สารประกอบพีวีซีสำหรับสายเคเบิลขนส่ง: คุณสมบัติและมาตรฐาน

คำตอบหลัก

สารประกอบพีวีซีสำหรับสายเคเบิลขนส่ง เป็นสูตรโพลีไวนิลคลอไรด์ที่ออกแบบเป็นพิเศษเพื่อใช้เป็นฉนวนและหุ้มสายเคเบิลที่ใช้ในทางรถไฟ สายไฟยานยนต์ การบินและอวกาศ เรือเดินทะเล และระบบขนส่งมวลชน เป็นวัสดุที่เลือกใช้ในภาคส่วนเหล่านี้เนื่องจากผสมผสานความยืดหยุ่นในช่วงอุณหภูมิที่กว้าง การหน่วงการติดไฟ ความต้านทานต่อน้ำมันและเชื้อเพลิง ความทนทานทางกล และฉนวนไฟฟ้าระยะยาวที่เชื่อถือได้ ทั้งหมดนี้อยู่ในระบบโพลีเมอร์ที่คุ้มค่าและสามารถดำเนินการได้ ซึ่งสามารถปรับแต่งได้อย่างแม่นยำเพื่อให้ตรงตามมาตรฐานความปลอดภัยในการขนส่งระหว่างประเทศ

อะไรทำให้สารประกอบเคเบิลขนส่งแตกต่างจากพีวีซีมาตรฐาน

สารประกอบ PVค เอนกประสงค์ได้รับการกำหนดสูตรสำหรับสายไฟในอาคาร อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค และสายเคเบิลอุตสาหกรรม สารประกอบเคเบิลสำหรับการขนส่งมีเงื่อนไขที่แตกต่างกันโดยพื้นฐานและมีความต้องการมากกว่ามาก ความแตกต่างไม่ได้อยู่ที่ตัวเรซิน PVC พื้นฐาน แต่อยู่ที่วิธีการเติมเคมีและการผสมที่แม่นยำ ซึ่งใช้เพื่อบรรลุเป้าหมายด้านประสิทธิภาพที่เกรดมาตรฐานไม่สามารถตอบสนองได้

สารประกอบเคเบิลพีวีซีมาตรฐาน

อุณหภูมิในการทำงาน: -15°C ถึง 70°C โดยทั่วไป
การหน่วงไฟ: พื้นฐาน (UL 94 V-0 หรือเทียบเท่า)
กระด้างไนล: ดีOP/DINP เอนกประสงค์
ความต้านทานต่อน้ำมัน: มีจำกัด
ระบบกันโคลง: ปรับต้นทุนให้เหมาะสม
ประสิทธิภาพการเสื่อมสภาพ: อายุการใช้งานการออกแบบ 7-10 ปี
ความแข็งฝั่ง ก: 70–90 (ช่วงมาตรฐาน)

การขนส่ง พีวีซี เคเบิ้ล คอมพาวด์

อุณหภูมิในการทำงาน: -40°C ถึง 105°C (หรือ -50°C ถึง 125°C สำหรับราง)
สารหน่วงไฟ: LOI สูงกว่า 28%; เป็นไปตามมาตรฐาน อีN 45545-2, UL 1685, Nเอฟ เอฟ 16-101
พลาสติไซเซอร์: การเคลื่อนตัวต่ำ, น้ำหนักโมเลกุลสูง (TOTM, DINCH, โพลีเมอร์)
ความต้านทานต่อน้ำมันและเชื้อเพลิง: ออกแบบมาให้สัมผัสได้ต่อเนื่อง (น้ำมัน IRM 902/903)
ระบบกันโคลง: Ca/Zn หรือ บีa/Zn ไร้สารตะกั่ว อบด้วยความร้อนเป็นเวลา 3,000 ชั่วโมง
ประสิทธิภาพการเสื่อมสภาพ: อายุการใช้งานการออกแบบ 25–40 ปีในสภาพแวดล้อมที่มีเงื่อนไข
ความแข็ง Shore A: 55–95 ปรับได้ตามการใช้งาน

ช่องว่างด้านประสิทธิภาพระหว่างสองประเภทนี้มีมากในทางปฏิบัติ สายเคเบิลที่หุ้มฉนวนด้วยสารประกอบ PVC มาตรฐานที่ติดตั้งในโครงด้านล่างของรางรถไฟ — ซึ่งจะต้องเผชิญกับไอเสียดีเซล, สารหล่อลื่นสำหรับรางรถไฟ, การสั่นสะเทือนทางกลที่ความถี่ 10–200 Hz และวงจรอุณหภูมิตั้งแต่ -35°C ในฤดูหนาวถึง 95°C ใกล้ระบบเบรก — จะล้มเหลวภายใน 2–4 ปี สายเคเบิลแบบเดียวกันในคอมปาวน์เกรดการขนส่งจะทำงานได้อย่างน่าเชื่อถือตลอดอายุการใช้งาน 30 ปีของสต็อคกลิ้ง

