Kabelių riebokšliai, esminiai elektros ir matavimo sistemų komponentai, atlieka svarbias funkcijas, užtikrinant kabelių tvirtinimą, sandarinimą ir apsaugą įvairiose aplinkose. Šiame straipsnyje apibendrinami techniniai standartai, medžiagų mokslas ir pramonės praktika, siekiant pateikti išsamų vadovą apie kabelių riebokšlių tipus ir jų parinkimo metodikas. Nagrinėjant reguliavimo sistemas, aplinkosaugos aspektus ir konkrečiam taikymui keliamus reikalavimus, ši analizė siekia suteikti specialistams žinių, kaip optimizuoti kabelių riebokšlių pasirinkimą, atsižvelgiant į saugumą, ilgaamžiškumą ir našumą.
Kabelių riebokšlių klasifikacija
Pagal medžiagos sudėtį
Kabelių jungtys gaminamos iš medžiagų, kurios yra parinktos atsižvelgiant į ilgaamžiškumą, atsparumą korozijai ir suderinamumą su eksploatavimo aplinka.
Metalinės liaukos
- Žalvaris: Plačiai naudojamas dėl puikaus laidumo ir atsparumo korozijai nikeliavus. Idealiai tinka bendroms pramonės reikmėms, kur numatomas vidutinis mechaninis įtempis.
- Nerūdijantis plienas: Pageidaujamas pasirinkimas itin korozinėje aplinkoje, pavyzdžiui, jūrų įrenginiuose ar chemijos perdirbimo gamyklose. Pasižymi puikiu atsparumu sūriam vandeniui, rūgštims ir aukštai temperatūrai.
- Aliuminis: Lengvas ir atsparus atmosferos korozijai, tinka naudoti lauke su aliuminiu šarvuotais kabeliais.
Nemetalinės liaukos
- Plastikas (nailonas/PVC): Ekonomiški sprendimai mažos rizikos aplinkai. PVC liaukos yra lankstios ir atsparios silpnoms rūgštims, o nailono variantai puikiai tinka drėgnoms aplinkoms dėl savo hidrofobinių savybių.
- Elastomerinis: Šie sandarikliai, naudojami hidroizoliacijos srityje, turi guminius sandariklius, kad pasiektų IP68 apsaugos lygį ir apsaugotų nuo aukšto slėgio vandens patekimo.
Funkcinio dizaino
- Vieno suspaudimo liaukos: Šie sandarikliai, skirti nešarvuotiems kabeliams, apsaugo išorinį apvalkalą vienu sandarinimo mechanizmu. Dažniausiai naudojami patalpose, kur aplinkos poveikis yra minimalus.
- Dvigubo suspaudimo liaukos: Šie sandarikliai, turintys dvigubus sandarinimo taškus – vieną šarvui, kitą vidiniam apvalkalui, yra privalomi šarvuotiems kabeliams pavojingose zonose. Jie neleidžia dujoms migruoti ir užtikrina mechaninį sulaikymą esant didelei vibracijai.
- Barjerinės liaukos: Sertifikuoti sprogioms atmosferoms (Ex d), barjeriniai riebokšliai naudoja dervos junginius kabelių įvadams sandarinti, kad būtų išvengta liepsnos plitimo. Privalomi IEC 1/2 zonose, nebent kabeliai atitinka konkrečius kompaktiškumo ir užpildo kriterijus.
- EMC liaukos: Elektromagnetinio suderinamumo liaukos apsaugo kabelius nuo trukdžių įžemindamos šarvą arba pynę. Labai svarbios duomenų perdavimo ir telekomunikacijų sistemose, kur signalo vientisumas yra svarbiausias.
Techninės specifikacijos ir norminiai standartai
IEC 60079-14:2024 atnaujinimai
2024 m. redakcija nustato griežtesnius reikalavimus kabelių įvadų sistemoms ugniai atspariuose korpusuose. Pagrindiniai pakeitimai:
- Barjerinės liaukos įgaliojimas: Panaikina išimtis kabeliams, trumpesniems nei 3 metrai, 1 zonoje, reikalaujant barjerinių riebokšlių, nepriklausomai nuo kabelio ilgio.
- Medžiagų suderinamumas: Aiškios gairės, kaip išvengti galvaninės korozijos, derinant liaukų ir korpusų medžiagas (pvz., nerūdijančio plieno liaukų naudojimas nerūdijančio plieno korpusams).
- Testavimo protokolai: Patobulintas apsaugos nuo įsiskverbimo (IP) įvertinimų patvirtinimas, reikalaujantis, kad liaukos ir sandarikliai būtų išbandyti kaip integruotos sistemos.
NEC/CEC atitiktis
- Trumpojo jungimo varžos įvertinimai: Lizdai turi atlaikyti gedimo sroves, lygias kabelio šarvų talpai, paprastai patvirtinamas UL 514B bandymais.
- Pavojingų vietų sertifikavimas: I klasės 1 divizijos zonoms skirtiems riebokšliams reikalingi UL 1203 arba CSA C22.2 Nr. 0.6 sertifikatai, užtikrinantys atsparumą sprogimui.
