Кабель для агрессивных сред: нефть, масла, топливо, химия и газы

Для кабеля агрессивная среда — всё, что заставляет оболочку набухать, растворяться, терять пластификатор, трескаться или гидролизоваться: масла и нефть, топливо, СОЖ, гидравлика, растворители, кислоты и щёлочи, моющие средства, горячая вода и пар, озон, некоторые газы. Универсальной оболочки нет. Полиуретан отлично держит минеральные масла и хорошо — дизель, но не переносит кетоны, концентрированные кислоты и щёлочи. Фторполимеры инертны почти ко всему, но жёстче и дороже. Поэтому кабель для агрессивной среды — маслостойкий, стойкий к нефтепродуктам или к СОЖ — подбирают не «вообще», а под конкретное вещество, температуру и время контакта.

Как среда разрушает оболочку

• Набухание. Материал впитывает жидкость: растёт объём, падают прочность и твёрдость. Так действуют ароматические углеводороды, растворители, у многих материалов — масла.
• Вымывание пластификатора. Масло вытягивает пластификатор из обычного ПВХ: оболочка твердеет, усаживается и трескается.
• Растворение. Сильные органические растворители — кетоны, хлорированные углеводороды — растворяют или разрушают оболочку.
• Гидролиз. Горячая вода, пар и тропическая влажность необратимо рвут молекулярные цепи полимеров со сложноэфирными связями — сложноэфирного полиуретана, TPE на основе сложных полиэфиров, а в горячем паре и силикона.
• Озоновое растрескивание. Озон рвёт резины, особенно под нагрузкой: трещины идут поперёк растяжения.
• Проникновение газа до жилы. Сероводород проходит сквозь полимерную оболочку и превращает медь в хрупкий, плохо проводящий сульфид: жила чернеет, теряет сечение и гибкость.

Для спирального кабеля это важно вдвойне: при каждом растяжении оболочка в витках скручивается и изгибается, а растрескивание под действием среды развивается именно под механическим напряжением. Набухание размягчает оболочку, потеря пластификатора делает её жёстче — и то и другое меняет упругость, поэтому спираль может хуже собираться и раньше перестать сжиматься. Стойкость спирали к среде надёжнее проверить на образце.

Какой материал что выдерживает

Оценки обобщённые: для комнатной температуры, кроме строки о горячей воде. У конкретного компаунда стойкость может отличаться, особенно при нагреве. TPE — целое семейство материалов (на основе полиолефинов, стирольных блок-сополимеров, сложных полиэфиров), и разброс внутри него больше, чем у остальных.

Полиуретан — разумный по цене и механике выбор там, где кабель контактирует с минеральными маслами, смазками, минеральной гидравликой, дизелем и брызгами СОЖ. Там, где рядом растворители, горячий пар, концентрированная химия или моющие средства, нужен другой материал. Если химии нет и выбор идёт только по условиям цеха или улицы, смотрите сравнение полиуретана и ПВХ.

Нефть, масла и СОЖ

Минеральные масла, смазки и минеральная гидравлика — самая благоприятная среда для полиуретана: он почти не набухает и сохраняет прочность даже при длительном контакте. Исключения — активные присадки, синтетические эфирные масла, водогликолевые и фосфатно-эфирные гидравлические жидкости: их проверяют отдельно. Обычный ПВХ в масле со временем твердеет, а маслостойкие ПВХ-компаунды бывают очень разного уровня — от стойкости к брызгам до длительных испытаний, поэтому смотрят, по какой методике проверена оболочка.

Сырая нефть сложнее масла: в ней есть ароматические углеводороды, вода, соли, иногда сероводород. Универсальных данных «кабель в сырой нефти» не бывает: состав нефти разных месторождений различается, а для бурового и морского оборудования существуют отдельные жёсткие испытания в буровых растворах. Стойкость к нефти конкретного месторождения проверяют на образце.

Водосмешиваемая СОЖ — это сразу масло, вода, щелочная среда и биоциды, а иногда и микробы, которые заводятся в эмульсии. Брызги и периодическое смачивание полиуретан переносит хорошо. При постоянном контакте, особенно с тёплой эмульсией, стойкость зависит от типа полиуретана, поэтому мы уточняем состав СОЖ и делаем образец. Масляные СОЖ близки к минеральному маслу, но могут содержать активные присадки. На станках спираль обычно идёт к выносным пультам и щупам — там кабель ловит брызги, но не лежит в эмульсии постоянно.

