سیستم‌های الکتریکی مدرن به اتصالات بین دستگاه‌های مختلف، بردهای مدار و لوازم جانبی متکی هستند. چه برای انتقال برق و چه برای انتقال سیگنال‌های الکتریکی، کابل‌ها ستون فقرات اتصالات سیمی هستند و آنها را به بخشی جدایی‌ناپذیر از همه سیستم‌ها تبدیل می‌کنند.
با این حال، اهمیت روکش کابل (لایه بیرونی که هادی‌های داخلی را احاطه کرده و از آنها محافظت می‌کند) اغلب دست کم گرفته می‌شود. انتخاب جنس مناسب روکش کابل، یک تصمیم حیاتی در طراحی و ساخت کابل است، به خصوص هنگامی که در محیط‌های سخت استفاده می‌شود. درک تعادل بین عملکرد مکانیکی، مقاومت محیطی، انعطاف‌پذیری، هزینه و رعایت مقررات، کلید یک انتخاب عاقلانه است.
در قلب روکش کابل، سپری وجود دارد که از کابل داخلی محافظت کرده و عمر و قابلیت اطمینان آن را تضمین می‌کند. این محافظ، کابل را در برابر رطوبت، مواد شیمیایی، اشعه ماوراء بنفش و فشارهای فیزیکی مانند سایش و ضربه محافظت می‌کند.
جنس روکش کابل‌ها از پلاستیک‌های ساده تا پلیمرهای پیشرفته متغیر است که هر کدام خواص منحصر به فردی برای برآورده کردن نیازهای خاص محیطی و مکانیکی دارند. فرآیند انتخاب بسیار مهم است زیرا ماده مناسب، عملکرد و محافظت بهینه را در شرایط استفاده مورد انتظار تضمین می‌کند.
هیچ راه حل «یکسان و یکسانی» برای روکش کابل وجود ندارد. جنس انتخابی می‌تواند بسته به شرایط منحصر به فرد کاربرد، بسیار متفاوت باشد.
هنگام انتخاب جنس مناسب برای روکش کابل، عوامل مختلفی باید در نظر گرفته شوند.
۱. شرایط محیطی
مقاومت شیمیایی یک عامل حیاتی در انتخاب روکش کابل است، زیرا کابل‌ها بسته به کاربردشان ممکن است در معرض روغن‌ها، حلال‌ها، اسیدها یا بازها قرار گیرند. یک روکش کابل که به خوبی انتخاب شده باشد می‌تواند از تخریب یا خوردگی اجزای زیرین خود جلوگیری کند و در نتیجه یکپارچگی کابل را در طول عمر مفید آن حفظ کند. به عنوان مثال، در محیط‌های صنعتی که قرار گرفتن در معرض مواد شیمیایی رایج است، انتخاب موادی که بتوانند در برابر چنین شرایط سختی مقاومت کنند، بسیار مهم است. در اینجا، مواد شیمیایی خاصی که کابل در معرض آنها قرار می‌گیرد باید ارزیابی شوند، زیرا این امر نیاز به مواد تخصصی مانند فلوروپلیمرها را برای دستیابی به مقاومت شیمیایی شدید تعیین می‌کند.
مقاومت در برابر آب و هوا و نور خورشید یکی دیگر از ملاحظات ارزشمند است، به خصوص برای کابل‌هایی که در فضای باز استفاده می‌شوند. قرار گرفتن طولانی مدت در معرض نور خورشید می‌تواند مواد سنتی را تضعیف کند و منجر به شکنندگی و در نهایت خرابی شود. موادی که برای مقاومت در برابر اشعه ماوراء بنفش طراحی شده‌اند، تضمین می‌کنند که کابل حتی در نور شدید خورشید نیز کاربردی و بادوام باقی بماند. برای چنین کاربردهایی، مواد ایده‌آل ترموپلاستیک‌های CPE، ترموستات‌های CPE یا ترموستات‌های EPR هستند. سایر مواد پیشرفته، مانند پلی اتیلن متقاطع (XLPE) توسعه داده شده‌اند تا مقاومت در برابر اشعه ماوراء بنفش را افزایش دهند و طول عمر کابل را در کاربردهای فضای باز تضمین کنند.
علاوه بر این، در محیط‌هایی که خطر آتش‌سوزی وجود دارد، انتخاب روکش کابلی که ضد حریق یا خودخاموش‌شونده باشد، می‌تواند انتخابی نجات‌بخش باشد. این مواد برای جلوگیری از گسترش شعله طراحی شده‌اند و یک لایه مهم ایمنی را در کاربردهای حیاتی اضافه می‌کنند. برای ضد حریق بودن، گزینه‌های عالی عبارتند از:پی وی سیترموپلاستیک‌ها و ترموپلاستیک‌های CPE. چنین موادی می‌توانند گسترش شعله‌ها را کند کرده و در عین حال انتشار گازهای سمی را در حین احتراق کاهش دهند.
