Con l'aumento costante dei requisiti di sicurezza antincendio in settori quali il trasporto ferroviario, i data center, gli edifici commerciali, le energie rinnovabili, la distribuzione di energia e le telecomunicazioni, i cavi a bassa emissione di fumo e senza alogeni (LSZH) sono diventati la scelta preferita per molte applicazioni critiche. Rispetto ai cavi in PVC convenzionali, i cavi LSZH producono una quantità di fumo significativamente inferiore e non rilasciano gas corrosivi contenenti alogeni durante un incendio, contribuendo a migliorare la sicurezza dell'evacuazione e a ridurre i danni ad apparecchiature e infrastrutture.
Tuttavia, essere un cavo LSZH non lo rende immune all'invecchiamento. Nel corso degli anni di servizio, i cavi possono comunque subire crepe nella guaina, deterioramento delle prestazioni di isolamento, perdita delle proprietà meccaniche e persino guasti all'isolamento. Sebbene la durata di vita di un cavo dipenda da fattori quali progettazione, qualità di produzione, installazione e condizioni operative, i materiali LSZH, ampiamente utilizzati per l'isolamento e la guaina dei cavi, svolgono un ruolo fondamentale nel determinarne l'affidabilità a lungo termine.
Segnali comuni di invecchiamento nei cavi LSZH
Con l'invecchiamento dei cavi, sia l'isolamento che la guaina esterna si deteriorano gradualmente. I sintomi tipici di guasto includono guaine indurite o screpolate, infiltrazioni di umidità, riduzione della resistenza di isolamento, aumento anomalo della temperatura, guasti alle giunzioni e cedimento dell'isolamento. Questi problemi possono compromettere l'affidabilità della trasmissione di energia e, a lungo andare, causare fermi macchina, cortocircuiti o altri rischi per la sicurezza.
Nella maggior parte dei casi, i guasti ai cavi non si verificano improvvisamente. Sono invece il risultato del graduale degrado delle proprietà dei materiali. Ad esempio, piccole crepe nella guaina esterna consentono all'umidità e ai contaminanti di penetrare nel cavo, accelerando l'invecchiamento dell'isolamento. Allo stesso modo, l'esposizione prolungata a temperature elevate provoca un deterioramento continuo delle proprietà meccaniche ed elettriche dei materiali, riducendo in definitiva l'affidabilità complessiva del sistema di cavi.
L'esposizione prolungata al calore accelera l'invecchiamento del materiale LSZH.
L'invecchiamento termico è una delle cause più comuni di degrado dei cavi. Quando un cavo opera in condizioni di sovraccarico o è installato in ambienti con scarsa dissipazione del calore, il calore generato dal conduttore viene continuamente trasferito all'isolamento e alla guaina, esponendo i materiali LSZH a temperature elevate per periodi prolungati.
L'esposizione prolungata al calore provoca la degradazione ossidativa della matrice polimerica e alterazioni nella struttura interna del materiale. Di conseguenza, il materiale diventa gradualmente più duro e fragile, e possono verificarsi fessurazioni superficiali. Allo stesso tempo, la resistenza alla trazione, l'allungamento a rottura e le proprietà elettriche diminuiscono, riducendo la capacità del cavo di resistere a sollecitazioni meccaniche e ambientali e aumentando il rischio di guasti all'isolamento.
Per questo motivo, un'alta qualitàcomposto LSZHDovrebbe offrire non solo eccellenti prestazioni ignifughe, ma anche una resistenza superiore all'invecchiamento termico, una stabilità termica a lungo termine e il mantenimento delle proprietà meccaniche per tutta la sua durata di servizio.
L'umidità può ridurre l'affidabilità del sistema di isolamento.
Gli ambienti ad alta umidità, come tunnel sotterranei per servizi pubblici, reti metropolitane, gallerie, porti e installazioni costiere, possono accelerare significativamente l'invecchiamento dei cavi. Se la guaina del cavo è danneggiata o i giunti non sono sigillati correttamente, l'umidità può penetrare gradualmente nel cavo, causando una minore resistenza di isolamento e un degrado delle prestazioni elettriche.
Nei cavi isolati con XLPE (polietilene reticolato), l'infiltrazione prolungata di umidità può innescare la formazione di "alberi d'acqua", un meccanismo di degrado che indebolisce gradualmente l'isolamento. Nei cavi di media e alta tensione, una grave formazione di "alberi d'acqua" può evolvere in scariche parziali e cedimento dell'isolamento. È importante notare che la formazione di "alberi d'acqua" si verifica nell'isolamento in XLPE e non nella guaina LSZH stessa.
Pertanto, i materiali LSZH ad alte prestazioni non dovrebbero solo offrire caratteristiche di bassa emissione di fumo, assenza di alogeni e resistenza alla fiamma, ma anche basso assorbimento d'acqua, proprietà dielettriche stabili ed eccellente resistenza all'invecchiamento da umidità. Queste proprietà contribuiscono a mantenere l'integrità della guaina, a ridurre la probabilità di infiltrazioni d'umidità e a migliorare l'affidabilità a lungo termine dei cavi in ambienti umidi.
