Vai trò của chất chống oxy hóa trong việc nâng cao tuổi thọ của cáp cách điện bằng polyetylen liên kết ngang (XLPE)
Polyetylen liên kết ngang (XLPE)là vật liệu cách điện chính được sử dụng trong cáp trung thế và cao thế. Trong suốt vòng đời hoạt động, các loại cáp này gặp phải nhiều thách thức khác nhau, bao gồm các điều kiện khí hậu khác nhau, biến động nhiệt độ, ứng suất cơ học và tương tác hóa học. Các yếu tố này cùng nhau ảnh hưởng đến độ bền và tuổi thọ của cáp.
Tầm quan trọng của chất chống oxy hóa trong hệ thống XLPE
Để đảm bảo tuổi thọ kéo dài cho cáp cách điện XLPE, việc lựa chọn chất chống oxy hóa phù hợp cho hệ thống polyethylene là rất quan trọng. Chất chống oxy hóa đóng vai trò then chốt trong việc bảo vệ polyethylene khỏi sự phân hủy oxy hóa. Bằng cách phản ứng nhanh với các gốc tự do được tạo ra trong vật liệu, chất chống oxy hóa tạo thành các hợp chất ổn định hơn, chẳng hạn như hydroperoxide. Điều này đặc biệt quan trọng vì hầu hết các quy trình liên kết chéo cho XLPE đều dựa trên peroxide.
Quá trình phân hủy của polyme
Theo thời gian, hầu hết các polyme dần trở nên giòn do quá trình phân hủy liên tục. Thời điểm kết thúc vòng đời của polyme thường được xác định là thời điểm mà độ giãn dài khi đứt của chúng giảm xuống còn 50% giá trị ban đầu. Vượt quá ngưỡng này, ngay cả việc uốn cong nhỏ của cáp cũng có thể dẫn đến nứt và hỏng. Các tiêu chuẩn quốc tế thường áp dụng tiêu chí này cho polyolefin, bao gồm polyolefin liên kết ngang, để đánh giá hiệu suất vật liệu.
Mô hình Arrhenius để dự đoán tuổi thọ cáp
Mối quan hệ giữa nhiệt độ và tuổi thọ cáp thường được mô tả bằng phương trình Arrhenius. Mô hình toán học này thể hiện tốc độ phản ứng hóa học như sau:
K = D e(-Ea/RT)
Ở đâu:
K: Tốc độ phản ứng riêng
D: Hằng số
Ea: Năng lượng hoạt hóa
R: Hằng số khí Boltzmann (8,617 x 10-5 eV/K)
T: Nhiệt độ tuyệt đối tính bằng Kelvin (273+ Nhiệt độ tính bằng °C)
Sắp xếp lại theo phương pháp đại số, phương trình có thể được biểu thị dưới dạng tuyến tính: y = mx+b
Từ phương trình này, năng lượng hoạt hóa (Ea) có thể được tính toán bằng cách sử dụng dữ liệu đồ họa, cho phép dự đoán chính xác tuổi thọ cáp trong nhiều điều kiện khác nhau.
Kiểm tra lão hóa tăng tốc
Để xác định tuổi thọ của cáp cách điện XLPE, các mẫu thử nghiệm phải được tiến hành thử nghiệm lão hóa tăng tốc ở tối thiểu ba (tốt nhất là bốn) nhiệt độ khác nhau. Các nhiệt độ này phải trải qua một phạm vi đủ để thiết lập mối quan hệ tuyến tính giữa thời gian đến khi hỏng và nhiệt độ. Đáng chú ý, nhiệt độ tiếp xúc thấp nhất phải tạo ra thời gian trung bình đến điểm kết thúc ít nhất là 5.000 giờ để đảm bảo tính hợp lệ của dữ liệu thử nghiệm.
Bằng cách áp dụng phương pháp nghiêm ngặt này và lựa chọn chất chống oxy hóa hiệu suất cao, độ tin cậy vận hành và tuổi thọ của cáp cách điện XLPE có thể được cải thiện đáng kể.
Thời gian đăng: 23-01-2025