คุณสมบัติด้านประสิทธิภาพที่สำคัญและเคมีเบื้องหลัง

คุณลักษณะด้านประสิทธิภาพหลักแต่ละประการของสารประกอบ PVC สำหรับการขนส่งเป็นผลมาจากการเลือกสูตรโดยเจตนา การทำความเข้าใจความสัมพันธ์เหล่านี้ช่วยให้วิศวกรและผู้เชี่ยวชาญด้านการจัดซื้อสามารถประเมินเอกสารข้อมูลผลิตภัณฑ์และการเรียกร้องของซัพพลายเออร์ได้อย่างมีวิจารณญาณ

คุณสมบัติ 01

ความยืดหยุ่นที่อุณหภูมิต่ำ

สายเคเบิลการขนส่งในสต็อกกลิ้ง ห้องเครื่องยนต์ของยานยนต์ และอุปกรณ์ภาคพื้นดินของสนามบินจะต้องมีความยืดหยุ่นและไม่แตกร้าวที่อุณหภูมิต่ำถึง -40°C หรือ -50°C PVC มาตรฐานจะเปราะต่ำกว่า -15°C เนื่องจากอุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะคล้ายแก้ว (Tg) สูงกว่าช่วงนี้ ในสารประกอบการขนส่ง Tg จะหดหู่โดย:

การใส่พลาสติไซเซอร์อุณหภูมิต่ำในปริมาณสูง — ไตรเมลลิเทต (TOTM) และอะดิพีตจะคงความยืดหยุ่นไว้ที่ -55°C ในสูตรผสมที่ปรับให้เหมาะสมที่สุด
ปริมาณสารตัวเติมลดลง — ปริมาณแคลเซียมคาร์บอเนตจะถูกเก็บไว้ต่ำกว่า 20 phr เพื่อหลีกเลี่ยงความเปราะบาง
การเลือกค่า K — พีวีซีเรซินที่มีค่า K 58–65 ประมวลผลได้ดีขึ้นในระดับพลาสติไซเซอร์ที่ต่ำกว่า ในขณะที่ยังคงประสิทธิภาพการโค้งงอเย็น

การทดสอบมาตรฐานคือการทดสอบ Cold Bend หรือ Cold Crack ตาม IEC 60811-504 (เดิมคือ IEC 60811-1-4) โดยที่สายเคเบิลพันรอบแกนหมุนที่อุณหภูมิเย็นที่กำหนด เกรดการขนส่งจะต้องผ่านโดยไม่มีรอยแตกที่พื้นผิวที่อุณหภูมิ -40°C เป็นอย่างน้อย เกรดรางพรีเมียมที่อุณหภูมิ -50°C

คุณสมบัติ 02

สารหน่วงไฟและควันต่ำ

ในสภาพแวดล้อมการขนส่งแบบปิด — ตู้รถไฟ สถานีรถไฟใต้ดิน ห้องโดยสารเครื่องบิน ภายในเรือ — การแพร่กระจายของไฟและการเกิดควันพิษถือเป็นสิ่งสำคัญต่อความปลอดภัยในชีวิต พีวีซีมีข้อได้เปรียบโดยธรรมชาติ นั่นคือ คลอรีนในแกนหลักจะสร้างก๊าซ HCl ในระหว่างการเผาไหม้ ซึ่งทำหน้าที่เป็นสารหน่วงการติดไฟในสถานะไอ ดัชนีออกซิเจนจำกัด (LOI) ของ PVC ที่ไม่ผ่านพลาสติกจะอยู่ที่ประมาณ 45 ซึ่งสูงกว่าปริมาณออกซิเจนในอากาศถึง 21% อย่างมาก ซึ่งหมายความว่า PVC จะไม่คงสภาพเปลวไฟไว้หากไม่มีการจุดระเบิดจากภายนอก

อย่างไรก็ตาม พลาสติไซเซอร์จะลด LOI นี้ และเกรดการขนส่งจะคืนสภาพโดย:

สารเสริมฤทธิ์พลวงไตรออกไซด์ (Sb2O3) — โดยทั่วไปคือ 3–8 phr — ทำปฏิกิริยากับ HCl เพื่อสร้าง SbCl3 ซึ่งเป็นสารระงับเปลวไฟในเฟสไอที่มีประสิทธิภาพสูง
อะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์ (ATH) หรือแมกนีเซียมไฮดรอกไซด์ (MDH) — สารตัวเติมความร้อนที่ช่วยระบายความร้อนบริเวณการเผาไหม้และปล่อยไอน้ำออกมา
พลาสติไซเซอร์ฟอสเฟตเอสเตอร์ — ให้ทั้งการทำให้เป็นพลาสติกและสารหน่วงไฟเพิ่มเติมในการใช้งานที่มีความต้องการสูง

มาตรฐานหลัก: EN 45545-2 (รถไฟยุโรป), NF F 16-101 (รถไฟฝรั่งเศส), FAR 25.853 (การบิน), รหัส IMO FTP (ทางทะเล) สารประกอบการขนส่งประสิทธิภาพสูงบรรลุระดับอันตรายของ R22/R23 ภายใต้ EN 45545-2 โดยมีความหนาแน่นของควัน (สูงสุด Ds) ต่ำกว่า 300 และผลผลิต CO ต่ำกว่า 0.1 กรัม/กรัม

