La resistenza ambientale è fondamentale nelle applicazioni via cavo per garantire prestazioni, sicurezza e affidabilità a lungo termine. I cavi sono spesso esposti a condizioni difficili come acqua/umidità, sostanze chimiche, radiazioni UV, temperature estreme e sollecitazioni meccaniche. La scelta del materiale giusto con un'adeguata resistenza ambientale è essenziale per mantenere la funzionalità e prolungare la durata del cavo.
Questa sezione esplora i diversi tipi di resistenza ambientale richiesti in varie applicazioni di cavi.
Il rivestimento esterno o guaina funge da prima linea di difesa contro i fattori ambientali. È tipicamente esposto a sostanze chimiche, acqua, variazioni di temperatura e radiazioni UV. I principali materiali utilizzati per il rivestimento esterno sono:PVC (cloruro di polivinile), PE (polietilene) eLSZH (a bassa emissione di fumi e zero alogeni), ognuno dei quali offre diversi livelli di resistenza a seconda dei requisiti applicativi.
1. Resistenza chimica, agli oli e agli idrocarburi
Sia durante l'installazione che durante la vita operativa di un cavo, può verificarsi l'esposizione a sostanze chimiche, oli o idrocarburi, sia a causa di fuoriuscite accidentali che a contatto continuo in ambienti industriali. Tale esposizione può degradare la guaina esterna, causando crepe, rigonfiamenti o perdita di proprietà meccaniche.
La scelta di materiali con elevata resistenza chimica è essenziale per garantire che il cavo mantenga la sua integrità, le sue prestazioni e la sua affidabilità per tutta la sua durata.
Tipi di esposizione chimica:
Sostanze chimiche gassose: le sostanze chimiche gassose hanno generalmente una minore reattività con i polimeri, poiché non penetrano in profondità nel materiale. Tuttavia, gas reattivi come il cloro o l'ozono possono causare degradazione superficiale e influire significativamente sulle proprietà del polimero.
Sostanze chimiche liquide: le sostanze chimiche liquide presentano in genere un rischio maggiore a causa della loro capacità di diffondersi nel materiale. Ciò può causare rigonfiamenti, plastificazioni o reazioni chimiche interne alla matrice polimerica, compromettendone le proprietà meccaniche ed elettriche.
Prestazioni del materiale:
PE (polietilene): offre una buona resistenza a molti prodotti chimici e idrocarburi. È adatto agli ambienti chimici generici, ma può essere sensibile agli agenti ossidanti forti.
PVC (cloruro di polivinile): presenta un'ottima resistenza agli oli, alle sostanze chimiche e agli idrocarburi, soprattutto se formulato con additivi appropriati per la resistenza agli oli.
LSZH (Low Smoke Zero Halogen): offre una moderata resistenza a sostanze chimiche e oli. I composti LSZH sono progettati principalmente per la sicurezza antincendio (producono pochi fumi e sono poco tossici durante la combustione). Tuttavia, formulazioni LSZH specifiche possono migliorare la resistenza a oli e sostanze chimiche quando necessario.
2. Resistenza all'acqua e all'umidità
I cavi sono spesso esposti all'acqua o ad ambienti ad alta umidità durante l'installazione e per tutta la loro vita utile. L'esposizione prolungata all'umidità può causare il degrado dell'isolamento, la corrosione dei componenti metallici e una riduzione delle prestazioni complessive del cavo.
Pertanto, la resistenza all'acqua è una proprietà fondamentale per molte applicazioni di cavi, soprattutto in ambienti esterni, sotterranei o marini.
Tra i materiali di rivestimento più comuni, il PE (polietilene) offre un'eccellente resistenza all'acqua, il che lo rende la scelta preferita per le applicazioni che richiedono una protezione a lungo termine contro l'ingresso di umidità.
I cavi armati di Bassa e Media Tensione con guaina in LSZH o PVC non sono generalmente raccomandati per l'installazione in ambienti permanentemente impregnati d'acqua, come terreni argillosi o aree sotto la falda freatica. Al contrario, le guaine in PE offrono una maggiore resistenza alla migrazione dell'acqua attraverso l'isolamento del cavo. Di conseguenza, i cavi con guaina in PE sono più adatti alle condizioni di umidità e hanno maggiori probabilità di raggiungere la loro piena vita utile.
Progettazione del cavo a tenuta stagna:
Per ottenere una vera resistenza all'acqua nei cavi, vengono prese in considerazione due protezioni principali:
Protezione radiale dall'acqua:
Ottenuto utilizzando materiali quali guaine in piombo o nastri laminati metallo/metallo combinati con polimeri specializzati.
Protezione longitudinale delle acque:
Si ottiene utilizzando nastri o polveri impermeabili che impediscono il movimento dell'acqua lungo il cavo.
Grado di protezione IP (Ingress Protection) e classe AD7/AD8:
Informazioni dettagliate sulle classi di protezione IP e sui valori nominali (ad esempio AD7 o AD8) saranno condivise in un articolo separato.
3. Resistenza ai raggi UV
Comprendere e selezionare la resistenza ambientale appropriata per le applicazioni dei cavi è fondamentale per garantire prestazioni, sicurezza e affidabilità a lungo termine. Fattori come l'esposizione a sostanze chimiche, l'ingresso di acqua, i raggi UV e le variazioni di temperatura possono influire gravemente sull'integrità del cavo se non adeguatamente considerati durante la selezione dei materiali.
La scelta del materiale della guaina esterna più adatto, che sia PVC, PE o LSZH, in base alle specifiche condizioni ambientali può migliorare significativamente la durata e la durata utile del cavo. Inoltre, l'implementazione di adeguate tecniche di protezione dall'acqua e la valutazione dei gradi di protezione IP rafforzano ulteriormente la protezione del cavo in ambienti difficili.
Valutando attentamente queste resistenze ambientali, i sistemi di cavi possono essere ottimizzati meglio per le applicazioni previste, riducendo le esigenze di manutenzione, minimizzando i rischi di guasto e garantendo un funzionamento affidabile per tutto il ciclo di vita previsto.
Data di pubblicazione: 27-04-2025