Объяснение кабельных соединений HFFR: материалы LSZH для современного производства кабелей

Откройте практически любую современную спецификацию кабеля, и вы наткнетесь на четыре буквы, несущие за собой непомерную ответственность: HFFR. Аббревиатура означает «безгалогеновый антипирен», и за ней стоит целая философия дизайна — не допустить распространения пламени по кабелю, сделать дым достаточно тонким, чтобы сквозь него можно было видеть, и следить за тем, чтобы газы, выделяющиеся во время пожара, не превратили сложную ситуацию в катастрофическую.

Мы потратили годы на создание полиолефиновых материалов для производителей кабелей, которые сталкиваются именно с этой проблемой. В этой статье простым языком изложено, что на самом деле означает HFFR, как создаются эти соединения, какой маршрут сшивки подходит для какой конструкции кабеля и как указать марку, которая подходит для работы, не платя за производительность, которую никто никогда не будет использовать.

Что на самом деле означает HFFR в кабельной инженерии

HFFR описывает семейство кабельных компаундов, не содержащих галогенированных полимеров или добавок — ПВХ, бромированных антипиренов и фторированных технологических добавок. Вместо того, чтобы прерывать цепочку сгорания посредством химического воздействия, эти материалы основаны на полиолефиновой системе с высоким содержанием минералов, которая при нагревании выделяет водяной пар, охлаждая поверхность и разбавляя горючие газы над ней.

Характеристики состава HFFR обычно оцениваются по четырем отдельным семействам испытаний, и это помогает понять, какое из них действительно волнует вашего конечного потребителя:

• Распространение пламени — IEC 60332-1 для одиночного вертикального провода, IEC 60332-3 для кабелей, сгруппированных в лоток.
• Выбросы кислых газов — IEC 60754-1 ограничивает содержание хлористого водорода на уровне 0,5 процента, тогда как IEC 60754-2 требует pH не менее 4,3 и проводимости ниже 10 мкСм/мм.
• Плотность дыма — IEC 61034-2 измеряет коэффициент пропускания света внутри дымовой камеры, где 60 процентов или выше является обычным целевым показателем для классов с низким дымом.
• Выделение тепла и распространение пожара — EN 13501-6 в Европе и GB 31247 в Китае классифицируют кабели как B1, B2 или B3 в зависимости от того, сколько тепла и дыма они способствуют пожару.

Вы также увидите термин LSZH, используемый почти как синоним HFFR в таблицах данных и тендерной документации. На практике они описывают одно и то же семейство материалов на основе полиолефинов: LSZH подчеркивает устойчивость к дыму и галогенам, а HFFR подчеркивает огнестойкость. Если вам нужны химические процессы шаг за шагом, наша техническая заметка по что такое состав LSZH и как он работает подробно его рассматривает.

Почему производительность без галогенов имеет значение в реальных установках

Аргументы в пользу HFFR легче всего увидеть, сравнив его с материалом, который он заменил. Изоляция из ПВХ дешева, гибка и проста в обработке, но она содержит примерно 30 процентов хлора по весу. Когда ПВХ горит, хлор оставляет полимер в виде хлористого водорода — плотного, едкого, едкого газа, который поражает глаза и легкие любого, кто пытается убежать, и оседает на каждой металлической поверхности, к которой прикасается.

В центре обработки данных, на подстанции или в тоннеле метро сам кабель может стать самым опасным элементом здания. Кислотные отложения незаметно разрушают распределительное устройство, серверы и панели управления еще долгое время после того, как пожар потух, а густой черный дым исключает любые шансы на безопасный путь эвакуации. Именно поэтому соединения HFFR появляются везде, где затруднена эвакуация и дорого оборудование: высотные здания, станции метро, ​​тоннели, больницы, информационные залы, трансформаторные и подвижной состав. В этих местах кабель является не просто проводником — он является частью стратегии пожарной безопасности.

