ما دراین مقاله به بررسی نکاتی در مورد روکش کابل های ضد آتش می پردازیم که در این رابطه ذکر مقدمه ذیل ضروری می باشد. تا دهه هفتاد میلادی میزان استحکام سیم و کابل های برق، تنها در برابر آتش مورد ارزیابی قرار می گرفت.
ایجاد مقاومت در برابر اتش با استفاده از بعضی پلیمرها مثل پی وی سی، پلی کلروپرن، پلی اتیلن کلرور سولفونه و کلرو پارافین تا حدودی قابل کنترل است اما اگر اتش سوزی مهیبی اتفاق بیفتد اجزای تشکیل دهنده پلیمرها تجزیه می شوند و با انتشار بخارات اسیدی هالوژن دار اثرات منفی بسیاری به جا می گذارد.
دود اسیدهای منتشر شده سفید رنگ ،خورنده و بسیار سمی و خطرناک است این موارد برای انسان ها و تجهیزات بکاررفته در محیط بسیار خطرناک است پس نتیجه میگیریم که معایب و مضرات استفاده از پلیمرهایی که خود خاموش می شوند بیشتر از نکات مفید آن است.
استفاده گسترده از وسایل حمل و نقل عمومی و لزوم رعایت ایمنی وامنیت مسافران به عنوان یک عامل بسیار مهم است که سبب انجام تحقیقات بیشتر برای پیدا کردن مواردی شد که اولا انتشار بخارهای اسیدی ناشی از پلیمرهای مورد استفاده در سیم و کابل را کم کند و همچنین در مرحله بعد با استفاده از پلیمرهای اولفینی که حاوی مقادیر زیادی از پرکننده های گرماگیر هستند، آزاد سازی بخارات اسیدی به طور کلی منتفی شود.
مواد بدون هالوژن
مقاومت سیم و کابل به تمامی اجزای آن بستگی دارد، به همین دلیل ابتدا به ساکن روکش کابل به شکلی طراحی می شود که خود خاموش شونده یا ضد آتش باشد.
پرکننده های گرماگیر که معمولا از اکسیدهای فلزی تشکیل یافته اند از نظر ویژگی های الکتریکی مورد نیاز برای پوشش کابل ضعیف هستند و به همین دلیل استفاده از آن ها در عایق کابل با محدویت های زیادی همراه است. و از طرف دیگر استفاده از این پرکننده ها به مقدار زیاد مختصات مکانیکی محصول را کم می کند. و پروسه تولید را با مشکل مواجه می کند.
پس در مرحله اول پلیمری روکش کابل با در نظر گرفتن اینکه خود خاموش شونده باشند طراحی می شوند و اگر مشخصه خود خاموش شوندگی آن برای مصرف کافی نباشد عایق نیز با در نظر گرفتن همین ویژگی ساخته می شود.
بهبود و گسترش شیوه های آزمایش و انتشار مختصات لازم برای کابل هایی که در مکان های خاص به وسیله سازمان هایی که مصرف کننده هستند به نوعی راهنمای تیم تحقیقاتی فرمول سازان بوده است. در همین راستا آزمایش هایی بر روی سیم های افشان انجام گرفته که به ارزیابی بهتر انتشار آتش در کابل های افشان منجر شده است.
بیشتر بخوانید : مقایسه سیستم کابل کشی ۱۱۰ولت با ۲۲۰ ولت
روکش کابل های ضد آتش
پخت روکش کابل موجب استحکام بیشتر مختصات مکانیکی و حرارتی در مدت طولانی می شود اما به دلیل اینکه این کار به دلیل مشکلات فرآیندی به طور متناوب امکان ندارد. نیاز است از مواد گرمانرم فاقد هالوژن بکار برده شود. که این کار نیاز به پشتوانه تحقیقاتی بالا برای بدست اوردن فرمولاسیون درست دارد.
همچنین پارامتری به نام ضریب دمایی ارزیابی بیشتری از رفتار پلیمر در برابر آتش را به ما نشان می دهد.انداره گیری این پارامتر در دمایی نزدیک به دمای اتش انجام می گیرد و ارزش اطلاعاتی بالایی دارد.
با توجه به حفظ امنیت و رعایت نکات استاندارد و حذف اثرات ناشی از استفاده از مواد هالوژن دار به حدی است که راه حل پلیمرهای بدون هالوژن را به راحتی توجیه کند. قیمت این پلیمرها بالاتر است و نیاز به تحقیقات زیربنایی و سرمایه گذاری زیاد دارد با این حال استفاده از آن در مکان های عمومی پرجمعیت مثل تونل ها ، وسایط حمل و نقل عمومی شهری ، سینما ، بیمارستان و برج های مسکونی ارجحیت دارد.
