مقاومت کابل‌ها در برابر آتش‌سوزی در هنگام آتش‌سوزی بسیار مهم است و انتخاب مواد و طراحی ساختاری لایه پوششی مستقیماً بر عملکرد کلی کابل تأثیر می‌گذارد. لایه پوششی معمولاً از یک یا دو لایه نوار محافظ تشکیل شده است که به دور عایق یا غلاف داخلی هادی پیچیده شده و عملکردهای محافظتی، بافرینگ، عایق حرارتی و ضد فرسودگی را فراهم می‌کند. در ادامه، تأثیر خاص لایه پوششی بر مقاومت در برابر آتش از دیدگاه‌های مختلف بررسی می‌شود.
۱. تأثیر مواد قابل احتراق
اگر لایه بسته‌بندی از مواد قابل احتراق (مانندنوار پارچه‌ای نبافتهیا نوار PVC)، عملکرد آنها در محیط‌های با دمای بالا مستقیماً بر مقاومت کابل در برابر آتش تأثیر می‌گذارد. این مواد، هنگام سوختن در هنگام آتش‌سوزی، فضای تغییر شکل برای لایه‌های عایق و مقاوم در برابر آتش ایجاد می‌کنند. این مکانیسم آزادسازی به طور مؤثر فشردگی لایه مقاوم در برابر آتش را به دلیل تنش دمای بالا کاهش می‌دهد و احتمال آسیب به لایه مقاوم در برابر آتش را کاهش می‌دهد. علاوه بر این، این مواد می‌توانند گرما را در مراحل اولیه احتراق بافر کنند، انتقال حرارت به هادی را به تأخیر بیندازند و به طور موقت از ساختار کابل محافظت کنند.
با این حال، مواد قابل احتراق خود توانایی محدودی در افزایش مقاومت کابل در برابر آتش دارند و معمولاً باید همراه با مواد مقاوم در برابر آتش استفاده شوند. به عنوان مثال، در برخی از کابل‌های مقاوم در برابر آتش، یک لایه مانع آتش اضافی (مانندنوار میکا) را می‌توان روی ماده قابل احتراق اضافه کرد تا مقاومت کلی در برابر آتش را بهبود بخشد. این طراحی ترکیبی می‌تواند به طور مؤثر هزینه‌های مواد و قابلیت کنترل فرآیند تولید را در کاربردهای عملی متعادل کند، اما محدودیت‌های مواد قابل احتراق همچنان باید به دقت ارزیابی شود تا ایمنی کلی کابل تضمین شود.
۲. تأثیر مواد مقاوم در برابر آتش
اگر لایه پوششی از مواد مقاوم در برابر آتش مانند نوار فایبرگلاس روکش‌دار یا نوار میکا استفاده کند، می‌تواند عملکرد ضد آتش کابل را به طور قابل توجهی بهبود بخشد. این مواد در دماهای بالا یک سد ضد شعله تشکیل می‌دهند و از تماس مستقیم لایه عایق با شعله‌ها جلوگیری کرده و روند ذوب شدن عایق را به تأخیر می‌اندازند.
با این حال، باید توجه داشت که به دلیل عمل سفت شدن لایه پوششی، تنش انبساطی لایه عایق در طول ذوب در دمای بالا ممکن است به بیرون آزاد نشود و در نتیجه تأثیر فشاری قابل توجهی بر لایه مقاوم در برابر آتش ایجاد شود. این اثر تمرکز تنش به ویژه در سازه‌های زرهی نوار فولادی مشهود است که ممکن است عملکرد مقاومت در برابر آتش را کاهش دهد.
برای ایجاد تعادل بین الزامات دوگانه‌ی سفت کردن مکانیکی و عایق‌بندی شعله، می‌توان چندین ماده‌ی مقاوم در برابر آتش را در طراحی لایه‌ی پوششی وارد کرد و میزان همپوشانی و کشش پوششی را می‌توان تنظیم کرد تا تأثیر تمرکز تنش بر لایه‌ی مقاوم در برابر آتش کاهش یابد. علاوه بر این، کاربرد مواد انعطاف‌پذیر مقاوم در برابر آتش در سال‌های اخیر به تدریج افزایش یافته است. این مواد می‌توانند ضمن تضمین عملکرد عایق‌بندی در برابر آتش، مسئله‌ی تمرکز تنش را به طور قابل توجهی کاهش دهند و به بهبود کلی مقاومت در برابر آتش کمک کنند.
