Сшивающиеся безгалогенные бездымные кабельные материалы

Когда слышишь про сшивающиеся безгалогенные бездымные кабельные материалы, первое что приходит - это идеальная картинка с сертификатами. Но на деле даже при тестировании по ГОСТ Р МЭК бывают нюансы, которые в отчётах не отражают. Например, разница в скорости сшивки между летними и зимними партиями - мелочь, а на кабельном заводе под Нижним Новгородом из-за этого простаивала линия.

Технологические парадоксы

Вот берём классическую композицию на основе полиэтилена с гидроксидом алюминия. Казалось бы, всё просчитано, но при переходе на безгалогенные материалы российские производители сталкиваются с тем, что импортные рецептуры не всегда адаптируются к местным силоксановым добавкам. На нашем производстве в ООО Чэнду Чжанхэ Новые технологии материалов три месяца ушло на подбор соотношения антипиренов и сшивающих агентов - пришлось отказаться от стандартного пероксида дикумила в пользу менее активного, зато дающего равномерную сетку.

Особенно проблемными оказались тонкостенные оболочки для кабелей категории КГ-ХЛ - там где требуется одновременно гибкость и стойкость к сшивке. Пришлось разрабатывать модифицированную версию с увеличенным содержанием винилсилоксана, хотя изначально планировали обойтись стандартным набором присадок. Кстати, эту разработку теперь тестируют на кабельном заводе в Подольске для шахтных кабелей.

Замеры дымообразования показывали странные скачки - оказалось, виной всему была неоднородность дисперсии антипиренов при скоростном экструдировании. Пришлось пересматривать всю систему смешения на линии - увеличили длину зоны дегазации и изменили угол наклона шнека. Такие детали в техописаниях не найдёшь.

Полевые испытания vs лабораторные отчёты

Помню случай на ТЭЦ-22 в Екатеринбурге - кабель с маркировкой LSZH при возгорании дал плотное белое облако, хотя по сертификату дымность была в норме. Разбор показал - производитель сэкономил на ингибиторах дымообразования, оставив только базовый набор гидратов. После этого мы в ООО Чэнду Чжанхэ стали добавлять в тестовые образцы молибден триоксид даже в базовые композиции - пусть дороже, но предсказуемее поведение в реальном пожаре.

Интересно наблюдать как по-разному ведут себя бездымные материалы при различных температурах сшивки. Например, при 185°C и 210°C разница в оптических плотностях дыма может достигать 15-20% при одинаковом составе. Это мы обнаружили случайно, когда налаживали линию для кабелей КВВГ-ХЛ - термостат давал погрешность, а последствия оказались серьёзными.

Сейчас на сайте https://www.zhxclkj.ru мы публикуем не только стандартные ТУ, но и графики зависимости дымообразования от скорости экструзии - это помогает клиентам избежать типовых ошибок. Кстати, именно после жалоб с Уралкабеля мы начали указывать рекомендованные диапазоны температур для разных типов экструдеров.

Нюансы применения в специфичных условиях

Для северных регионов пришлось полностью пересматривать пластификаторы - стандартные составы при -45°C трескались при монтаже. Работали совместно с инженерами из Нового Уренгоя - в итоге разработали модификацию с пониженным содержанием стеаратов и увеличенной долей полиолефиновых восков. Не идеально по горючести, но хотя бы монтажники не ругаются на морозе.

С подземными кабелями отдельная история - там где требуется стойкость к грунтовым водам, сшивающиеся материалы должны сохранять стабильность даже при длительном контакте с агрессивными средами. Наши тесты в солевых камерах показали, что добавка 2-3% специальных модифицированных силаногов значительно улучшает барьерные свойства без ущерба для огнестойкости.

Кстати, о распространённом заблуждении - многие думают что достаточно убрать галогены и дыма не будет. На практике же именно комбинация антипиренов и ингибиторов дымообразования даёт реальный эффект. Мы в своих разработках используем трёхкомпонентную систему: гидроксид алюминия как основа, плюс молибденовые соединения, плюс азотсодержащие добавки - такая схема хоть и сложнее в производстве, но даёт стабильные результаты по ГОСТ 12176-89.

Производственные ловушки

Самая частая проблема на старте - неравномерность сшивки по сечению жилы. Особенно критично для кабелей большого диаметра - там где толщина изоляции превышает 3 мм. Решение нашли эмпирическим путём - добавили в состав миграционные промоторы, которые выравнивают распределение сшивающих агентов. Недешёвое удовольствие, но дешевле чем брак на километрах кабеля.

Ещё один момент - цветовая стабильность. Для маркировки фаз нужны яркие цвета, но многие пигменты мешают процессу сшивки. Пришлось разрабатывать собственную палитру на основе неорганических соединений - зелёный цвет долго не получался, пока не попробовали оксид хрома с специальными стабилизаторами.

Сейчас в ассортименте ООО Чэнду Чжанхэ Новые технологии материалов есть отдельная линейка для высоковольтных кабелей - там где требования по дымообразованию особенно жёсткие. Используем модифицированную версию с наноразмерными добавками - дорого, но для метрополитена и атомных станций экономить на этом нельзя.

Экономика vs безопасность

Всегда есть соблазн снизить стоимость за счёт упрощения рецептуры - но с безгалогенными кабельными материалами это особенно опасно. Помню случай когда конкурент пытался заменить часть гидроксида алюминия на карбонат кальция - по лабораторным тестам всё было нормально, а при реальном пожаре в тоннеле кабель дал плотный едкий дым. Суды потом долго длились.

Мы для себя выработали правило - не менее 65% гидроксида алюминия в базовой композиции, даже если клиент просит удешевить. Лучше объяснить почему нельзя, чем потом разбираться с последствиями. Кстати, именно после инцидента в Красноярске мы добавили в договоры пункт о запрете самостоятельных изменений рецептуры.

Сейчас наблюдаем интересную тенденцию - многие переходят на безгалогенные материалы не по требованиям стандартов, а по запросу монтажников. Те кто работал с нашими материалами для объектов типа Лахта-центра, теперь отказываются от традиционных ПВХ композиций даже там где это formally допустимо. Что ж, практический опыт - лучший аргумент.