Внутри соединения HFFR

Базовым полимером почти всегда является полиолефин: сополимеры ЭВА, линейный полиэтилен низкой плотности, ЭЭА или их смеси с небольшим количеством эластомера для сохранения баланса гибкости. Выбор основы определяет, сколько наполнителя может проглотить состав и при этом аккуратно выдавиться на леску.

Сам антипирен представляет собой гидроксид металла — тригидрат алюминия (ATH) или дигидроксид магния (MDH) — содержание которого составляет примерно 55–65 процентов по весу. При нагревании материала гидроксид эндотермически разлагается, выделяя водяной пар, который охлаждает поверхность полимера и разбавляет горючие газы, в то время как остаточный оксид образует керамический обуглившийся материал, который защищает материал под ним.

Компромисс реален: такое большое количество минерального наполнителя снижает прочность на разрыв и удлинение при разрыве, повышает вязкость расплава и делает поверхность склонной к впитыванию влаги, если с составом обращаться неаккуратно. Мастерство компаундирования заключается в деталях: полиолефины с привитыми силаном в качестве связующих агентов, контролируемые пакеты смазочных материалов, синергисты из силикона или наноглины, а также тщательная сушка и упаковка. Хороший состав HFFR — это сбалансированная система, а не просто полимер с добавленным в него порошком.

Выбор правильного маршрута сшивания

Одним из первых решений в любом проекте HFFR является рабочая температура, поскольку она определяет, нужен ли вам вообще сшитый материал. Термопластичные соединения обычно рассчитаны на температуру от 70 до 90 градусов по Цельсию, в то время как сшитые сорта достигают температуры 125 градусов по Цельсию и гораздо лучше сохраняют свои механические свойства при термическом старении. Сегодня в производстве доминируют четыре маршрута, и у каждого есть свой природный дом.

Для железнодорожных и промышленных кабелей облучение ускорителем остается наиболее предсказуемым вариантом, поскольку плотность сшивок контролируется электронным, а не химическим способом, а готовая изоляция может быть проверена сразу после линии. Для этого сегмента мы производим специальную марку, рассчитанную на температуру 125 °C, и вы можете ознакомиться со спецификациями нашего ускорителя. огнестойкая изоляция LSZH, сшитая облучением для железнодорожного транспорта ниже.

Изоляция LSZH, сшитая облучением ускорителя для железнодорожного транспорта Изоляция LSZH, сшитая при облучении до 125 °C, для рельсовых тяговых и сигнальных кабелей, с классом воспламеняемости B1/B2 и низким дымовыделением. Посмотреть продукт →

Соответствие соединений HFFR конкретному применению

Строительные кабели

Строительные проекты обычно предусматривают классификацию B1 или B2 вместе с номиналом 125 °C для проводки в стояках, шахтах и потолочных пустотах. Здесь изоляция и оболочка должны работать как пара: изоляция выполняет диэлектрические функции, а оболочка выдерживает истирание, влагу и класс пожаробезопасности на поверхности кабеля.

B1/B2 Безгалогенная изоляция с низким дымовыделением для проводов BYJ Безгалогенный изоляционный состав B1/B2 с низким дымообразованием для проводов BYJ, подходит для строительной проводки, требующей огнестойкости, низкой коррозионной активности и отсутствия капель. Посмотреть продукт →

Электрические сети и подстанции

Сетевые кабели выдерживают постоянную нагрузку, большие перепады температур и имеют длительный срок службы. Приоритеты смещаются в сторону термической стабильности и низкого водопоглощения, а не максимально тонкого профиля дымообразования, поэтому в этом сегменте доминируют силаново-сшитые и радиационно-сшитые марки.

Железнодорожный транспорт и подвижной состав

Подвижной состав сочетает в себе вибрацию, контакт с маслом и строгие ограничения по токсичности дыма. Материалы здесь должны выдерживать механическое изгибание в течение десятилетий, одновременно отвечая требованиям огнестойкости, поэтому обычным ответом являются сшитые марки с высоким содержанием наполнителя и хорошим сохранением удлинения.