همچنین کابل هایی که در اماکن عمومی و سیستم های اضطراری نظیر مدارهای آژیر اطفا حریق و سیستم های روشنایی اضطراری مورد استفاده قرار می گیرند باید به عنوان ابتدایی ترین موارد ، سلامت انسان ها را با انتشار گازهای اسیدی و سمی با خطر روبه رو نکند و به طور مداوم جریان برق را عبور بدهند این کابل های برق باید خفه کننده اتش و کم دود باشند.
بدین معنا که این کابل ها نباید با ار بین رفتن منشا اتش به سوختن ادامه دهند و یا اتش را به جای دیگر منتقل کنند، و یا دودی ایجاد کنند که جلوی دید انسان را بگیرد.
رزین های پلی اترامید و کوپلیمرهای سیلوکسان ، انواعی از پلیمرهای مهندسی گرمانرم هستند که کارایی بالا و سهولت فرایند را در کنار یکدیگر دارند .
هر دو پلیمر سخت ترین شرایط مورد نظر از لحاظ ضد شعله را براورده می سازند بدون اینکه نیازی به استفاده از هالوژن داشته باشند.همچنین انعطاف پذیری و نرمی فوق العاده ای دارند.
شرایط استاندارد کابل های فوق بسیار سخت گیرانه است و می بایست تحت استاندارد های تابعه، شعله با دمای تا ۸۵۰ درجه سانتی گراد را بیش از یک ساعت تحمل نماید.
ویژگی بازدارندگی از آتش در پلیمرهای فاقد هالوژن ، سمی بودن و خوردندگی و سوختن مواد پلیمری در آتش سوزی را کاهش می دهد. که این مطلب در حال حاضر یکی از سرفصا های اصلی در حوزه صنایع سیم وکابل می باشد.
در نصب کابل های الکتریکی در قطار و کشتی موادی مورد تایید هستند که علاوه بر خصوصیاتی که در بالا به آن ها اشاره شد، دارای مقاومت در برابر حرارت باشند.
به عنوان نمونه رزین های پلی اترامید و کوپلیمرهای سیلوکسان، نوعی از پلیمرهای گرمانرم می باشند که بسیار مقاوم و خاصیت ضد شعله بودن را دارند و نیازی به استفاده از هالوژن ندارند. همچنیم این مواد بسیار نرم و انعطاف پذیر هستند که از جمله مزیت های آن ها محسوب می شود.
کاربرد روکش کابل های ضد آتش در صنعت
روکش کابل های ضد آتش نقش بسیار مهمی در حفظ ایمنی و عملکرد صحیح سیستمهای الکتریکی و ارتباطی در محیطهای صنعتی دارند. این کابلها به گونهای طراحی شدهاند که در برابر حرارت و شعلههای آتش مقاوم بوده و از انتشار آتش به سایر بخشها جلوگیری کنند. در این مقاله به بررسی کاربردهای مختلف کابلهای ضد آتش در صنایع مختلف میپردازیم.
۱. صنعت ساختمان و ساخت و ساز
یکی از اصلیترین کاربردهای روکش کابل های ضد آتش در صنعت ساختمان و ساخت و ساز است. در ساختمانهای بلندمرتبه و تجاری، استفاده از کابلهای ضد آتش برای سیستمهای الکتریکی و ارتباطی ضروری است. این کابلها باعث افزایش ایمنی ساختمان در برابر حوادث آتشسوزی میشوند و از گسترش آتش به طبقات و بخشهای دیگر جلوگیری میکنند.
۲. صنایع نفت و گاز
در صنایع نفت و گاز، خطر آتشسوزی به دلیل وجود مواد قابل اشتعال بسیار بالاست. کابلهای ضد آتش در این محیطها برای تأمین ایمنی و کاهش خطرات ناشی از آتشسوزی به کار میروند. این کابلها میتوانند در شرایط سخت محیطی و در حضور مواد شیمیایی مقاوم عمل کنند.
۳. صنعت حمل و نقل
کابلهای ضد آتش در صنعت حمل و نقل نیز کاربرد گستردهای دارند. در سیستمهای ریلی، تونلها، فرودگاهها و کشتیها، استفاده از این کابلها برای تأمین ایمنی مسافران و جلوگیری از گسترش آتش بسیار مهم است. کابلهای ضد آتش در این محیطها باید تحمل شرایط محیطی خاص را داشته باشند و در صورت بروز آتشسوزی، عملکرد خود را حفظ کنند.
۴. صنایع تولیدی و کارخانهها
در کارخانهها و واحدهای تولیدی، کابلهای ضد آتش برای تأمین ایمنی سیستمهای الکتریکی و جلوگیری از بروز حوادث ناگوار به کار میروند. این کابلها در بخشهای مختلفی مانند تأسیسات برق، سیستمهای کنترل و اتوماسیون و خطوط تولید استفاده میشوند. در صورت بروز آتشسوزی، عملکرد صحیح این کابلها میتواند از توقف تولید و خسارات مالی جلوگیری کند.