คุณสมบัติ 03

ความต้านทานต่อน้ำมันและเชื้อเพลิง

สายไฟของรถยนต์และรางรถไฟมักสัมผัสกับน้ำมันเครื่อง น้ำมันไฮดรอลิก น้ำมันดีเซล และน้ำมันเกียร์ เมื่อฉนวนสายเคเบิลหรือปลอกหุ้มสายเคเบิลดูดซับของเหลวเหล่านี้ พลาสติไซเซอร์จะถูกแยกออกมา — กระบวนการที่เรียกว่าการเคลื่อนย้ายของพลาสติไซเซอร์ — ทำให้สารประกอบแข็งตัว แตกร้าว และสูญเสียหน้าที่ในการป้องกัน สารประกอบการขนส่งแก้ไขปัญหานี้ผ่าน:

พลาสติไซเซอร์ที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูง (TOTM, พลาสติไซเซอร์โพลีเมอร์ที่มี MW มากกว่า 1,000 กรัม/โมล) — มีขนาดใหญ่เกินกว่าที่จะถูกสกัดด้วยของเหลวไฮโดรคาร์บอน
การผสม NBR (ยางไนไตรล์) — การเติม NBR 5–15% ให้กับ PVC ช่วยเพิ่มความต้านทานต่อการบวมตัวของอะลิฟาติกและอะโรมาติกไฮโดรคาร์บอนได้อย่างมาก
ระบบ PVC เชื่อมขวาง — ลำแสงอิเล็กตรอนหรือการเชื่อมขวางทางเคมีสร้างโครงสร้างเครือข่ายที่จำกัดการเคลื่อนที่ของพลาสติไซเซอร์อย่างรุนแรง

การวัดมาตรฐานคือการทดสอบแบบจุ่มตามมาตรฐาน ISO 6945 หรือ แซ่เจ1128/J1532 (ยานยนต์) โดยใช้น้ำมันอ้างอิง IRM 902 และ IRM 903 ที่อุณหภูมิ 100°C เป็นเวลา 70 ชั่วโมง สารประกอบ PVC สำหรับยานยนต์ระดับพรีเมี่ยมแสดงความต้านทานแรงดึงสูงกว่า 85% และการเก็บรักษาการยืดตัวมากกว่า 70% หลังการบำบัดนี้

คุณสมบัติ 04

การเสื่อมสภาพของความร้อนและความเสถียรทางความร้อน

พีวีซีสลายตัวที่อุณหภูมิสูงโดยดีไฮโดรคลอริเนชัน ซึ่งเป็นปฏิกิริยาลูกโซ่ที่ปล่อยก๊าซ HCl และสร้างลำดับโพลีอีนแบบคอนจูเกต ซึ่งจะทำให้วัสดุเปลี่ยนสีและลดคุณสมบัติทางกล ในการใช้งานด้านการขนส่งที่สายเคเบิลวิ่งใกล้เครื่องยนต์ ระบบเบรก หรืออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลังสูง อุณหภูมิคงที่อยู่ที่ 90–125°C เป็นเรื่องปกติ เสถียรภาพทางความร้อนได้รับการออกแบบทางวิศวกรรมผ่าน:

ระบบเพิ่มความเสถียร Ca/Zn ไร้สารตะกั่ว — แคลเซียมสเตียเรตและซิงค์สเตียเรตทำหน้าที่ประสานกันเพื่อจับ HCl และป้องกันการเสื่อมสลายของโซ่ จำเป็นสำหรับการปฏิบัติตาม RoHS และ REACH ตั้งแต่ปี 2546-2549
น้ำมันถั่วเหลืองอิพอกซิไดซ์ (ESBO) สารคงตัวร่วม — ให้การกำจัด HCl รองและความเข้ากันได้ของพลาสติไซเซอร์
สารต้านอนุมูลอิสระฟีนอลที่ถูกขัดขวาง — ปกป้องสารประกอบระหว่างการเสื่อมสภาพจากความร้อนในระยะยาว

การทดสอบการเสื่อมสภาพด้วยความร้อนของสารประกอบในการขนส่ง: IEC 60811-401 (การเสื่อมสภาพของเตาอบลมที่อุณหภูมิพิกัดขั้นต่ำ 168 ชั่วโมง; 3,000 ชั่วโมงสำหรับเกรดพรีเมียม) โดยมีข้อกำหนดโดยทั่วไปคือการเก็บรักษาความต้านทานแรงดึงสูงกว่า 70% และการเก็บรักษาการยืดตัวที่สูงกว่า 65%

คุณสมบัติ 05

การขัดถูและความทนทานทางกล

สายเคเบิลในชุดสายไฟเครื่องยนต์ยานยนต์ ช่วงล่างของรางรถไฟ และห้องเครื่องยนต์ทางทะเลต้องเผชิญกับความเครียดทางกลอย่างต่อเนื่อง เช่น การสั่นสะเทือน การเสียดสีกับขอบโลหะ การเสียดสีจากเศษซาก และการโค้งงอแบบวน ความเหนียวของสารประกอบพีวีซีในการใช้งานเหล่านี้ขึ้นอยู่กับ:

การเลือกตัวปรับแรงกระแทก — คลอรีนโพลีเอทิลีน (CPE) หรือเมทาคริเลต-บิวทาไดอีน-สไตรีน (MBS) ที่ 5–15 phr ปรับปรุงความต้านทานแรงกระแทกของรอยบากได้อย่างมากโดยไม่ทำให้ความแข็งของพื้นผิวลดลงอย่างมีนัยสำคัญ
ความต้านแรงดึงที่สูงกว่า 12 MPa (การทดสอบ IEC 60811-501) สำหรับเกรดปลอก; สูงกว่า 10 MPa สำหรับเกรดฉนวน
การยืดตัวที่จุดขาดมากกว่า 200% — ช่วยให้สารประกอบเปลี่ยนรูปแทนที่จะแตกร้าวภายใต้ความเค้นเชิงกลเฉพาะจุด
การทดสอบความต้านทานการเสียดสีตามมาตรฐาน ISO 6722 (ยานยนต์) — สารประกอบต้องต้านทานแรงขูด 7 N มากกว่า 1,000 จังหวะขั้นต่ำบนพื้นผิวสายเคเบิล

การใช้งานสายเคเบิลขนส่ง: ข้อกำหนดตามภาคส่วน

ภาคการขนส่งแต่ละภาคกำหนดกรอบการกำกับดูแล ความเครียดด้านสิ่งแวดล้อม และลำดับชั้นการปฏิบัติงานของตนเอง ภาพรวมต่อไปนี้ให้รายละเอียดสิ่งที่สำคัญที่สุดในแต่ละบริบท และวิธีการปรับสูตรสารประกอบ PVC ให้สอดคล้องกัน

ภาคส่วน	ประเภทสายเคเบิลกุญแจ	คุณสมบัติพีวีซีที่สำคัญ	มาตรฐานเบื้องต้น	ช่วงอุณหภูมิทั่วไป
รถไฟ / การขนส่งทางรถไฟ	กำลังฉุดลาก สัญญาณควบคุม สายไฟสำหรับผู้โดยสาร การส่งสัญญาณข้างรางรถไฟ	สารหน่วงการติดไฟ (EN 45545-2), ควันต่ำ, -40°C ถึง 105°C, อายุการใช้งาน 30 ปี	ห้องน้ำในตัว 45545-2, NF F 16-101, บี 6853	-40°ซ ถึง 105°ซ
ยานยนต์	ชุดสายไฟเครื่องยนต์, สายไฟตัวถัง, สายแบตเตอรี่, สายเซ็นเซอร์, สายไฟ EV/HV	ความต้านทานต่อน้ำมัน/เชื้อเพลิง, การโค้งงอเย็น -40°C, การเสียดสี (ISO 6722), การอัดขึ้นรูปผนังบาง	ISO 6722, SAE J1128, เลเวล 112, VW 60306	-40°ซ ถึง 125°ซ
การเดินเรือ / การต่อเรือ	ระบบนำทาง สายไฟห้องเครื่องยนต์ สายไฟปั๊มน้ำท้องเรือ ไฟส่องสว่างบนดาดฟ้า	ต้านทานน้ำเค็ม เปลวไฟ/ควัน (IMO) ความเสถียรต่อรังสียูวี ต้านทานน้ำมัน	ไออีซี 60092-360, เอ็นอีเค 606, IMO FTP	-30°ซ ถึง 90°ซ
การสนับสนุนการบินและอวกาศ / ภาคพื้นดิน	อุปกรณ์สนับสนุนภาคพื้นดิน สายไฟของยานพาหนะในสนามบิน การติดตั้งห้องโดยสารเครื่องบิน	เปลวไฟ (FAR 25.853), ก๊าซออกต่ำ, งอเย็น -55°C, น้ำหนักลดลง	ไกล 25.853, MIL-W-22759, โบอิ้ง D6-51052	-55°ซ ถึง 105°ซ
การขนส่งทางถนน / ยานพาหนะเพื่อการพาณิชย์	สายไฟตัวถังรถบรรทุก สายเชื่อมต่อรถพ่วง ระบบผู้โดยสารรถบัส	ทนต่อรังสี UV, ความล้าจากการสั่นสะเทือน, ทนต่อความชื้น, เป็นไปตาม RoHS	ISO 14572, ดิน 72551, ECE R118	-40°ซ ถึง 105°ซ

สิ่งที่รวมอยู่ในสารประกอบ PVC เกรดการขนส่ง

สารประกอบ PVC ของสายเคเบิลสำหรับการขนส่งไม่ใช่วัสดุชนิดเดียว แต่เป็นระบบที่มีความสมดุลอย่างแม่นยำซึ่งประกอบด้วยส่วนผสม 6-12 ชนิด ซึ่งแต่ละส่วนผสมมีคุณสมบัติการทำงานเฉพาะ ตารางด้านล่างสรุปองค์ประกอบหลักและบทบาทในสูตรประสิทธิภาพสูงทั่วไป:

ส่วนประกอบ	กำลังโหลดทั่วไป (phr)	ฟังก์ชั่น	ตัวอย่างวัสดุ
พีวีซีเรซิน	100 (อ้างอิง)	โพลีเมอร์พื้นฐาน ให้ฉนวนไฟฟ้า เคมีแกนหลัก	เกรดระบบกันสะเทือน K-58 ถึง K-70
พลาสติไซเซอร์หลัก	30–70	ความยืดหยุ่น ประสิทธิภาพที่อุณหภูมิต่ำ ความสามารถในการแปรรูป	TOTM, DINP, DINCH, DPHP, โพลีเมอร์
โคลงความร้อน	2–5	การกำจัด HCl; ป้องกันการเกิดดีไฮโดรคลอริเนชันระหว่างการแปรรูปและการบริการ	Ca/Zn, Ba/Zn หนึ่งแพ็ค; Organotin (การใช้สัมผัสอาหารแบบไม่ขนส่ง)
สารหน่วงไฟ	5–25	เพิ่ม LOI; ลดควันและก๊าซพิษ	Sb2O3 ATH ผสมผสาน; ฟอสเฟตเอสเทอร์; สังกะสีบอเรต
ฟิลเลอร์	5–30	การลดต้นทุน การปรับความแข็ง ความมั่นคงของมิติ	CaCO3 ที่ตกตะกอน, ดินเผา, แป้งโรยตัว
ตัวแก้ไขผลกระทบ	3–15	ปรับปรุงความต้านทานแรงกระแทกของรอยบากและความเหนียวที่อุณหภูมิต่ำ	CPE, MBS, ACR
น้ำมันหล่อลื่น	0.5–2	ควบคุมการไหลของของเหลว ป้องกันแผ่นตายออก ลดแรงเสียดทาน	แคลเซียมสเตียเรต, ขี้ผึ้ง PE, กรดสเตียริก
สารต้านอนุมูลอิสระ	0.2–1	การป้องกันการเกิดริ้วรอยจากอนุมูลอิสระในระยะยาว รองรับความเสถียรของรังสียูวี	อิร์แกน็อกซ์ 1010, อิร์แกน็อกซ์ 1076, DLTDP
เม็ดสี/คาร์บอนแบล็ค	0.5–3	การเข้ารหัสสี คัดกรองรังสียูวี (คาร์บอนแบล็ค); เครื่องหมายประจำตัว	ไทเทเนียมไดออกไซด์ คาร์บอนแบล็ค N330

มาตรฐานสากลที่ใช้ควบคุมสายเคเบิลขนส่ง PVC คอมพาวด์

การปฏิบัติตามกรอบมาตรฐานที่เกี่ยวข้องถือเป็นอุปสรรคด้านคุณสมบัติขั้นพื้นฐานสำหรับสารประกอบเคเบิลในการขนส่ง ภูมิทัศน์จะกระจัดกระจายตามรูปแบบการขนส่ง ภูมิภาค และการใช้งานปลายทาง การทำความเข้าใจว่ามาตรฐานใดที่ใช้กับแอปพลิเคชันใดจะช่วยป้องกันข้อผิดพลาดด้านข้อกำหนดที่มีค่าใช้จ่ายสูง

ทางรถไฟ

EN 45545-2 — ประสิทธิภาพการยิงรถไฟยุโรป ระดับอันตราย R1–R3 และ R22/R23 สำหรับสายเคเบิล ควบคุมการแพร่กระจายของเปลวไฟ ความหนาแน่นของควัน ความเป็นพิษของควัน และการปล่อยความร้อน
NF F 16-101 — มาตรฐานการรถไฟแห่งชาติฝรั่งเศส จำแนกประเภทวัสดุตามไฟ (F0–F3) และความเป็นพิษ (T0–T3) ยังคงอ้างอิงโดยข้อกำหนด SNCF และ RATP
บี 6853 — มาตรฐานเพลิงไหม้สต็อกรถไฟของสหราชอาณาจักร จำเป็นในอดีตสำหรับรถไฟใต้ดินและเครือข่ายรถไฟในลอนดอน; ขณะนี้กำลังเปลี่ยนไปใช้ EN 45545
GOST อาร์ 53315 — มาตรฐานเปลวไฟรางรัสเซีย/EAEU จำเป็นสำหรับโครงการรถไฟรัสเซีย (RZD)

ยานยนต์

ISO 6722 - สายเคเบิลแบบแกนเดี่ยวสำหรับยานพาหนะบนถนน กำหนดการทดสอบแรงดึง การยืดตัว การเสียดสี ความต้านทานต่อของเหลว และการทดสอบระดับอุณหภูมิ
SAE J1128 — มาตรฐานสายไฟยานยนต์อเมริกาเหนือ ใช้กันอย่างแพร่หลายโดย OEM ของสหรัฐอเมริกาและซัพพลายเออร์ระดับ 1
เลเวล 112 — มาตรฐานสายเคเบิล OEM ของเยอรมัน (BMW, Mercedes, VW/Audi) เข้มงวดกว่า ISO 6722 ในด้านความต้านทานความร้อนและสารเคมีหลายค่า
ISO19642 — อัปเดตมาตรฐานสายเคเบิลยานยนต์หลายส่วนแทนที่ ISO 6722 ในโปรแกรมใหม่ แนะนำข้อกำหนดการเดินสายไฟ EV/HV

