L'impatto significativo degli strati di avvolgimento dei cavi sulle prestazioni di resistenza al fuoco

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L'impatto significativo degli strati di avvolgimento dei cavi sulle prestazioni di resistenza al fuoco

La resistenza al fuoco dei cavi è fondamentale durante un incendio e la scelta del materiale e la progettazione strutturale dello strato di avvolgimento influiscono direttamente sulle prestazioni complessive del cavo. Lo strato di avvolgimento è in genere costituito da uno o due strati di nastro protettivo avvolti attorno all'isolante o alla guaina interna del conduttore, offrendo protezione, isolamento termico e funzioni anti-invecchiamento. Di seguito si analizza l'impatto specifico dello strato di avvolgimento sulla resistenza al fuoco da diverse prospettive.

Cavo resistente al fuoco

1. Impatto dei materiali combustibili

Se lo strato di avvolgimento utilizza materiali combustibili (comeNastro in tessuto non tessutoo nastro in PVC), le loro prestazioni in ambienti ad alta temperatura influiscono direttamente sulla resistenza al fuoco del cavo. Questi materiali, quando bruciano durante un incendio, creano uno spazio di deformazione per l'isolamento e gli strati ignifughi. Questo meccanismo di rilascio riduce efficacemente la compressione dello strato ignifugo dovuta alle sollecitazioni ad alta temperatura, riducendo la probabilità di danni allo strato stesso. Inoltre, questi materiali possono smorzare il calore durante le prime fasi della combustione, ritardando il trasferimento di calore al conduttore e proteggendo temporaneamente la struttura del cavo.

Tuttavia, i materiali combustibili stessi hanno una capacità limitata di migliorare la resistenza al fuoco del cavo e in genere devono essere utilizzati in combinazione con materiali resistenti al fuoco. Ad esempio, in alcuni cavi resistenti al fuoco, è necessario un ulteriore strato di barriera al fuoco (comenastro di mica) può essere aggiunto al materiale combustibile per migliorare la resistenza al fuoco complessiva. Questa progettazione combinata può bilanciare efficacemente i costi dei materiali e la controllabilità del processo produttivo nelle applicazioni pratiche, ma i limiti dei materiali combustibili devono comunque essere attentamente valutati per garantire la sicurezza complessiva del cavo.

2. Impatto dei materiali resistenti al fuoco

Se lo strato di avvolgimento utilizza materiali ignifughi come nastro in fibra di vetro rivestito o nastro in mica, è possibile migliorare significativamente le prestazioni di barriera al fuoco del cavo. Questi materiali formano una barriera ignifuga ad alte temperature, impedendo allo strato isolante di entrare in contatto diretto con le fiamme e ritardando il processo di fusione dell'isolante.
Tuttavia, è opportuno notare che, a causa dell'azione di serraggio dello strato di rivestimento, lo sforzo di espansione dello strato isolante durante la fusione ad alta temperatura potrebbe non essere rilasciato verso l'esterno, con conseguente significativo impatto compressivo sullo strato di resistenza al fuoco. Questo effetto di concentrazione dello sforzo è particolarmente pronunciato nelle strutture corazzate con nastri d'acciaio, e può ridurre le prestazioni di resistenza al fuoco.

Per bilanciare i doppi requisiti di serraggio meccanico e isolamento dalle fiamme, è possibile introdurre diversi materiali ignifughi nella progettazione dello strato di avvolgimento, e il tasso di sovrapposizione e la tensione di avvolgimento possono essere regolati per ridurre l'impatto della concentrazione di sollecitazioni sullo strato ignifugo. Inoltre, l'applicazione di materiali ignifughi flessibili è gradualmente aumentata negli ultimi anni. Questi materiali possono ridurre significativamente il problema della concentrazione di sollecitazioni, garantendo al contempo prestazioni di isolamento antincendio, contribuendo positivamente al miglioramento della resistenza al fuoco complessiva.

Nastro di mica calcinata

3. Prestazioni di resistenza al fuoco del nastro di mica calcinata

Il nastro di mica calcinata, come materiale di rivestimento ad alte prestazioni, può migliorare significativamente la resistenza al fuoco del cavo. Questo materiale forma un robusto guscio protettivo ad alte temperature, impedendo alle fiamme e ai gas ad alta temperatura di penetrare nell'area del conduttore. Questo denso strato protettivo non solo isola le fiamme, ma previene anche l'ulteriore ossidazione e i danni al conduttore.

Il nastro di mica calcinata offre vantaggi ambientali, poiché non contiene fluoro né alogeni e non rilascia gas tossici durante la combustione, soddisfacendo i moderni requisiti ambientali. La sua eccellente flessibilità gli consente di adattarsi a scenari di cablaggio complessi, migliorando la resistenza termica del cavo e rendendolo particolarmente adatto per edifici alti e trasporto ferroviario, dove è richiesta un'elevata resistenza al fuoco.

4. L'importanza della progettazione strutturale

La progettazione strutturale dello strato di avvolgimento è fondamentale per la resistenza al fuoco del cavo. Ad esempio, l'adozione di una struttura di avvolgimento multistrato (come un nastro di mica calcinata doppio o multistrato) non solo migliora l'effetto di protezione antincendio, ma fornisce anche una migliore barriera termica in caso di incendio. Inoltre, garantire che il tasso di sovrapposizione dello strato di avvolgimento non sia inferiore al 25% è una misura importante per migliorare la resistenza al fuoco complessiva. Un basso tasso di sovrapposizione può causare dispersioni di calore, mentre un alto tasso di sovrapposizione può aumentare la rigidità meccanica del cavo, influenzando altri fattori prestazionali.

In fase di progettazione, è necessario considerare anche la compatibilità dello strato di avvolgimento con altre strutture (come la guaina interna e gli strati di armatura). Ad esempio, in scenari ad alta temperatura, l'introduzione di uno strato tampone in materiale flessibile può disperdere efficacemente lo stress da dilatazione termica e ridurre i danni allo strato ignifugo. Questo concetto di progettazione multistrato è stato ampiamente applicato nella produzione di cavi e presenta vantaggi significativi, soprattutto nel mercato di fascia alta dei cavi ignifughi.

5. Conclusion

La selezione dei materiali e la progettazione strutturale dello strato di avvolgimento del cavo svolgono un ruolo decisivo nelle prestazioni di resistenza al fuoco del cavo. Selezionando attentamente i materiali (come materiali flessibili ignifughi o nastri di mica calcinata) e ottimizzando la progettazione strutturale, è possibile migliorare significativamente le prestazioni di sicurezza del cavo in caso di incendio e ridurre il rischio di guasti funzionali dovuti al fuoco. La continua ottimizzazione della progettazione dello strato di avvolgimento nello sviluppo delle moderne tecnologie dei cavi fornisce una solida garanzia tecnica per ottenere cavi ignifughi più performanti e rispettosi dell'ambiente.


Data di pubblicazione: 30-12-2024