Диссертация (Исследование и разработка судовых кабелей, сохраняющих работоспособность в экстремальных условиях эксплуатации), страница 8

Компаундимеет двухкомпонентный состав, включающий в себя низкомолекулярныйкаучук и катализатор. Низкомолекулярный каучук представляет собойвязкотекучий материал, который при смешении с катализатором переходит врезиноподобное состояние при комнатной температуре. Готовый компаундприменим к эксплуатации в температурном диапазоне от минус 60 °С доплюс 200 °С.

Смешивать компоненты необходимо непосредственно передиспользованием в определённой пропорции, так как при смешении реакция54вулканизации начинается незамедлительно, что является одним из минусов сточки зрения технологичности и удобства использования.Каучук силоксановый термостойкий типа СКТН, является основнымкомпонентом описываемого компаунда и может быть нескольких марок взависимости от вязкости, что отражено в марке каучука введением букв А, Б,В и Г в обозначение. При изготовлении герметизированного кабелянеобходимо,чтобыгерметикзаполнилвсевнутреннеесвободноепространство в кабеле, поэтому целесообразно использовать каучукнаименьшей вязкости. Каучук марки СКТН-А обладает самой низкойвязкостью из всех перечисленных марок, поэтому такой каучук использованв качестве компонента для компаунда, герметизирующего рассматриваемыекабели.

Особых условий хранения данный каучук не требует, посколькудопускается хранить при комнатной температуре в закрытом помещении.Также, согласно техническим условиям (ТУ 2294-022-00152000-96 «Каучуксилоксановый термоморозостойкий низкомолекулярный СКТН»), данныйматериал не является опасным грузом, не горюч, не взрывоопасен итоксических соединений во внешнюю среду не выделяет.Катализатор холодного отверждения представляет собой бесцветнуюили светло-коричневую жидкость и служит для инициации реакциивулканизации каучука СКТН-А при изготовлении кремнийорганическогогерметика.

Катализатор является токсичным веществом опасным длячеловека, поэтому при работе с ним необходимо выполнять мероприятия потехнике безопасности, указанные в технических условиях на катализатор (ТУ38.303-04-05-90«Катализаторыхолодногоотверждениядлякремнийорганических герметизирующих матералов»). Хранить катализаторнеобходимо в герметичных бутылях.Герметик типа «Виксинт» предназначен для защиты электро- ирадиотехнического оборудования, эксплуатируемых в условиях повышеннойвлажности окружающей среды. Рассмотрим основные преимущества и55недостатки данного герметика с точки зрения использования его в кабельнойтехнике:Преимущества: широкий диапазон рабочих температур (-60÷250) °С; кабель на основе указанного герметика стоек к вертикальнойпрокладке при максимально допустимой рабочей температуре, таккак герметик не переходит в вязкотекучее состояние даже при 250°С;при соблюдении технологии наложения заполняет все внутреннеепространство кабеля; упругие свойства, позволяющие в значительной степени кабелювосстанавливать свою форму (а при этом восстанавливаются иэлектрические параметры) после воздействия радиального давлениядо 15 МПа; выполняет функцию внутреннего заполнения, помогающего делатькабель круглой формы (с минимальны коэффициентом овальности); герметик типа «Виксинт» удобнее некоторых других герметиковпри монтаже, так как при зачистке кабеля он просто крошиться илегко счищается с элементов кабеля, в то время как другиегерметики в силу вязкотекучего состояния труднее очищаются ипачкают инструмент; диэлектрические свойства (тангенс угла диэлектрических потерь неболее 2,5∙10-3 , диэлектрическая проницаемость 3,0÷3,2 )Недостатки: сложная технология наложения (тяжело добиться монолитногозаполнения без пузырей и пустот); необходимо смешивать непосредственно перед использованием; поддерживает горение (однако есть возможность устранить данныйнедостаток путем введения в компаунд антипиренов);56 значительно увеличивает массу кабельного изделия; снижает гибкость кабельного изделия; плохая совместимость с кремнийорганической керамообразующейрезиной(отмеченоснижениеэлектрическогосопротивленияизоляции)Водоблокирующие материалы (ВБ – материалы)Водоблокирующие нити и ленты (ВБ – материалы), разбухающие приконтакте с водой и блокирующие дальнейшее проникновение воды донастоящего времени не применяли на отечественном производстве вконструкциях судовых герметизированных кабелей, эксплуатируемых привысоких давлениях (свыше 6 МПа).

Однако за рубежом описываемыематериалы широко используют. ВБ – материалы требуют хранения взакрытой упаковке и сухом помещении, так как хорошо впитывают влагу изокружающей среды, от чего их свойства ухудшаются. Технологическийпроцесс наложения нитей и лент может быть совмещен с другимитехнологическими операциями при производстве кабелей.

Кроме того, вотличие от герметизирующих составов, которые состоят из несколькихкомпонентов и их необходимо смешивать перед наложением на кабель, а ВБ– материалы покупают сразу готовыми к применению. Такой способгерметизации позволяет разрабатывать и производить кабели практическилюбых размеров с нулевой протечкой, практически не влияет на гибкостьисходной конструкции, в отличие от конструкции кабеля на основегерметика.

