|
Сравнительный анализ показателей полиэтиленовых труб с гладкой и продольно-ребристой внутренними поверхностями
На Донецком заводе “Донпласт” освоен серийный выпуск полиэтиленовых (п/эт) защитных труб с гладкими и с продольно-ребристыми внутренними поверхностями. Трубы предназначены для защиты от внешних воздействующих факторов оболочек телефонных и электрических (низковольтных) кабелей, смонтированных в них.
Основным недостатком применения для этих целей труб с гладкой внутренней поверхностью (рис. а) является малая используемая их длина одним отрезком по сравнению с фактической длиной кабеля, подлежащего протягиванию или задувке в трубу. Это объясняется большим возникающим сопротивлением в трубе при протягивании или задувке кабеля.
С целью снижения сопротивления протягиванию или задувке кабеля в трубу и увеличения её используемой длины одним отрезком с заправленным в неё кабелем потребителю предлагаются трубы с продольно-ребристыми внутренними поверхностями (рис. б), обладающие следующими конструктивными параметрами: наружные диаметры - 32 и 40 мм, внутренние поверхности имеют 30 и 40 зубцов с шагом 12о и 9о соответственно, высота зубцов продольных ребер - 0,4 мм, ширина зубца на его вершине - не более 0,5 мм. Сравнительные показатели анализируемых труб и их значения представлены в табл. 1.
Таблица 1
|
Диаметр наружый, мм |
Толщина стенки, мм |
Диаметр внутренний, мм |
Профиль поперечного сечения трубы |
Длина окружности внутренней поверхности трубы, мм |
Расчетный коэффициент трения кабеля при его протягивании в трубу без применения сжатого воздуха |
Экспериментальный коэффициент трения кабеля при его задувке в трубу с продольно-ребристой внутренней поверхностью |
|
Рис.а |
Рис.б |
Рис.а |
Рис.б |
Рис.а |
Рис.б |
Рис.а |
Рис.б |
Рис.а |
Рис.б |
Рис.а |
Рис.б |
|
32,0 |
32,0 |
3,5 |
3,91) |
25,0 |
24,22) |
Гладкий |
Зубчатый |
78,500 |
15,003) |
1,00 |
0,191 |
НЕ БОЛЕЕ 0,14) |
|
40,0 |
40,0 |
4,3 |
4,71) |
31,4 |
30,62) |
Гладкий |
Зубчатый |
96,084 |
20,003) |
1,00 |
0,208 | 1) По высоте зубца.
2) Между диаметрально противоположными вершинами зубцов.
3) По вершинам зубцов.
4) См. Протокол определительных испытаний трубы п/эт с продольно-ребристой внутренней поверхностью №34Е от 06.03.2002 г.
Коэффициент трения, полученный при протягивании кабеля в каналы труб с продольно-ребристыми внутренними поверхностями, при прочих равных условиях, кроме указанных в табл. 1, будет не менее как в 4,8 раза меньше, чем полученный в анализируемых трубах с гладкими внутренними поверхностями.
Использование сжатого воздуха для задувки кабеля в трубу с продольно-ребристой внутренней поверхностью еще больше улучшает показатели её применения: 1) значительно снижается сопротивление задувке кабеля в трубу и, следовательно, 2) значительно увеличивается длина используемой трубы одним отрезком с вмонтированным в неё кабелем (свыше 300 м). |
 Рис. Параметры профилей защитных полиэтиленовых труб:
а) с гладкой и б) с продольно-ребристой внутренними поверхностями.
(Значения параметров без скобок - для труб наружным диаметром 32 мм, в скобках - для труб наружным диаметром 40 мм)
При задувке кабеля в трубу с продольно-ребристой внутренней поверхностью значительно снижается коэффициент трения за счет происходящих в ней процессов. В такой трубе потоки сжатого воздуха, движущиеся по продольным внутренним каналам, препятствуют плотному прилеганию кабеля к её нижней внутренней поверхности. Кроме этого, при движении сжатого воздуха в трубе с продольно-ребристой внутренней поверхностью в бoльшей степени, чем в трубе с гладкой внутренней поверхностью, происходит его торможение по периметру с одновременным увеличением скорости воздушного потока в центре. Таким образом вследствие неплотного прилегания кабеля к внутренней продольно-ребристой поверхности и направленного движения сжатого воздуха по продольным каналам происходит образование воздушной подушки между внутренней поверхностью трубы и оболочкой кабеля, что способствует значительному уменьшению коэффициента трения и облегчённому движению кабеля при его задувке.
