготовитель «Elastogran GmbH» Германия).

Термопластичный полиуретан1 состоит из блок сополимерных молекул с чередованием жестких и гибких сегментов . Это сочетание гибких , эластичных сегментов с высокой способностью к растяжению и низкой температурой стеклования, с одной стороны и жестких кристаллизованных сегментов с высокой температурой плавления , с другой , дает материалу его эластомерную природу.

Техническая информация фирмы изготовителя «Elastogran GmbH» на термопластичный полиуретан показывает основные преимущества нового материала перед традиционными полимерными композициями.

Рассмотрим более подробно основные характеристики ТПУ:

1. Механические параметры

1.1. Широкий диапазон параметра «Твердость» от 72 единиц по Шору А до 73 единиц по Шору Д позволяет оптимально подобрать рецептуру материала для изоляции и оболочки в зависимости от области применения кабеля.

Наиболее мягкие ТПУ с твердостью по Шору А до 95 единиц применяются в основном для гибких кабелей и обеспечивают высокую эластичность изоляции и оболочки. У более твердых материалов есть свои преимущества, которые позволяют иметь конструкции гибких кабелей или проводов с лучшими антифрикционными свойствами в сравнении с аналогами.

1.2. Предел прочности при растяжении в зависимости от рецептуры имеет диапазон от 30 до 50 МПа; (Для сравнения данный показатель у композиций ПВХ имеет значения от 11.6 до 19.6 МПа)

1.3. Относительное удлинение при разрыве также значительно отличается от характеристик традиционно используемых материалов и нормировано в пределах от 500 до 700 % ( фактическое значение параметра на изготовленных опытных партиях провода и кабеля получено более 1000%)

1.4. Сопротивление раздиру — значение параметра от 40 до 110 Н/мм; (справочно для ПВХ значение данного параметра 29.4-34.3 Н/мм)

1.5. Стойкость к истиранию — значение параметра от 20 до 45 мм3 Электрические параметры ( удельное объемное сопротивление, тангенс угла диэлектрических потерь ) термопластичного полиуретана позволяют использовать данный материал в качестве изоляции для силовых кабелей и проводов на напряжение до 1 кВ.

Отработка режимов изолирования и наложения оболочек из нового полимерного материала на промышленном оборудовании прошла с участием специалистов компании «Эластоимпэкс» на основе уже имеющегося опыта по переработке Эластолана на предприятии ОКБКП (г. Мытищи ) .

Технологическое опробование опытных партий трех рецептур ТПУ на универсальной экструзионной линии типа Е.1.120 подтвердило возможность применения марки «ELASTOLLAN®» в качестве изоляции и оболочки

Технология переработки термопластичного полиуретана имеет свои особенности по режиму нагрева экструдера , форме технологического инструмента, подготовки материала перед экструзией и необходимости использования современного экструзионного оборудования.

Первый полученный опыт переработки ТПУ и результаты испытаний послужили основанием для продолжения опытных работ с конструкциями силовых кабелей. В широко известных марках силовых кабелей КГ и АВВГ произведена замена материалов изоляции и оболочки на термопластичный полиуретан , а в конструкции кабеля АПвБбШп в качестве материала наружного шланга использован ТПУ. Применение новых полимерных материалов в конструкциях модернизированных силовых кабелей позволяет расширить зону применения данного вида продукции и увеличить стойкость наружных покровов к механическим повреждениям при прокладке за счет высокой прочности термопластичного полиуретана.

Испытания опытных образцов конструкций силовых кабелей и провода заземления с прозрачной защитной оболочкой на соответствие технических требований для данного вида продукции подтверждают уровень ожидаемых параметров.

Результаты испытаний (Протокол испытаний № 23 от 26.10.2006г). гибкого провода для заземления электрооборудования марки МГПУ представлены в таблице.

Испытания силовых кабелей с использованием новых современных полимерных материалов в качестве изоляции и оболочки подтверждают,что продукция соответствует требованиям потребителя для более жестких условий эксплуатации: гибкость кабеля, в том числе при низких температурах, высокая механическая износо-стойкость удачно сочетаются с самозатухающими свойствами материала.

Эксплуатационные параметры силовых кабелей с ТПУ существенно расширяют области использования данной продукции и на наш взгляд должны заинтересовать по-требителей из районов Крайнего Севера и Сибири , в том числе нефтедобывающие регионы.

• — температура окружающей среды от минус 60 оС до плюс 50 оС ( индекс «ХЛ»);
• — высокая стойкость материала к гидролизу и продуктам нефтепереработки (маслобензостойкость);
• — не содержит галогенов (специальные рецептуры);
• — возможно значительное снижение допустимого радиуса изгиба кабеля при прокладке.

По результатам опытных работ технические решения по конструкциям кабелей и проводов с применением термопластичного полиуретана защищены патентами на полезную модель (№ 59316; № 61930; № 61931; № 61933; № 61934; № 62477; № 63106) и являются объектами интеллектуальной собственности предприятия.

Надеемся, что представленная информация будет полезна специалистам других кабельных предприятий , а интерес к новому материалу изготовителей кабельной продукции позволит представить на рынке широкий ассортимент кабельных изделий с более высокими потребительскими свойствами.

Развитие рынка кабельной продукции с улучшенными эксплуатационными параметрами поможет потребителю при выборе марки силовых и контрольных кабелей для прокладки в особых условиях эксплуатации.

Статья опубликована в журнале "Кабель-news" №6-7, июнь-июль 2007