Кабель с ВБ – материалами имеет меньшие массогабаритныепоказатели. Наличие в сердечнике ВБ – материалов незначительно влияет напараметры передачи информации кабелей связи. Более того, технологияпроизводства не предусматривает дополнительных операций и специальногооборудования. Также, герметики часто состоят из нескольких компонентов,которые приходиться смешивать перед наложением, а водоблокирующиематериалы можно применять сразу, без опасений о преждевременномотверждении герметизирующего состава до введения в сердечник кабеля.57Герметизированные кабели, выполненные на ВБ – материалах удобнее вмонтаже и при разделке, чем кабели герметизированные любым герметиком.Также как и кабели на герметике типа «Виксинт», кабели на ВБ –материалах стойкие к вертикальной прокладке.

Также ВБ – материалыпривносят незначительные изменения в электрические параметры кабеля (посравнению с герметиками), поскольку в пространстве, загерметизированнымВБ – нитью или ВБ – лентой, содержится большое количество воздуха.Эквивалентная диэлектрическая проницаемость и диэлектрические потери(например, в рабочей паре) возрастают незначительно при использовании ВБ– материалов.К недостаткам использования ВБ – материалов можно отнести то, чтоконструкцииболеечувствительныквоздействиюрадиальногогидростатического давления, а также, после этого воздействия кабель почтине возвращается в первоначальную форму.

Кроме этого ВБ – материалыявляются горючими, ухудшают пожаробезопасные свойства кабеля. Ещёодним существенным минусом ВБ – материалов является возможностьпотери способности впитывать воду при перегреве, который можетпроизойти при наложении экструдированного покрытия и, особенно, впроцессевулканизациикремнийорганическойрезинывпечах,приизготовлении огнестойких конструкций.3.3 Технология изготовления судовых герметизированных кабелей связиРассмотрим технологию, которая позволяет получить конструкциисудовыхгерметизированныххарактеристиками,кабелейсоответствующимисвязитребованиямстехническимимногочисленныхстандартов и заказчиков.

Дизайн кабелей рассмотрен во второй главе, атехнологические вопросы удобнее всего рассматривать применительно кконкретной конструкции кабеля. Данный подход позволит нам болеетщательно проработать все нюансы, встречающиеся на пути изготовлениягерметизированных кабелей, поскольку их разнообразие можно охватить58только путем изучения нескольких конструкций (и групп) судовыхгерметизированных кабелей.Как было отмечено в главе 2, кабель марки КВПЭфМ – 5 4×2×0,52является высокочастотным симметричным кабелем связи, поэтом при егоизготовлении важно наряду с обеспечением соответствия требованиямвнешних воздействий (открытого пламени, гидростатического давления,климатических,механическихихимическихфакторов)выдержатьтребуемый уровень электрических параметров в соответствие с ГОСТ 544292011 «Кабели связи симметричные для цифровых систем передачи.

Общиетехнические условия».Токопроводящие жилы этого кабеля являются однопроволочными, аизоляция плотно прилегает к поверхности жилы (не было отмечено ниодногослучаяприиспытанияхнавоздействиепродольногогидростатического давления, чтобы вода просачивалась между медной жилойи изоляций в кабеле данной марки), поэтому на стадии изготовленияизолированной токопроводящей жилы не проводятся мероприятия погерметизации (достаточно адгезии полиэтилена к меди), что требуется делатьв случае многопроволочных (повышенной гибкости) токопроводящих жил.На токопроводящие жилы накладывается изоляция из полиэтилена низкойплотности. Стоит сказать, что хорошая адгезия материала к медиобеспечивается,еслипредварительно(передналожениемизоляции)заготовка токопроводящей жилы будет подогрета.

В случае, если жила неподогрета слой материала у поверхности жилы и наружный слой будутотличаться по структуре, так как при наложении слой материала,непосредственно контактирующий с заготовкой жилы быстрее охладиться,вследствие чего адгезия будет хуже, а также ухудшаться электрическиепараметры кабеля. Примерные температурные режимы указаны в таблице1.2 главы 1.59Далее токопроводящие жилы скручиваются в пары. При этом каждаяпарадолжнаиметьразличныешагискрутки,чтобыустранитьэлектромагнитные влияния между парами.После изготовления пар токопроводящих жил начинается процессскруткисердечника.Совместносэтойтехнологическойоперациейпроисходит первая операция герметизации кабеля, которая также совмещенас наложением на сердечник поясной изоляции по причине того, чтоиспользуемый герметик накладывается не методом экструзии и не застываетмгновенно и его необходимо удержать внутри сердечника кабеля.

Поэтомуна экструзионной линии перед головкой расположен узел наложениягерметика.Заготовкаввидечетырех(двух)паризолированныхтокопроводящих жил проходит сначала через узел наложения герметика, асразу после него через головку экструдера. Узел наложения герметикаоснащен специальным резервуаром, куда периодически заливается каучукСКТН-А, смешанный с катализатором. Смешение и заливка герметикаосуществляет оператор экструзионной линии (поэтому желательно, чтобылинию обслуживали несколько операторов).