Optimalaus veikimo atrankos kriterijai
Aplinkos veiksniai
Korozinė atmosfera
Naftos chemijos gamyklose arba jūrinėse platformose privalomi nerūdijančio plieno arba nikeliu padengtų žalvario riebokšlių jungtys. Dengimo storis turi viršyti 10 µm, kad būtų atsparus taškiniam korozijai dėl H₂S arba chloridų.
Temperatūros kraštutinumai
Silikonu sandarinti riebokšliai atlaiko nuo -60 °C iki +200 °C temperatūrą, tinka liejykloms arba kriogeninėms įrenginiams. Venkite plastiko, kurio temperatūra viršija 120 °C, dėl deformacijos rizikos.
Apsauga nuo įsiskverbimo (IP)
- IP66/67: Standartas lauko sąlygoms, atsparus dulkėms ir laikinam panardinimui.
- IP68: Reikalingas nuolatiniams povandeniniams įrenginiams, naudojant dvigubai sandarius elastomerinius dizainus.
Su kabeliu susiję aspektai
- Šarvuotas ir nešarvuotas: SWA (plienine viela šarvuotas) kabeliams reikalingos dvigubo suspaudimo riebokšliai su šarvuotais spaustukais (E1W tipas pagal IEC 60079-14). Nešarvuotiems kabeliams pakanka vieno suspaudimo riebokšlių su apvalkalo sandarikliais (A2 tipas), jei IP apsaugos klasė atitinka korpusą.
- Kabelio skersmuo ir branduolių skaičius: Pasirinkimo matricos nurodo kabelio skerspjūvį (mm²) ir gyslų skaičių, kad būtų nustatytas jungties dydis. Pavyzdžiui, 35 mm² 4 gyslų kabeliui reikia 32 mm jungties.
Įrengimo ir priežiūros protokolai
Žingsnis po žingsnio diegimas
- Kabelio paruošimas: Nuimkite išorinį apvalkalą 50 mm atstumu nuo galo, atidengdami šarvus ir vidinį sluoksnį.
- Liaukos surinkimas: Užsukite liauką ant kabelio, užtikrindami, kad šarvai būtų įspausti tarp suspaudimo žiedo ir korpuso.
- Sandarinimas: Užtepkite sandariklius dielektrinio tepalo, kad atitiktų IP68 reikalavimus. Priveržkite riebokšlio veržlę pagal gamintojo nurodymus (paprastai 25–30 Nm).
Dažni spąstai
- Pernelyg griežta: Sukelia apvalkalo deformaciją ir pažeidžia sandariklius. Naudokite sukimo momento raktus, sukalibruotus pagal liaukos dydį.
- Medžiagos neatitikimas: Žalvarinės liaukos aliuminio korpusuose pagreitina galvaninę koroziją. Naudokite dielektrinius tarpiklius arba atitinkamas medžiagas.
Pramoninis pritaikymas ir atvejų analizės
Naftos ir dujų platformos
Nerūdijančio plieno dvigubo suspaudimo riebokšliai (sertifikuoti Ex d) apsaugo nuo dujų patekimo į 1 zonos gręžinių galvutes. Užtvariniai riebokšliai su epoksidinės dervos sandarikliu 11 kV SWA kabeliams, patvirtinti pagal IECEx schemą.
Duomenų centrai
EMC jungtys su 360° ekranavimu palaiko signalo vientisumą Cat6A instaliacijose. Nailoninės jungtys (IP66) nukreipia šviesolaidį per pakeltas grindis, išvengdamos elektromagnetinių trikdžių iš elektros linijų.
Naujos tendencijos ir inovacijos
Išmaniosios liaukos
Daiktų interneto (IoT) palaikomos liaukos su deformacijos jutikliais ir drėgmės detektoriais perduoda duomenis realiuoju laiku į SCADA sistemas, taip užtikrindamos numatomą techninę priežiūrą.
Ekologiškos medžiagos
Biologiškai skaidžios nailono liaukos, atitinkančios RoHS 3 reikalavimus, sumažina sąvartynų atliekų kiekį. Perdirbto nerūdijančio plieno variantai gamybos metu sumažina CO₂ išmetimą 40%.
Išvada
Tinkamo kabelio riebokšlio pasirinkimas reikalauja sistemingo aplinkos sąlygų, norminių reikalavimų ir kabelio charakteristikų įvertinimo. IEC ir NEC standartų raida pabrėžia barjerinių riebokšlių ir medžiagų suderinamumo svarbą pavojingose zonose. Būsimi išmaniojo stebėjimo ir tvarių medžiagų pasiekimai žada padidinti patikimumą ir kartu atitikti pasaulinius dekarbonizacijos tikslus. Inžinieriai turi teikti pirmenybę gyvavimo ciklo sąnaudų analizei, o ne pradinėms išlaidoms, ir rinktis riebokšlius, kurie subalansuoja patvarumą ir atsparumą aplinkai.