Danni meccanici ed esposizione a sostanze chimiche possono ridurre la durata dei cavi.
I danni meccanici rimangono una delle principali cause di guasto prematuro dei cavi. Compressione, trazione eccessiva, piegatura eccessiva durante l'installazione o danni accidentali causati da successivi lavori di costruzione possono compromettere la guaina protettiva esterna, facilitando l'ingresso di umidità, polvere e sostanze corrosive nel cavo e accelerando il degrado dell'isolamento.
Negli impianti chimici, nelle regioni costiere e in altri ambienti industriali difficili, le guaine dei cavi possono essere esposte per lunghi periodi ad acidi, alcali, nebbia salina e varie sostanze chimiche industriali. Se il materiale della guaina non possiede una resistenza chimica sufficiente, può sfaldarsi, screpolarsi o perdere resistenza meccanica, riducendo in definitiva l'affidabilità del cavo a lungo termine.
Per applicazioni impegnative, le mescole per rivestimenti LSZH devono combinare eccellenti prestazioni ignifughe con elevata resistenza all'abrasione, agli urti, agli agenti chimici e flessibilità, al fine di garantire prestazioni affidabili in condizioni di esercizio difficili.
Anche la compatibilità dei materiali influisce sull'affidabilità a lungo termine.
Le giunzioni dei cavi sono tra i punti di guasto più comuni nei sistemi di cablaggio. Sebbene la qualità dell'installazione sia fondamentale, non bisogna trascurare la compatibilità dei materiali. Se i materiali di giunzione differiscono significativamente dall'isolamento o dalla guaina in termini di dilatazione termica, contrazione o proprietà meccaniche, i ripetuti cicli termici possono creare concentrazioni di stress che compromettono le prestazioni di tenuta e l'affidabilità dell'isolamento.
Inoltre, le mescole LSZH di scarsa qualità possono presentare una dispersione inadeguata del riempitivo, un flusso di fusione instabile o un ritiro non uniforme durante la lavorazione. Questi problemi possono influire sulla qualità dell'estrusione, complicare l'assemblaggio dei cavi e aumentare il rischio di guasti a lungo termine.
La selezione di materiali LSZH con prestazioni di lavorazione costanti e proprietà fisiche stabili contribuisce a migliorare la qualità della produzione, garantendo al contempo una migliore compatibilità con gli accessori per cavi.
Come i materiali LSZH di alta qualità migliorano l'affidabilità dei cavi
Per i produttori di cavi, la stabilità delle prestazioni dei materiali è fondamentale per la produzione di prodotti affidabili. Una mescola LSZH di alta qualità non solo deve soddisfare i requisiti di bassa emissione di fumo, assenza di alogeni e resistenza alla fiamma, ma deve anche offrire un'eccellente resistenza all'invecchiamento termico, resistenza meccanica, prestazioni elettriche, resistenza all'umidità e uniformità di processo.
I materiali LSZH di alta qualità contribuiscono a mantenere l'integrità meccanica ed elettrica dell'isolamento e delle guaine dei cavi, rallentando il degrado del materiale in caso di esposizione prolungata a calore, umidità e condizioni di servizio gravose. Ciò contribuisce a migliorare la uniformità del prodotto, ad aumentarne l'affidabilità e a prolungarne la durata.
Inoltre, il nastro LSZH può essere utilizzato per l'avvolgimento, la separazione dei cavi e per applicazioni strutturali ausiliarie, fornendo ulteriore protezione meccanica e stabilità strutturale, pur mantenendo basse emissioni di fumo e assenza di alogeni.
Poiché i requisiti prestazionali continuano ad aumentare nei settori delle costruzioni, ferroviario, energetico, delle energie rinnovabili e delle telecomunicazioni, sempre più produttori di cavi attribuiscono maggiore importanza alla qualità dei materiali. La scelta di materiali LSZH affidabili non solo migliora l'efficienza produttiva e la uniformità del prodotto, ma contribuisce anche a ridurre i guasti sul campo e a prolungare la durata di servizio del cavo.
Conclusione
L'invecchiamento dei cavi LSZH è in genere il risultato di molteplici fattori che agiscono in sinergia, tra cui l'esposizione prolungata al calore, l'umidità, i danni meccanici, l'attacco chimico e la stabilità a lungo termine dei materiali stessi. Tra questi fattori, le prestazioni dei materiali LSZH svolgono un ruolo fondamentale nel determinare l'efficacia con cui il cavo resiste alle sollecitazioni termiche, ambientali e meccaniche durante tutto il suo ciclo di vita.
Per i produttori di cavi, la selezione di mescole e nastri LSZH di alta qualità è essenziale non solo per soddisfare i requisiti di resistenza alla fiamma, bassa emissione di fumo e assenza di alogeni, ma anche per migliorare la resistenza all'invecchiamento termico, la durabilità meccanica e l'affidabilità operativa a lungo termine. Questi materiali offrono una soluzione più sicura, durevole ed ecocompatibile per i moderni sistemi di cablaggio utilizzati in edifici, trasporti ferroviari, energie rinnovabili, distribuzione di energia e telecomunicazioni.
Data di pubblicazione: 29 giugno 2026