Топливо

• Дизель полиуретан переносит хорошо.
• Бензин — всё зависит от доли ароматики и этанола и от температуры. Брызги и пары полиуретан обычно переносит, постоянное погружение нужно проверять.
• Биотопливо и спирты вызывают заметное набухание полиуретана; топливо с большой долей спирта — повод выбрать другой материал.
• Тормозная жидкость на гликолевой основе для полиуретана не подходит.

Растворители, кислоты, щёлочи, моющие средства

Кетоны (ацетон, МЭК), хлорированные и ароматические растворители разрушают и полиуретан, и ПВХ — для таких сред остаются фторполимеры. Разбавленные кислоты и щёлочи ПВХ и TPE переносят лучше полиуретана, концентрированные, особенно окисляющие, надёжно держат только фторполимеры. Щелочные и хлорные моющие средства и горячая мойка — типичная задача пищевых производств; для неё подбирают специальный компаунд, например TPE, со стойкостью, подтверждённой именно к этим моющим средствам.

Газы и взрывоопасные зоны

Метан, пропан, природный газ, азот и углекислый газ при обычном давлении на оболочку кабеля химически почти не действуют. Опасность горючих газов — во взрыве, азота и углекислого газа — в вытеснении кислорода, но не в разрушении изоляции. Агрессивны другие газы:

• Сероводород проникает сквозь оболочку и портит медные жилы. Для постоянной работы в сероводороде применяют кабели с металлическим барьером, например свинцовой оболочкой, — такую конструкцию задаёт проектировщик.
• Аммиак и хлор — рискованная среда для полиуретана: стойкость сильно зависит от его типа и концентрации. Для ферм и хлораторных материал оболочки подбирают по таблице стойкости конкретного компаунда, при высоких концентрациях — фторполимеры.
• Озон — у сварочных постов, высоковольтного оборудования и электродвигателей с искрящими щётками — опасен для резин. Полиуретан, ПВХ, силикон и фторполимеры к нему стойки.

Во взрывоопасной зоне требования к кабелю задают проект — по ГОСТ IEC 60079-14-2013 и главе 7.3 ПУЭ — и документация на взрывозащищённое оборудование, к которому кабель подключается. Материал изоляции и оболочки там оговорён прямо: ПУЭ требует выполнять гибкий токопровод до 1 кВ переносным кабелем с медными жилами, резиновой изоляцией и резиновой маслобензостойкой оболочкой, не распространяющей горение (п. 7.3.101), и запрещает провода и кабели с полиэтиленовой изоляцией или оболочкой (п. 7.3.102). ГОСТ IEC 60079-14 допускает для переносного оборудования и равноценные по прочности конструкции, но решение о них принимает проектировщик. Поэтому обычный спиральный кабель во взрывоопасную зону без согласования с проектом не ставят. Пришлите требования проекта — менеджер ответит, можем ли мы изготовить такую конструкцию и какие документы на неё предоставим.

Что значит «маслостойкий кабель» и как его испытывают

Само слово ничего не гарантирует — это результат конкретного испытания: какое масло, какая температура, сколько времени и какой допуск на потерю прочности. Длительность выдержки в разных методиках различается в десятки раз — от суток до восьми недель, температура — от 20 до 100 °C:

Ни одна из этих методик не покрывает кетоны, кислоты, моющие средства или СОЖ конкретного цеха, и производители материалов прямо советуют испытывать образец в реальной среде.

Что указать в заявке

Что мы предлагаем

• Спиральные и прямые кабели в полиуретане — для минеральных масел, смазок и гидравлики, дизеля и брызг СОЖ. Складские спирали — в разделе готовых изделий, прямой полиуретановый кабель в бухтах — любого сечения и числа жил.
• Оболочки из TPE, силикона и фторполимеров — по запросу: фторполимеры — для растворителей и концентрированной химии, силикон — для горячей воды и пара, TPE — для моющих средств и разбавленных кислот и щелочей. Конкретный компаунд подбираем под вашу среду.
• Опытный образец от одной штуки — чтобы испытать кабель в вашей среде до заказа партии. Цена и срок одной штуки зависят от материала: нестандартную конструкцию приходится изготавливать с нуля.
• Замена импортных маслостойких кабелей — подбор собственной конструкции по параметрам вместо кабелей Helukabel и Lappkabel; какие испытания и документы можем подтвердить, скажет менеджер.

Число жил, сечение, длину и экран указывают так же, как в любом техническом задании на спиральный кабель, — по нему мы изготовим кабель под вашу среду.

Частые вопросы