۲. خواص مکانیکی
مقاومت در برابر سایش، نیروی ضربه و قابلیت خرد شدن روکش کابل مستقیماً بر دوام پلی اورتان تأثیر می‌گذارد. این امر در کاربردهایی که کابل از زمین‌های چالش‌برانگیز عبور می‌کند یا نیاز به جابجایی مکرر دارد، بسیار ضروری است. در کاربردهای بسیار متحرک، مانند رباتیک یا ماشین‌آلات دینامیکی، انتخاب روکش کابل با خواص مکانیکی برتر می‌تواند به جلوگیری از تعویض و نگهداری مکرر کمک کند. بهترین مواد مقاوم در برابر سایش برای روکش‌های روکش شامل ترموپلاستیک‌های پلی اورتان و ترموپلاستیک‌های CPE است.
۳. ملاحظات دمایی
محدوده دمای عملیاتی جنس روکش کابل می‌تواند تفاوت بین موفقیت یا شکست یک سیستم باشد. موادی که نمی‌توانند محدوده دمای عملیاتی محیط مورد نظر خود را تحمل کنند، ممکن است در شرایط سرد شکننده شوند یا در معرض دمای بالا تخریب شوند. این تخریب می‌تواند یکپارچگی کابل را به خطر بیندازد و باعث خرابی عایق الکتریکی شود که منجر به اختلالات عملیاتی یا خطرات ایمنی می‌شود.
در حالی که بسیاری از کابل‌های استاندارد ممکن است تا دمای ۱۰۵ درجه سانتیگراد تحمل داشته باشند، کاربردهای تخصصی PVC ممکن است نیاز به مقاومت در برابر دماهای بالاتر داشته باشند. برای صنایعی مانند نفت و گاز، کاربردهای خاص به موادی مانند مواد سری SJS شرکت ITT Cannon نیاز دارند که می‌توانند تا دمای ۲۰۰ درجه سانتیگراد را تحمل کنند. برای این دماهای بالا، ممکن است لازم باشد مواد متنوعی در نظر گرفته شود، از جمله PVC در سمت ترموپلاستیک و CPE یا EPR یا CPR در سمت ترموستات. موادی که می‌توانند در چنین محیط‌هایی کار کنند، می‌توانند در برابر دماهای بالا مقاومت کنند و در برابر فرسودگی حرارتی مقاومت کنند و عملکرد کابل را در طول زمان تضمین کنند.
محیط‌های با دمای بالا، مانند دکل‌های حفاری ساحلی را در نظر بگیرید. در این محیط‌های با فشار و دمای بالا، لازم است جنس روکش کابلی انتخاب شود که بتواند دماهای شدید را بدون تخریب یا شکست تحمل کند. در نهایت، انتخاب جنس روکش کابل مناسب می‌تواند عملیات ایمن و قابل اعتماد را تضمین کند و در عین حال عمر تجهیزات را افزایش دهد.
۴. نیاز به انعطاف‌پذیری
برخی از کاربردها نیاز دارند که کابل‌ها در برابر خم شدن و پیچش‌های مکرر انعطاف‌پذیر باقی بمانند. این نیاز به انعطاف‌پذیری، نیاز به دوام را کاهش نمی‌دهد؛ بنابراین، مواد باید با دقت انتخاب شوند تا به طور موثر بین این دو نیاز تعادل برقرار کنند. در این موارد، موادی مانند الاستومرهای ترموپلاستیک (TPE) یا پلی اورتان (PUR) به دلیل خاصیت ارتجاعی و انعطاف‌پذیری‌شان مورد توجه قرار می‌گیرند.
برای مثال، کابل‌های مورد استفاده در اتوماسیون صنعتی باید بسیار انعطاف‌پذیر باشند تا بتوانند حرکت ماشین‌آلاتی مانند ربات‌ها را تحمل کنند. ربات‌های توری که برای کارهایی مانند برداشتن و قرار دادن قطعات استفاده می‌شوند، نمونه بارز این نیاز هستند. طراحی آنها امکان طیف وسیعی از حرکت را فراهم می‌کند و فشار ثابتی را بر کابل‌ها وارد می‌کند و استفاده از موادی را ضروری می‌سازد که بتوانند خمش و پیچش را بدون افت عملکرد تحمل کنند.
پس از در نظر گرفتن شرایط محیطی، خواص مکانیکی، دما و نیازهای انعطاف‌پذیری، توجه به این نکته نیز مهم است که قطر بیرونی کابل با توجه به هر ماده متفاوت خواهد بود. برای حفظ سازگاری با محیط زیست، قطر کابل باید در محدوده آب‌بندی پوسته پشتی یا اتصال کانکتور باقی بماند.
زمان ارسال: ۱۲ آگوست ۲۰۲۴