В результате одновременного сочетания всех вышеперечисленных факторов воздушный поток увлекает за собой кабель и перемещает его по трубе с незначительным касанием о её внутреннюю поверхность.
Следовательно, использование труб с продольно-ребристыми внутренними поверхностями как защитных для монтажа в них кабелей обеспечивает быструю их задувку за счет значительного снижения трения кабелей о внутренние поверхности труб, площадь которых сведена до минимума образованием в них сплошных продольных каналов по всей длине, с одновременным воздействием на этот процесс аэродинамических явлений, описанных выше.
Компьютерная программа FLOW 3D 7.7.1 позволила произвести расчет значения коэффициента трения для волоконно-оптического кабеля (ВОК) наружным диаметром до 20 мм в п/эт оболочке при задувке его в трубу с продольно-ребристой внутренней поверхностью, составившего значение 0,1 (см. табл. 1). Если оболочка ВОК будет выполнена из поливинилхлорида, значение коэффициента трения будет еще меньше указанного.
Испытания по задувке кабеля в трубу с продольно-ребристой внутренней поверхностью наружным диаметром 40 мм и длиною 300 м проводились при температуре 200С и давлении сжатого воздуха в 12 атм (кгс/см2) на входе в трубу. При этом никаких повреждений трубы не зафиксировано.
Сравнительный анализ физико-механических свойств полиэтилена высокого давления (ПЭВД) и полиэтилена низкого давления (ПЭНД)
Изготовление защитных труб на заводе "Донпласт" производится из ПЭВД, имеющего значительные преимущества по сравнению с ПЭНД. Последний используется некоторыми как отечественными, так и зарубежными производителями для изготовления труб различного назначения.
Сравнительные показатели ПЭВД и ПЭНД приведены в табл. 2.
Таблица 2
|
№ п/п |
Показатель |
Преимущества ПЭВД по сравнению с ПЭНД |
|
1 |
Плотность |
Более низкий данный показатель ПЭВД обуславливает такие его свойства: увеличение пластичности и уменьшение сцепления его с поверхностями других тел (внутренней поверхности трубы с оболочкой ВОК), что уменьшает коэффициент их трения и увеличивает граничное внутренее давление на разрыв. Это свойство и увеличивает время наступления момента разрушения изделий из ПЭВД или при допустимых нагрузках он вообще не наступает. |
|
2 |
Предел текучести при растяжении |
Более низкий этот показатель позволяет устранить хрупкое разрушение изделий из ПЭВД во время их растяжения при рабочих температурах. Прочность растянутого ПЭВД выше прочности нерастянутого вследствие упорядочения его молекулярной структуры в линейную форму. У ПЭНД такое свойство менее выражено. |
|
3 |
Прочность при разрыве |
Более высокий рассматриваемый показатель позволяет устранить хрупкое разрушение ПЭВД в режиме растяжения при рабочих температурах. |
|
4 |
Относительное удлинение |
Более высокий рассматриваемый показатель позволяет устранить хрупкое разрушение ПЭВД в режиме растяжения при рабочих температурах.
|
|
5 |
Удлинение при разрыве |
Более высокий рассматриваемый показатель позволяет устранить хрупкое разрушение ПЭВД в режиме растяжения при рабочих температурах. |
|
6 |
Ударная вязкость |
Более высокий этот показатель позволяет устранить хрупкое разрушение изделий из ПЭВД в режиме ударных воздействий при рабочих температурах. |
|
7 |
Стойкость к термоокислению |
Более высокий данный показатель позволяет увеличить срок службы изделий из ПЭВД. |
|
8 |
Стойкость к старению |
Более высокий данный показатель позволяет увеличить срок службы изделий из ПЭВД. |
Трубы защитные производства завода “Донпласт”, изготовленные из ПЭВД, по сравнению с трубами из ПЭНД, исключают возможность повреждения (пореза) оболочек кабелей острыми зубцами при их задувании (протягивании) в защитные п/эт трубы.
При изготовлении труб используются следующие добавки, обеспечивающие увеличение их срока службы:
- светостабилизирующие;
- самозатухающие (неподдерживающие горение);
- отпугивающие грызунов.
Услуга для потребителей - задувка в трубы нити или шнура для механического протягивания в них кабелей. |