มารีน

IEC 60092-360 — วัสดุฉนวนและเปลือกสำหรับสายเคเบิลบนเรือและนอกชายฝั่ง ระบุประเภท PVC สารประกอบ SHF1, SHF2 และ HF
รหัส IMO FTP ตอนที่ 1/3 — ขั้นตอนการทดสอบไฟขององค์การทางทะเลระหว่างประเทศสำหรับการติดไฟที่พื้นผิวและความหนาแน่นของควัน
NEK 606 — มาตรฐานเคเบิลนอกชายฝั่งนอร์เวย์ (น้ำมันและก๊าซในทะเลเหนือ) ข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพทางกลและไฟที่มีความต้องการอย่างมาก

สารประกอบพีวีซีในการเดินสายไฟรถยนต์ไฟฟ้า: ความต้องการใหม่ วัสดุที่ได้รับการพิสูจน์แล้ว

การเติบโตอย่างรวดเร็วของรถยนต์ไฟฟ้าที่ใช้แบตเตอรี่ (BEV) และรถยนต์ไฟฟ้าไฮบริด (HEV) ไม่ได้เข้ามาแทนที่ PVC จากการเดินสายไฟในรถยนต์ - มันได้สร้างข้อกำหนดใหม่ที่สารประกอบ PVC สำหรับการขนส่งสมัยใหม่กำลังได้รับการกำหนดเพื่อตอบสนอง ในสถาปัตยกรรม EV พีวีซียังคงเป็นฉนวนและวัสดุหุ้มที่โดดเด่นสำหรับการเดินสายไฟเสริมแรงดันต่ำ (ประกอบด้วย 70–80% ของจำนวนสายเคเบิลใน BEV ทั่วไป) ในขณะที่แบตเตอรี่แรงดันสูง (HV) และสายเคเบิลระบบขับเคลื่อนใหม่นำเสนอความท้าทายที่แตกต่างกัน:

สายแบตเตอรี่ไฟฟ้าแรงสูง

ทำงานที่ 400V ถึง 800V DC โดยมีกระแสโหลดสูงถึง 500A ในสถานการณ์การชาร์จเร็ว สารประกอบ PVC สำหรับสายแบตเตอรี่ HV จะต้องมีความคงทนของไดอิเล็กทริกสูงกว่า 20 กิโลโวลต์/มม. ความต้านทานการคายประจุบางส่วน และความเข้ากันได้กับตัวนำอะลูมิเนียม (ซึ่งสร้างความเสี่ยงต่อการกัดกร่อนของกัลวานิกกับสูตรผสมบางสูตร) ทางเลือกปลอดฮาโลเจนเฉพาะทางแข่งขันกันที่นี่ แต่พีวีซียังคงรักษาตำแหน่งที่แข็งแกร่งเนื่องจากความสามารถในการขึ้นรูปที่เหนือกว่าในการอัดขึ้นรูปผนังบางที่ความหนาของฉนวน 0.2–0.4 มม.

สายเคเบิลระบบการจัดการความร้อน

สายเคเบิลของระบบทำความเย็นที่ทำงานติดกับวงจรการจัดการความร้อนของแบตเตอรี่ต้องเผชิญกับการสัมผัสกับสารหล่อเย็นน้ำไกลคอลอย่างต่อเนื่อง สารประกอบ PVC สำหรับการขนส่งสำหรับการใช้งานนี้จะต้องแสดงให้เห็นการเปลี่ยนแปลงปริมาตรน้อยกว่า 3% หลังจากการแช่ในของเหลวหล่อเย็นเทียบเท่าน้ำมัน IRM 902 เป็นเวลา 70 ชั่วโมง ในขณะที่ยังคงรักษาค่าแรงดึงและการยืดตัวให้สูงกว่า 80% ของค่าพื้นฐาน สิ่งนี้ได้ขับเคลื่อนการนำสารประกอบโลหะผสม NBR-PVC มาใช้สำหรับการเดินสายไฟในบริเวณใกล้ระบบทำความเย็นโดยเฉพาะ

การชาร์จสายเคเบิลโครงสร้างพื้นฐาน

สายชาร์จ EV โดยเฉพาะสายไฟ DC แบบชาร์จเร็ว จะต้องยืดหยุ่นได้ที่อุณหภูมิแวดล้อมต่ำถึง -35°C ในขณะที่ทนทานต่อการหมุนเวียนเชิงกลซ้ำๆ (การงอ ขดม้วน และการลาก) สายเคเบิลตัวเชื่อมต่อระบบการชาร์จแบบรวม (CCS) และ CHAdeMO ระบุสารประกอบเปลือก PVC ที่มีการยืดตัวขั้นต่ำ 300% ที่ -35°C เฟล็กซ์เย็น ความต้านทานรังสียูวีเทียบเท่ากับการสัมผัสกับมาตรวัดสภาพอากาศแบบซีนอนอาร์ค 1,000 ชั่วโมง และการรับรอง VDE/UL 2251 สำหรับชุดประกอบสายชาร์จ

