I moderni sistemi elettrici si basano sulle interconnessioni tra diversi dispositivi, circuiti stampati e periferiche. Che trasmettano potenza o segnali elettrici, i cavi costituiscono la spina dorsale delle connessioni cablate, rendendoli parte integrante di tutti i sistemi.
Tuttavia, l’importanza delle guaine dei cavi (lo strato esterno che circonda e protegge i conduttori interni) viene spesso sottovalutata. La scelta del giusto materiale per la guaina del cavo è una decisione fondamentale nella progettazione e produzione dei cavi, soprattutto se utilizzati in ambienti difficili. Comprendere l'equilibrio tra prestazioni meccaniche, resistenza ambientale, flessibilità, costi e conformità normativa è fondamentale per fare una scelta saggia.
Al centro della guaina del cavo c'è uno schermo che protegge e garantisce la durata e l'affidabilità del cavo interno. Questa protezione protegge da umidità, sostanze chimiche, radiazioni UV e stress fisici come abrasione e impatto.
I materiali per le guaine dei cavi spaziano dalla semplice plastica ai polimeri avanzati, ciascuno con proprietà uniche per soddisfare specifici requisiti ambientali e meccanici. Il processo di selezione è fondamentale perché il materiale giusto garantisce prestazioni e protezione ottimali nelle condizioni di utilizzo previste.
Non esiste una soluzione valida per tutti per i rivestimenti dei cavi. Il materiale selezionato può variare notevolmente a seconda delle circostanze uniche dell'applicazione.
Ci sono diversi fattori da considerare quando si seleziona il giusto materiale per la guaina del cavo.
1. Condizioni ambientali
La resistenza chimica è un fattore critico nella scelta dei rivestimenti dei cavi, poiché i cavi possono entrare in contatto con oli, solventi, acidi o basi, a seconda della loro applicazione. Una guaina del cavo ben selezionata può prevenire il degrado o la corrosione dei componenti sottostanti, mantenendo così l'integrità del cavo per tutta la sua durata. Ad esempio, negli ambienti industriali in cui l’esposizione chimica è comune, è fondamentale selezionare materiali in grado di resistere a condizioni così difficili. In questo caso è necessario valutare le sostanze chimiche specifiche a cui sarà esposto il cavo, poiché ciò determina la necessità di materiali specializzati come i fluoropolimeri per ottenere un'estrema resistenza chimica.
La resistenza agli agenti atmosferici e alla luce solare è un'altra considerazione importante, soprattutto per i cavi utilizzati all'aperto. L'esposizione prolungata alla luce solare può indebolire i materiali tradizionali, portandoli alla fragilità e al possibile cedimento. I materiali progettati per resistere ai raggi UV assicurano che il cavo rimanga funzionale e durevole anche in caso di luce solare intensa. Per tali applicazioni, i materiali ideali sono i materiali termoplastici CPE, i termostati CPE o i termostati EPR. Altri materiali avanzati, come il polietilene reticolato (XLPE), sono stati sviluppati per fornire una maggiore resistenza ai raggi UV, garantendo la longevità del cavo nelle applicazioni esterne.
Inoltre, negli ambienti in cui il rischio di incendio rappresenta un problema, la scelta di una guaina per cavi ignifuga o autoestinguente può rappresentare una scelta salvavita. Questi materiali sono progettati per arrestare la propagazione delle fiamme, aggiungendo un importante livello di sicurezza nelle applicazioni critiche. Per quanto riguarda il ritardo di fiamma, le scelte eccellenti includonoPVCtermoplastici e termoplastici CPE. Tali materiali possono rallentare la propagazione delle fiamme riducendo allo stesso tempo l'emissione di gas tossici durante la combustione.
2. Proprietà meccaniche
La resistenza all'abrasione, la forza d'impatto e la capacità di schiacciamento del rivestimento del cavo influiscono direttamente sulla durata del poliuretano. Ciò è particolarmente necessario nelle applicazioni in cui il cavo attraversa terreni impegnativi o richiede una movimentazione frequente. Nelle applicazioni altamente mobili, come nella robotica o nei macchinari dinamici, la scelta di un rivestimento del cavo con proprietà meccaniche superiori può aiutare a evitare frequenti sostituzioni e manutenzioni. I migliori materiali resistenti all'usura per le coperture delle giacche includono materiali termoplastici in poliuretano e materiali termoplastici CPE.
3. Considerazioni sulla temperatura
L'intervallo di temperatura operativa del materiale del rivestimento del cavo può fare la differenza tra il successo o il fallimento di un sistema. I materiali che non possono resistere all'intervallo di temperature operative dell'ambiente previsto possono diventare fragili in condizioni di freddo o degradarsi se esposti a temperature elevate. Questo degrado può compromettere l'integrità del cavo e causare guasti all'isolamento elettrico, con conseguenti interruzioni operative o rischi per la sicurezza.
Sebbene molti cavi standard possano resistere fino a 105°C, le applicazioni specializzate in PVC potrebbero dover resistere a temperature più elevate. Per settori come quello del petrolio e del gas, le applicazioni speciali richiedono materiali, come i materiali della serie SJS di ITT Cannon, in grado di resistere a temperature fino a 200°C. Per temperature così elevate potrebbe essere necessario prendere in considerazione diversi materiali, tra cui il PVC sul lato termoplastico e il CPE o EPR o CPR sul lato del termostato. I materiali che possono operare in tali ambienti possono sopportare temperature elevate e resistere all'invecchiamento termico, garantendo le prestazioni del cavo nel tempo.
Considera gli ambienti ad alta temperatura, come gli impianti di perforazione onshore. In questi ambienti ad alta pressione e temperatura elevata, è necessario selezionare un materiale di rivestimento del cavo in grado di resistere a temperature estreme senza degradarsi o cedere. In definitiva, la scelta del materiale giusto per il rivestimento del cavo può garantire operazioni sicure e affidabili prolungando al tempo stesso la durata dell'apparecchiatura.
4. La necessità di flessibilità
Alcune applicazioni richiedono che i cavi rimangano flessibili anche sotto ripetuti movimenti di flessione e torsione. Questa esigenza di flessibilità non riduce la necessità di durabilità; pertanto, i materiali devono essere selezionati con attenzione per bilanciare efficacemente questi due requisiti. In questi casi vengono preferiti materiali come gli elastomeri termoplastici (TPE) o il poliuretano (PUR) per la loro elasticità e resilienza.
I cavi utilizzati nell’automazione industriale, ad esempio, devono essere altamente flessibili per adattarsi al movimento di macchinari come i robot. I robot mesh utilizzati per attività quali la raccolta e il posizionamento di parti sono un ottimo esempio di questa esigenza. Il loro design consente un'ampia gamma di movimenti, sottoponendo i cavi a una sollecitazione costante, rendendo necessario l'uso di materiali in grado di resistere alla flessione e alla torsione senza compromettere le prestazioni.
Dopo aver considerato le condizioni ambientali, le proprietà meccaniche, la temperatura e le esigenze di flessibilità, è anche importante notare che il diametro esterno del cavo varierà con ciascun materiale. Per rispettare l'ambiente, il diametro del cavo deve rimanere entro i confini di tenuta del guscio posteriore o dell'attacco del connettore.
Orario di pubblicazione: 12 agosto 2024