۳. عملکرد مقاومت در برابر آتش نوار میکای کلسینه شده
نوار میکای کلسینه شده، به عنوان یک ماده پوششی با کارایی بالا، می‌تواند مقاومت کابل در برابر آتش را به میزان قابل توجهی افزایش دهد. این ماده در دماهای بالا یک پوسته محافظ قوی تشکیل می‌دهد و از ورود شعله‌ها و گازهای با دمای بالا به ناحیه هادی جلوگیری می‌کند. این لایه محافظ متراکم نه تنها شعله‌ها را ایزوله می‌کند، بلکه از اکسیداسیون و آسیب بیشتر به هادی نیز جلوگیری می‌کند.
نوار میکای کلسینه شده دارای مزایای زیست‌محیطی است، زیرا حاوی فلوئور یا هالوژن نیست و هنگام سوختن گازهای سمی آزاد نمی‌کند و الزامات زیست‌محیطی مدرن را برآورده می‌کند. انعطاف‌پذیری عالی آن به آن اجازه می‌دهد تا با سناریوهای سیم‌کشی پیچیده سازگار شود و مقاومت دمایی کابل را افزایش دهد و آن را به ویژه برای ساختمان‌های بلند و حمل و نقل ریلی، که در آنها مقاومت بالا در برابر آتش مورد نیاز است، مناسب سازد.
۴. اهمیت طراحی سازه
طراحی ساختاری لایه پوشش برای مقاومت کابل در برابر آتش بسیار مهم است. به عنوان مثال، اتخاذ یک ساختار پوشش چند لایه (مانند نوار میکای دو یا چند لایه کلسینه شده) نه تنها اثر محافظت در برابر آتش را افزایش می‌دهد، بلکه مانع حرارتی بهتری را در هنگام آتش‌سوزی فراهم می‌کند. علاوه بر این، اطمینان از اینکه میزان همپوشانی لایه پوشش کمتر از 25٪ نباشد، یک اقدام مهم برای بهبود مقاومت کلی در برابر آتش است. میزان همپوشانی کم ممکن است منجر به نشت گرما شود، در حالی که میزان همپوشانی زیاد ممکن است استحکام مکانیکی کابل را افزایش دهد و بر سایر عوامل عملکرد تأثیر بگذارد.
در فرآیند طراحی، سازگاری لایه پوششی با سایر ساختارها (مانند غلاف داخلی و لایه‌های زره) نیز باید در نظر گرفته شود. به عنوان مثال، در سناریوهای دمای بالا، معرفی یک لایه حائل انعطاف‌پذیر می‌تواند به طور مؤثر تنش انبساط حرارتی را پراکنده کرده و آسیب به لایه مقاوم در برابر آتش را کاهش دهد. این مفهوم طراحی چند لایه به طور گسترده در تولید کابل واقعی به کار گرفته شده است و مزایای قابل توجهی را نشان می‌دهد، به خصوص در بازار کابل‌های مقاوم در برابر آتش رده بالا.
۵. نتیجه‌گیری
انتخاب مواد و طراحی ساختاری لایه پوشش کابل نقش تعیین‌کننده‌ای در عملکرد مقاومت کابل در برابر آتش دارد. با انتخاب دقیق مواد (مانند مواد انعطاف‌پذیر مقاوم در برابر آتش یا نوار میکای کلسینه شده) و بهینه‌سازی طراحی ساختاری، می‌توان عملکرد ایمنی کابل را در صورت آتش‌سوزی به طور قابل توجهی افزایش داد و خطر خرابی عملکردی ناشی از آتش‌سوزی را کاهش داد. بهینه‌سازی مداوم طراحی لایه پوشش در توسعه فناوری کابل مدرن، تضمین فنی محکمی برای دستیابی به کابل‌های مقاوم در برابر آتش با عملکرد بالاتر و سازگارتر با محیط زیست فراهم می‌کند.
زمان ارسال: 30 دسامبر 2024