Khả năng chống chịu môi trường là yếu tố quan trọng trong các ứng dụng cáp để đảm bảo hiệu suất, an toàn và độ tin cậy lâu dài. Cáp thường xuyên tiếp xúc với các điều kiện khắc nghiệt như nước/độ ẩm, hóa chất, bức xạ tia cực tím, nhiệt độ cực đoan và ứng suất cơ học. Việc lựa chọn vật liệu phù hợp với khả năng chống chịu môi trường thích hợp là điều cần thiết để duy trì chức năng và kéo dài tuổi thọ của cáp.
Phần này sẽ tìm hiểu các loại khả năng chống chịu môi trường khác nhau cần thiết trong các ứng dụng cáp khác nhau.
Lớp vỏ ngoài đóng vai trò là tuyến phòng thủ đầu tiên chống lại các yếu tố môi trường. Nó thường xuyên tiếp xúc với hóa chất, nước, sự thay đổi nhiệt độ và bức xạ tia cực tím. Các vật liệu chính được sử dụng cho lớp vỏ ngoài làPVC (Polyvinyl clorua), PE (Polyethylene), vàLSZH (Ít khói, không halogen)Mỗi loại đều có mức độ kháng cự khác nhau tùy thuộc vào yêu cầu ứng dụng.
1. Khả năng chống hóa chất, dầu và hydrocarbon
Trong quá trình lắp đặt và vận hành, cáp có thể tiếp xúc với hóa chất, dầu hoặc hydrocarbon, do sự cố tràn đổ hoặc tiếp xúc liên tục trong môi trường công nghiệp. Sự tiếp xúc này có thể làm suy giảm lớp vỏ ngoài, dẫn đến nứt, phồng hoặc mất các đặc tính cơ học.
Việc lựa chọn vật liệu có khả năng kháng hóa chất cao là điều cần thiết để đảm bảo cáp duy trì được tính toàn vẹn, hiệu suất và độ tin cậy trong suốt vòng đời của nó.
Các loại tiếp xúc hóa chất:
Hóa chất dạng khí: Nhìn chung, hóa chất dạng khí có khả năng phản ứng thấp hơn với polyme vì chúng không thâm nhập sâu vào vật liệu. Tuy nhiên, các khí phản ứng mạnh như clo hoặc ozon có thể gây ra sự xuống cấp bề mặt và ảnh hưởng đáng kể đến các tính chất của polyme.
Hóa chất dạng lỏng: Hóa chất dạng lỏng thường tiềm ẩn rủi ro cao hơn do khả năng khuếch tán vào vật liệu. Điều này có thể dẫn đến hiện tượng trương nở, hóa dẻo hoặc các phản ứng hóa học bên trong ma trận polymer, làm ảnh hưởng đến các tính chất cơ học và điện.
Tính chất vật liệu:
PE (Polyethylene): Có khả năng chống chịu tốt với nhiều hóa chất và hydrocarbon. Nó hoạt động tốt trong môi trường hóa chất thông thường nhưng có thể nhạy cảm với các chất oxy hóa mạnh.
PVC (Polyvinyl Clorua): Có khả năng chống chịu rất tốt với dầu, hóa chất và hydrocarbon, đặc biệt khi được pha chế với các chất phụ gia chống dầu thích hợp.
LSZH (Ít khói, không halogen): Cung cấp khả năng kháng vừa phải với hóa chất và dầu. Các hợp chất LSZH chủ yếu được thiết kế cho mục đích an toàn cháy nổ (tạo ra ít khói và độc tính thấp trong quá trình cháy). Tuy nhiên, các công thức LSZH chuyên dụng có thể đạt được khả năng kháng dầu và hóa chất tốt hơn khi cần thiết.
2. Khả năng chống nước và ẩm
Trong quá trình lắp đặt và suốt thời gian sử dụng, cáp thường xuyên tiếp xúc với nước hoặc môi trường có độ ẩm cao. Tiếp xúc lâu dài với độ ẩm có thể dẫn đến suy giảm chất lượng lớp cách điện, ăn mòn các thành phần kim loại và làm giảm hiệu suất tổng thể của cáp.
Do đó, khả năng chống nước là một đặc tính quan trọng đối với nhiều ứng dụng cáp, đặc biệt là trong môi trường ngoài trời, dưới lòng đất hoặc trên biển.
Trong số các vật liệu bọc thông dụng, PE (Polyethylene) có khả năng chống nước tuyệt vời, trở thành lựa chọn ưu tiên cho các ứng dụng yêu cầu bảo vệ lâu dài chống lại sự xâm nhập của hơi ẩm.
Cáp bọc thép điện áp thấp và điện áp trung bình với vỏ bọc LSZH hoặc PVC thường không được khuyến cáo lắp đặt trong môi trường ngập nước thường xuyên, chẳng hạn như đất sét hoặc khu vực dưới mực nước ngầm. Ngược lại, vỏ bọc PE có khả năng chống thấm nước tốt hơn qua lớp cách điện của cáp. Do đó, cáp bọc PE phù hợp hơn với điều kiện ẩm ướt và có nhiều khả năng đạt được tuổi thọ thiết kế tối đa.
Thiết kế cáp chống thấm nước:
Để đạt được khả năng chống nước thực sự cho cáp, cần xem xét hai biện pháp bảo vệ chính:
Bảo vệ chống nước xuyên tâm:
Đạt được điều này bằng cách sử dụng các vật liệu như vỏ bọc kim loại chì hoặc băng dán nhiều lớp kim loại/kim loại kết hợp với các polyme chuyên dụng.
Bảo vệ nguồn nước theo chiều dọc:
Phương pháp này được thực hiện bằng cách sử dụng băng keo hoặc bột chống thấm nước, ngăn chặn sự di chuyển của nước dọc theo chiều dài cáp.
Xếp hạng bảo vệ chống xâm nhập (IP) và cấp AD7/AD8:
Thông tin chi tiết về các cấp độ và xếp hạng bảo vệ IP (như AD7 hoặc AD8) sẽ được chia sẻ trong một bài viết riêng.
3. Khả năng chống tia cực tím
Hiểu rõ và lựa chọn khả năng chống chịu môi trường phù hợp cho các ứng dụng cáp là điều vô cùng quan trọng để đảm bảo hiệu suất, an toàn và độ tin cậy lâu dài. Các yếu tố như tiếp xúc với hóa chất, sự xâm nhập của nước, bức xạ tia cực tím và sự thay đổi nhiệt độ có thể ảnh hưởng nghiêm trọng đến tính toàn vẹn của cáp nếu không được xem xét đúng mức trong quá trình lựa chọn vật liệu.
Việc lựa chọn vật liệu vỏ bọc ngoài phù hợp—cho dù là PVC, PE hay LSZH—dựa trên điều kiện môi trường cụ thể có thể giúp tăng cường đáng kể độ bền và tuổi thọ của cáp. Ngoài ra, việc áp dụng các kỹ thuật chống thấm nước thích hợp và xem xét xếp hạng IP sẽ giúp tăng cường khả năng bảo vệ cáp trong môi trường khắc nghiệt.
Bằng cách đánh giá cẩn thận khả năng chống chịu của các yếu tố môi trường này, hệ thống cáp có thể được tối ưu hóa tốt hơn cho các ứng dụng dự định, giảm nhu cầu bảo trì, giảm thiểu rủi ro hỏng hóc và đảm bảo hoạt động đáng tin cậy trong suốt vòng đời dự kiến của chúng.
Thời gian đăng bài: 27/04/2025