วิธีเลือกสารประกอบ PVC ที่เหมาะสมสำหรับสายเคเบิลขนส่งของคุณ

การเลือกสารประกอบ PVC สำหรับสายเคเบิลขนส่งจำเป็นต้องทำงานผ่านกรอบการตัดสินใจที่มีโครงสร้าง การรีบไปที่เอกสารข้อมูลวัสดุโดยไม่ยืนยันข้อกำหนดการใช้งานเป็นสาเหตุที่พบบ่อยที่สุดของความล้มเหลวด้านคุณสมบัติในการจัดซื้อสายเคเบิล ใช้ลำดับนี้:

กำหนดสภาพแวดล้อมด้านกฎระเบียบก่อน

ระบุว่าระบบมาตรฐานใดที่ใช้: รถไฟยุโรป (EN 45545-2), ยานยนต์ (ISO 6722/19642 หรือ OEM เฉพาะเช่น LV 112), เรือเดินทะเล (IEC 60092-360) หรือการบิน (FAR 25.853) มาตรฐานจะกำหนดเกณฑ์ประสิทธิภาพขั้นต่ำที่ยอมรับได้สำหรับพารามิเตอร์อื่นๆ หากไม่มีสิ่งนี้ จะไม่มีการป้องกันการตัดสินใจเลือกอื่นใด

กำหนดช่วงอุณหภูมิในการทำงาน

กำหนดทั้งอุณหภูมิการทำงานต่อเนื่องสูงสุด (โดยที่การเสื่อมสภาพของความร้อนและความเสถียรทางความร้อนจะควบคุม) และอุณหภูมิความเย็นขั้นต่ำ (โดยที่การเลือกพลาสติไซเซอร์และประสิทธิภาพการโค้งงอของความเย็นจะควบคุม) โปรดทราบว่าข้อกำหนดทั้งสองนี้ทำงานร่วมกัน — การปรับให้เหมาะสมกับความยืดหยุ่นที่อุณหภูมิต่ำมักจะลดความเสถียรที่อุณหภูมิสูง โดยต้องมีความสมดุลอย่างระมัดระวังในสูตร

ระบุโปรไฟล์การสัมผัสสารเคมี

ระบุของเหลวทุกชนิดที่สายเคเบิลสัมผัสระหว่างการบริการ: เกรดน้ำมันเครื่องเฉพาะ ประเภทของน้ำมันไฮดรอลิก ส่วนประกอบเชื้อเพลิง (ดีเซล เบนซิน ส่วนผสมไบโอดีเซล) สารหล่อเย็น สารทำความสะอาด แจ้งรายชื่อนี้แก่ซัพพลายเออร์สารประกอบ โดยจะอ้างอิงโยงกับข้อมูลการทดสอบการแช่ หลีกเลี่ยงการใช้คำกล่าวอ้างทั่วไป "ทนน้ำมัน" โดยไม่มีข้อมูลความเข้ากันได้ของของเหลวโดยเฉพาะ

ระบุแบบฟอร์มใบสมัคร: ฉนวนและเปลือก

สารประกอบฉนวน (ที่สัมผัสโดยตรงกับตัวนำ) จะต้องจัดลำดับความสำคัญของคุณสมบัติทางไฟฟ้า ได้แก่ ความต้านทานปริมาตรสูงกว่า 10^12 โอห์ม·ซม. ความคงทนของไดอิเล็กทริกสูงกว่า 15 กิโลโวลต์/มม. และความจุไฟฟ้าต่ำสำหรับสายสัญญาณ สารประกอบเปลือก (แจ็คเก็ตด้านนอก) ให้ความสำคัญกับการป้องกันทางกล ความต้านทานการเสียดสี ความคงตัวของรังสี UV และความทนทานต่อสารเคมี การใช้เกรดฉนวนเป็นปลอก — หรือกลับกัน — เป็นข้อผิดพลาดที่พบบ่อยและมีค่าใช้จ่ายสูงในการออกแบบสายเคเบิล

ประเมินความเข้ากันได้ในการประมวลผล

สารประกอบจะต้องสามารถแปรรูปได้บนสายการอัดรีดของคุณ พารามิเตอร์หลัก: ดัชนีการไหลของของเหลว (MFI) ที่ตรงกับการออกแบบสกรู หน้าต่างอุณหภูมิการประมวลผล (โดยทั่วไปคือ 160–185°C สำหรับการขนส่ง PVC — แคบพอที่จะทำให้เกิดปัญหาหากสารประกอบไม่ตรงกับสายการผลิต) และค่าสัมประสิทธิ์การบวมของแม่พิมพ์ซึ่งกำหนดการควบคุมขนาดที่ความเร็วที่จำเป็นสำหรับการผลิตเชิงเศรษฐกิจ

ขอใบรับรองการทดสอบจากบุคคลที่สาม

อย่าพึ่งพาการประกาศตนเองของซัพพลายเออร์สำหรับการใช้งานด้านการขนส่ง ต้องการรายงานการทดสอบจากห้องปฏิบัติการที่ได้รับการรับรอง (BASEC, DEKRA, UL, SGS, Bureau Veritas, TUV) สำหรับเกรดสารประกอบและล็อตเฉพาะ สำหรับการใช้งานทางรถไฟ อาจจำเป็นต้องได้รับอนุมัติประเภทจากหน่วยงานระดับชาติที่เกี่ยวข้อง (ERA ในยุโรป, AAR ในอเมริกาเหนือ) ก่อนที่จะสามารถติดตั้งสายเคเบิลบนรางรถไฟได้

