نکاتی در مورد روکش کابل های ضد آتش

نکاتی در مورد روکش کابل های ضد آتش

برگرفته از فصلنامه صنعت سیم و کابل شماره 3

تا دهه هفتاد میلادی ، مقاومت سیم وکابل ها در برابر آتش یا ضد آتش بودن سیم و کابل  ، تنها از نظر مقاومتی که کابل در برابر آتش از خود نشان می داد ارزیابی می گردید . مقاومت در برابر انتشار آتش با کاربرد پلیمرهایی مانند پی وی سی ( PVC ) ، پلی کلروپرن ( CR ) ، پلی اتیلن کلرور سولفونه ( CSM ) و کلروپارافین ها ، قابل دستیابی است .

اما در صورت وقوع آتش سوزی ، اجزای تشکیل دهنده این پلیمرها ( که به عنوان عایق و روکش در انواع سیم و کابل استفاده می گردند ) تجزیه شده و با تشکیل و انتشار بخارات اسیدی هالوژن دار اثرات جانبی مهمی را ایجاد می کنند ، دود اسیدهای منتشر شده سفید رنگ ، خورنده و سمی است . این اثرات برای انسان ها یا وسایل و تجهیزاتی که در محل آتش سوزی قرار دارند خطرناک و مضر هستند . مسایل مربوط به خورندگی و سمیت دودها ، نیازی به تشریح ندارند . سفیدرنگ یا غیر شفاف بودن دود نیز سبب می شود که علایم و راهنماهایی که معمولا در سالن های عمومی نصب می شوند تا به خروج افراد کمک کنند ، قابل دیدن نباشند . به همین دلایل ، کم کم دیدگاه کلی به این شکل درآمد که معایب و مضرات استفاده از پلیمرهای خود خاموش شونده یا ضد آتش در سیم و کابل ، بیش از فواید آن است .

گسترش وسایل حمل و نقل عمومی بزرگ که حجم عظیمی از افراد را منتقل می سازند و لزوم رعایت ایمنی جان مسافران ، به عنوان یک عامل فشار موثر ، سبب هدایت تحقیقات برای یافتن موادی شد که در مرحله اول ، آزاد سازی بخارات اسیدی از پلیمرهای مورد استفاده در سیم و کابل و نیز کابل کشی وسایل نقلیه را کاهش دهد و در مرحله بعد ، با استفاده از پلیمرهای اولفینی حاوی مقادیر زیاد از پرکننده های گرماگیر ، آزاد سازی بخارات اسیدی به طور کلی حذف شود .

مواد بدون هالوژن

مقاومت انواع سیم و خصوصا”کابل در برابر گسترش آتش ، نه فقط به روکش کابل ، بلکه به تمامی اجزای آن شامل ( عایق ، فیلر ، محافظ های فلزی و روکش ) بستگی دارد .

پرکننده های گرماگیر که عمدتا” از اکسید های فلزی تشکیل شده اند ، از نظر ویژگی های الکتریکی مورد نیاز برای پوشش کابل ضعیف هستند و به همین دلیل کاربرد آنها در عایق کابل با محدودیت مواجه می شود . از سوی دیگر ، استفاده از این پرکننده ها به مقدار زیاد ، ویژگی های مکانیکی محصول را کاهش می دهد و فرآیند آن را مشکل می سازد . بر این اساس در وهله اول آمیزه پلیمری روکش کابل با در نظر گرفتن ویژگی های مکانیکی مناسب به شکلی طراحی می شود که خود خاموش شونده یا ضد آتش باشد و در صورتی که ویژگی خود خاموش کنندگی آن برای مصرف مورد نظر کافی نباشد ، عایق نیز با همین خاصیت ساخته می شود .