۵. صنعت دریایی
در کشتیها و تأسیسات دریایی، خطر آتشسوزی به دلیل شرایط خاص محیطی و وجود مواد قابل اشتعال بسیار بالاست. روکش کابل های ضد آتش در این محیطها به منظور افزایش ایمنی و جلوگیری از گسترش آتش به کار میروند. این کابلها باید مقاومت بالا در برابر آب و شرایط خورنده دریایی داشته باشند.
کابلهای ضد آتش با توجه به ویژگیهای خاص خود، نقش بسیار مهمی در افزایش ایمنی و کاهش خطرات ناشی از آتشسوزی در صنایع مختلف ایفا میکنند. از صنعت ساختمان و نفت و گاز گرفته تا حمل و نقل و صنایع تولیدی، استفاده از این کابلها برای تأمین ایمنی و حفظ عملکرد سیستمهای الکتریکی و ارتباطی ضروری است. انتخاب و استفاده از کابلهای ضد آتش مناسب میتواند به طور قابل توجهی از خسارات جانی و مالی جلوگیری کند و محیط کاری ایمنتری را فراهم آورد.
انواع روکش کابل های ضد آتش
- پی وی سی (PVC) : پی وی سی یکی از رایجترین مواد استفاده شده در روکش کابلهای ضد آتش است. این ماده دارای ویژگیهای خود خاموششوندگی است، به این معنی که پس از حذف منبع آتش، خود به خود خاموش میشود. پی وی سی همچنین مقاومت خوبی در برابر مواد شیمیایی دارد و ارزان قیمت است.
- پلی اتیلن (PE) : پلی اتیلن یکی دیگر از مواد مورد استفاده در روکش کابلهای ضد آتش است. این ماده دارای مقاومت بالا در برابر حرارت و شعلههای آتش است و در برابر رطوبت و مواد شیمیایی نیز مقاوم است. پلی اتیلن به دلیل خاصیت انعطافپذیری، به راحتی قابل نصب است.
- لاستیک سیلیکونی : لاستیک سیلیکونی به دلیل مقاومت بسیار بالا در برابر حرارت و قابلیت انعطافپذیری، یکی از بهترین مواد برای روکش کابلهای ضد آتش است. این ماده در دماهای بسیار بالا کارایی خود را حفظ میکند و در محیطهای سخت صنعتی نیز کاربرد دارد.
- هالوژن فری (LSZH) : روکشهای هالوژن فری (LSZH) در مواقع آتشسوزی گازهای سمی و دود کمتری تولید میکنند. این روکشها بیشتر در مکانهای حساس و بسته مانند متروها، تونلها و ساختمانهای بلند استفاده میشوند.
ویژگیهای روکش کابل های ضد آتش
- مقاومت در برابر حرارت : مهمترین ویژگی روکشهای ضد آتش، مقاومت بالا در برابر حرارت و شعلههای آتش است. این ویژگی باعث میشود کابلها در شرایط آتشسوزی عملکرد خود را حفظ کنند.
- خود خاموششوندگی : روکشهای ضد آتش معمولاً دارای خاصیت خود خاموششوندگی هستند، به این معنی که پس از حذف منبع آتش، خود به خود خاموش میشوند و از گسترش آتش جلوگیری میکنند.
- عدم تولید گازهای سمی : روکشهای هالوژن فری (LSZH) در صورت سوختن، گازهای سمی و دود کمتری تولید میکنند که این ویژگی برای حفظ سلامت افراد و کاهش آسیب به تجهیزات الکترونیکی حیاتی است.
- مقاومت در برابر مواد شیمیایی و رطوبت : بسیاری از روکشهای ضد آتش دارای مقاومت بالا در برابر مواد شیمیایی و رطوبت هستند که این ویژگی آنها را برای استفاده در محیطهای صنعتی و مرطوب مناسب میسازد.
- انعطافپذیری: انعطافپذیری بالا از دیگر ویژگیهای مهم روکشهای ضد آتش است که نصب و نگهداری کابلها را آسانتر میکند.
فرآیند تولید روکش کابلهای ضد آتش
- انتخاب مواد اولیه : فرآیند تولید با انتخاب مواد اولیه مناسب آغاز میشود. مواد باید دارای ویژگیهای مقاومتی بالا در برابر حرارت و شعلههای آتش باشند.
- مخلوطسازی و آمادهسازی : مواد اولیه با هم مخلوط شده و به شکل مورد نظر آمادهسازی میشوند. این مرحله شامل ترکیب مواد با مواد افزودنی برای بهبود ویژگیهای مقاومتی است.
- اکستروژن : مواد آماده شده از طریق فرآیند اکستروژن به شکل روکش کابلها در میآیند. در این مرحله، مواد به دور سیمهای الکتریکی پوشانده میشوند.
- آزمون و کنترل کیفیت : کابلهای تولید شده تحت آزمونهای مختلفی قرار میگیرند تا از کیفیت و مقاومت آنها در برابر حرارت و شعلههای آتش اطمینان حاصل شود.