ตอบคำถามทางเทคนิคเกี่ยวกับการขนส่งสารประกอบ PVC แล้ว

สารประกอบ PVC เป็นไปตาม RoHS และ REACH สำหรับการใช้งานในการขนส่งหรือไม่

สารประกอบ PVC เกรดสำหรับการขนส่งสมัยใหม่ได้รับการกำหนดสูตรเพื่อให้สอดคล้องกับ RoHS Directive 2011/65/EU (ซึ่งจำกัดตะกั่ว แคดเมียม ปรอท โครเมียมเฮกซะวาเลนต์ และสารหน่วงการติดไฟประเภทโบรมีนบางชนิด) และกฎระเบียบ REACH (EC) หมายเลข 1907/2006 สารเพิ่มความคงตัวแบบมีสารตะกั่ว ซึ่งพบได้ทั่วไปก่อนปี 2003 ได้ถูกแทนที่ด้วยระบบ Ca/Zn และ Ba/Zn จากผู้ผลิตสารประกอบที่มีชื่อเสียงทุกราย ข้อกำหนดการจัดซื้อควรต้องมีการประกาศ SVHC (สารที่ต้องกังวลสูงมาก) และการรับรอง RoHS ด้วยตนเองจากผู้ผลิตสารประกอบอย่างชัดเจน

สารประกอบ PVC สามารถใช้กับฉนวนสายไฟฟ้าแรงสูง EV ที่สูงกว่า 600V ได้หรือไม่

สารประกอบ PVC เฉพาะทางสามารถกำหนดสูตรสำหรับบริการแรงดันไฟฟ้าสูงถึง 1,000V AC หรือ 1,500V DC ซึ่งครอบคลุมสถาปัตยกรรม BEV ส่วนใหญ่ รวมถึงแพลตฟอร์ม 800V โดยทั่วไปแล้วจะระบุสารประกอบโพลีเอทิลีนแบบ cross-linked (XLPE), EPR หรือยางซิลิโคนที่สูงกว่าเกณฑ์นี้ ปัจจัยจำกัดสำหรับ PVC ในการใช้งาน HV โดยทั่วไปคือความต้านทานการคายประจุบางส่วนและการสูญเสียอิเล็กทริกที่ความถี่สูง (เอาท์พุตอินเวอร์เตอร์ที่เปลี่ยน IGBT จะสร้างพัลส์แรงดันไฟฟ้าความถี่สูง) แทนที่จะเป็นความแรงของการพังทลายของอิเล็กทริกต่อตัว

สารประกอบพีวีซีประเภท ST1 และ ST2 ใน IEC 60092-360 แตกต่างกันอย่างไร

ภายใต้ IEC 60092-360 สารประกอบฉนวน PVC ได้รับการกำหนดให้เป็นประเภท SH (กระดานต่อเรือมาตรฐาน) ST1 เป็นสารประกอบเปลือกอเนกประสงค์ที่มีอุณหภูมิ 60°C ในขณะที่ ST2 เป็นสารประกอบเปลือกเกรดสูงกว่าที่มีอุณหภูมิ 75°C พร้อมคุณสมบัติทางกลที่ได้รับการปรับปรุง การกำหนด SHF1 และ SHF2 หมายถึงสารประกอบที่ปราศจากฮาโลเจน ซึ่งใช้ฐานโพลีเมอร์ EVA หรือ LSZH แทน PVC สำหรับการใช้งานที่การลดการสร้างก๊าซกรดฮาโลเจนในระหว่างการดับเพลิงเป็นสิ่งสำคัญอันดับแรก (โดยทั่วไปคือพื้นที่ผู้โดยสารตามข้อกำหนด IMO)

การโยกย้ายของพลาสติไซเซอร์ส่งผลต่ออายุการใช้งานของสายเคเบิลในการใช้งานด้านการขนส่งอย่างไร

การอพยพของพลาสติไซเซอร์ — การสูญเสียพลาสติไซเซอร์ผ่านการระเหย การสกัดโดยของเหลวที่อยู่ติดกัน หรือการดูดซับโดยวัสดุที่สัมผัส — ทำให้สารประกอบแข็งตัวและเปราะเมื่อเวลาผ่านไป ในสารประกอบการขนส่งที่มีสูตรอย่างดีโดยใช้ TOTM ที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูงหรือพลาสติไซเซอร์โพลีเมอร์ การสูญเสียมวลหลังจาก 168 ชั่วโมงที่ 100°C ต่อ ISO 176 ควรต่ำกว่า 2% สารประกอบที่มีสูตรไม่ดีซึ่งใช้ DOP อาจสูญเสียมวล 5–8% ภายใต้สภาวะเดียวกัน ซึ่งเทียบเท่ากับอายุการใช้งานที่ลดลง 5–10 ปีในสภาพแวดล้อมทางรถไฟทั่วไป