Ветроэнергетика, фотоэлектрическая и морская энергия

Эти установки подвергаются воздействию ультрафиолетового света, соляных брызг и постоянного механического движения. Например, огнестойкие полиэтиленовые материалы для оболочки, разработанные для ветроэнергетики, созданы для обеспечения гибкости при низких температурах и устойчивости к атмосферным воздействиям, а не для обеспечения максимально возможного содержания наполнителя.

Оптическое волокно, центры связи и обработки данных

Волоконно-оптические кабели создают другой набор проблем: малые радиусы изгиба, плотные кабельные лотки и явное предпочтение материалам, которые не трескаются под напряжением. Оболочка и прочные буферные соединения для этих кабелей требуют низкой усадки, стабильного затухания и чистой обработки на высокоскоростных линиях.

Материал оболочки LSZH для оптоволоконных кабелей и центров обработки данных Безгалогеновый оболочный компаунд B1/B2 для оптоволоконных кабелей связи и центров обработки данных, обеспечивающий низкий дымообразование, огнестойкость и плавную экструзию. Посмотреть продукт →

Если вы хотите увидеть, как эти классы соответствуют реальным конструкциям кабелей, вы можете просмотреть приложения, которые мы поддерживаем .

Практический контрольный список спецификаций

Когда вы вместе с клиентом выбираете соединение HFFR, проработка одних и тех же вопросов в том же порядке экономит недели повторного отбора проб:

1. Подтвердите требуемую классификацию пожарной безопасности и стандарт, по которому она измеряется — GB 31247, EN 13501-6 или спецификацию конкретного проекта.
2. Зафиксируйте рабочую температуру проводника, так как это решает, термопластичный или сшитый.
3. Определите маршрут сшивания, доступный на линии, включая существующее оборудование для облучения, сауны или УФ-излучения.
4. Проверьте механические показатели: прочность на разрыв, удлинение при разрыве и характеристики после термического старения.
5. Просмотрите ограничения обработки — конструкцию шнека экструдера, температурный профиль, скорость линии и геометрию головки.
6. Убедитесь, что комбинация оболочки и изоляции представляет собой систему, а не два независимых материала.
7. Согласуйте приемочные испытания и отслеживание партии до первого запуска производства, а не после него.

Работа с составным партнером

Формулировка — это только половина дела; последовательность – это вторая половина. Производитель кабеля, продающий тысячи метров в день, не может позволить себе компаунд, который ведет себя по-разному от одного поддона к другому, поэтому собственный контроль над сырьем, смешиванием и тестированием качества имеет большее значение, чем глянцевая таблица технических данных.

Наши две производственные базы в Наньтуне занимают площадь более 15 000 квадратных метров и оснащены более чем десятью линиями по производству полиолефиновых кабельных компаундов, а также исследовательским центром площадью более 3000 квадратных метров и технической командой из более чем тридцати специалистов. Эта комбинация позволяет нам адаптировать рецептуру для конкретного экструдера или конкретного стандарта клиента, а не просить клиента адаптироваться к фиксированному каталожному сорту. Мы также держим нашу собственную документацию и информацию об устойчивом развитии открытой для проверки, поскольку выбор материала — это долгосрочное решение, и документы должны сохраняться спустя годы.

HFFR — один из тех материалов, который снаружи выглядит простым, но на самом деле представляет собой серию тщательно сбалансированных компромиссов: наполнитель против гибкости, огнестойкость против технологичности, стоимость против долгосрочной надежности. Хорошая новость заключается в том, что ни один из этих компромиссов не должен быть предположением. Как только класс пожарной безопасности, температурный класс и путь сшивки определены, остальная часть спецификации обычно встает на свои места.

Если вы сейчас работаете над проектом кабеля — строительный провод B1, проект железной дороги, оптоволоконный провод в зал обработки данных — пришлите нам конструкцию и стандарт, которым вы должны соответствовать. Мы честно скажем вам, какая марка ему подходит, и если стандартный термопластичный материал справится с этой задачей, мы так и скажем.