پخت یا ولکانش آمیزه روکش کابل ، سبب پایداری بهتر ویژگی های حرارتی – مکانیکی آن در دراز مدت می شود اما از آنجا که ولکانش آمیزه به کار رفته در روکش کابل به دلیل مشکلات فرآیندی ، همواره امکان پذیر نیست لازم است از مواد گرمانرم فاقد هالوژن استفاده شود . نکاتی که برشمرده شد ، نشان می دهند که پیدا کردن موادی که کلیه انتظارات را برآورده سازد ، نیاز به کار تحقیقاتی زیاد برای فرمولاسیون مناسب دارد و علاوه بر این از نظر مشکلات کاربردی در صنعت نیز باید راه حل های مناسب پیدا شود . گسترش صنعتی استفاده از پرکننده به مقدار زیاد ، مستلزم کار دقیق از نظر آمیزه سازی مناسب و نیز پیدا کردن شرایط اکستروژن آمیزه است .

توسعه روش های آزمایش و انتشار مشخصات مورد نیاز برای کابل های مورد استفاده در مکان های حساس ، به وسیله سازمان های مصرف کننده ، راهنمای کار تحقیقاتی فرمول سازان بوده است و به تنظیم شرایط مورد نیاز کمک کرده است . به عنوان مثال پارامتری به نام (( ضریب دمایی )) ارزیابی بیشتری از رفتار پلیمردر برابر آتش به عمل می آورد . اندازه گیری این پارامتر ، در دمایی نزدیک به دمای آتش انجام می گیرد و ارزش اطلاعاتی آن از (( ضریب اکسیژن )) بالاتر است . همچنین آزمایشاتی که بر روی سیم های انعطاف پذیر ( سیم های افشان ) صورت گرفت ، ارزیابی و شناخت بهتر انتشار آتش در کابل های انعاف پذیر      ( کابل افشان ) را بهتر امکان پذیر ساخت .

اهمیت ایمنی افراد و تجهیزات و حذف اثرات ناشی از استفاده از مواد هالوژن دار ضد آتش ، تا بدان پایه است که راه حل پلیمرهای بدون هالوژن را توجیه کند ، حتی با وجودی که قیمت این نوع از پلیمرها بالاتر است و نیاز به سرمایه گذاری بیشتر دارد .در حال حاضر استفاده از این مواد برای روکش کابل های مورد استفاده در مکان های عمومی پرجمعیت شامل سینماها ، بیمارستان ها ، برج های مسکونی ، تونل ها ، وسایل حمل و نقل عمومی ، مکان های صنعتی دربرگیرنده تجهیزات گران قیمت و ساختمان هایی که از نظر هنری ارزش دارند مانند موزه ها ترجیح داده می شود .

خاصیت بازدارندگی شعله در پلیمر های مهندسی بدون هالوژن ، چگالی ، سمیت و خورندگی محصولات ناشی از آتش سوزی و سوختن مواد پلیمری را به حداقل می رساند . این مساله اکنون به یکی از مباحث اصلی صنعت سیم و کابل تبدیل شده است .

در کاربردهای ویژه مثل نصب کابل های الکتریکی در کشتی ها ، قطارهای معمولی و زیرزمینی ، موادی قابل قبول هستند که علاوه بر خواص مورد اشاره ، مقاومت حرارتی بالا داشته باشند ، فرآیند آنها از نظر اقتصادی قابل توجیه باشد و سیم و یا کابل تولید شده سطح مقطع کمی داشته باشد ( به این معنا که ضخامت کمی از عایق ، خصوصیات عایق مورد نیاز را تامین کند ) .

رزین های پلی اترامید ( PEI ) و کوپلیمرهای سیلوکسان ، انواعی از پلیمرهای مهندسی گرمانرم هستند که کارایی بالا و سهولت فرآیند را در کنار یکدیگر دارند . هردونوع پلیمر ، سخت ترین شرایط مورد نظر از لحاظ خاصیت ضد شعله را برآورده می سازند، بدون اینکه نیازی به استفاده از هالوژن ها داشته باشند ، ضریب اکسیژن آنها ( LOI ) بالاتر از 45 است و دمای استفاده مداوم آنها بالاتر از سایر پلیمرهای مورد استفاد در این کاربرد است . علاوه بر اینها کوپلیمر پلی اترایمید سیلوکسان ، انعطاف پذیری و نرمی فوق العاده ای دارد . از سایر مزایای آنها می توان ثابت دی الکتریک و ضریب افت کم در محدوده ای وسیع از دما و فرکانس و نیز مقاومت شیمیایی و استحکام دی الکتریکی بالا را نام برد .