De brandwerendheid van kabels is cruciaal tijdens een brand. De materiaalkeuze en het structurele ontwerp van de wikkellaag hebben een directe invloed op de algehele prestaties van de kabel. De wikkellaag bestaat doorgaans uit een of twee lagen beschermende tape die om de isolatie of binnenmantel van de geleider is gewikkeld. Deze tape biedt bescherming, buffering, thermische isolatie en anti-verouderingsfuncties. Hieronder wordt de specifieke impact van de wikkellaag op de brandwerendheid vanuit verschillende perspectieven onderzocht.
1. Impact van brandbare materialen
Als de wikkellaag brandbare materialen gebruikt (zoalsNon-woven textieltape(of PVC-tape) hebben hun prestaties in omgevingen met hoge temperaturen direct invloed op de brandwerendheid van de kabel. Wanneer deze materialen tijdens een brand verbranden, ontstaat er vervormingsruimte voor de isolatie- en brandwerende lagen. Dit ontgrendelingsmechanisme vermindert effectief de compressie van de brandwerende laag door hoge temperatuurspanning, waardoor de kans op beschadiging van de brandwerende laag afneemt. Bovendien kunnen deze materialen de warmte bufferen tijdens de eerste stadia van verbranding, waardoor de warmteoverdracht naar de geleider wordt vertraagd en de kabelstructuur tijdelijk wordt beschermd.
Brandbare materialen hebben echter zelf een beperkt vermogen om de brandwerendheid van de kabel te verbeteren en moeten doorgaans in combinatie met brandwerende materialen worden gebruikt. Zo kan in sommige brandwerende kabels een extra brandwerende laag (zoalsmica tape) kan over het brandbare materiaal worden aangebracht om de algehele brandwerendheid te verbeteren. Dit gecombineerde ontwerp kan in praktische toepassingen een effectieve balans vinden tussen materiaalkosten en beheersbaarheid van het productieproces, maar de beperkingen van brandbare materialen moeten nog steeds zorgvuldig worden geëvalueerd om de algehele veiligheid van de kabel te garanderen.
2. Impact van brandwerende materialen
Als de wikkellaag brandwerende materialen gebruikt, zoals gecoate glasvezeltape of micatape, kan dit de brandwerende eigenschappen van de kabel aanzienlijk verbeteren. Deze materialen vormen een vlamvertragende barrière bij hoge temperaturen, waardoor de isolatielaag niet in direct contact kan komen met vlammen en het smeltproces van de isolatie wordt vertraagd.
Er dient echter rekening mee te worden gehouden dat door de aanspannende werking van de wikkellaag de expansiespanning van de isolatielaag tijdens het smelten bij hoge temperatuur mogelijk niet naar buiten wordt afgevoerd, wat resulteert in een aanzienlijke drukbelasting op de brandwerende laag. Dit spanningsconcentratie-effect is met name merkbaar in gepantserde constructies met staalband, wat de brandwerende eigenschappen kan verminderen.
Om de dubbele eisen van mechanische bevestiging en vlamisolatie in evenwicht te brengen, kunnen meerdere brandwerende materialen in het ontwerp van de wikkellaag worden verwerkt. De overlapping en de wikkelspanning kunnen worden aangepast om de impact van spanningsconcentratie op de brandwerende laag te verminderen. Daarnaast is de toepassing van flexibele brandwerende materialen de laatste jaren geleidelijk toegenomen. Deze materialen kunnen het probleem van spanningsconcentratie aanzienlijk verminderen en tegelijkertijd de brandwerende prestaties garanderen, wat een positieve bijdrage levert aan de verbetering van de algehele brandwerendheid.
3. Brandwerende prestaties van gecalcineerde micatape
Gecalcineerde micatape kan als hoogwaardig wikkelmateriaal de brandwerendheid van de kabel aanzienlijk verbeteren. Dit materiaal vormt een sterke beschermende laag bij hoge temperaturen en voorkomt dat vlammen en hete gassen de geleider binnendringen. Deze dichte beschermlaag isoleert niet alleen vlammen, maar voorkomt ook verdere oxidatie en beschadiging van de geleider.
Gecalcineerde micatape biedt milieuvoordelen, omdat het geen fluor of halogenen bevat en geen giftige gassen vrijgeeft bij verbranding, wat voldoet aan de moderne milieueisen. De uitstekende flexibiliteit maakt het mogelijk om zich aan te passen aan complexe bedradingsscenario's, waardoor de temperatuurbestendigheid van de kabel wordt verbeterd. Dit maakt het bijzonder geschikt voor hoogbouw en spoorvervoer, waar een hoge brandwerendheid vereist is.
4. Het belang van structureel ontwerp
Het structurele ontwerp van de wikkellaag is cruciaal voor de brandwerendheid van de kabel. Zo verbetert de toepassing van een meerlaagse wikkelstructuur (zoals dubbel- of meerlaags gecalcineerde micatape) niet alleen het brandwerende effect, maar biedt het ook een betere thermische barrière tijdens een brand. Daarnaast is het belangrijk om ervoor te zorgen dat de overlapping van de wikkellaag minimaal 25% bedraagt, om de algehele brandwerendheid te verbeteren. Een lage overlapping kan leiden tot warmtelekkage, terwijl een hoge overlapping de mechanische stijfheid van de kabel kan verhogen, wat andere prestatiefactoren beïnvloedt.
Tijdens het ontwerpproces moet ook rekening worden gehouden met de compatibiliteit van de wikkellaag met andere structuren (zoals de binnenmantel en pantserlagen). Zo kan de introductie van een flexibele materiaalbufferlaag bij hoge temperaturen thermische uitzetting effectief verspreiden en schade aan de brandwerende laag verminderen. Dit meerlaagse ontwerpconcept is breed toegepast in de kabelproductie en biedt aanzienlijke voordelen, met name in de high-end markt van brandwerende kabels.
5. Conclusie
De materiaalkeuze en het structurele ontwerp van de kabelwikkellaag spelen een doorslaggevende rol in de brandwerende prestaties van de kabel. Door zorgvuldige materiaalkeuze (zoals flexibele brandwerende materialen of gecalcineerde micatape) en optimalisatie van het structurele ontwerp, is het mogelijk om de veiligheidsprestaties van de kabel in geval van brand aanzienlijk te verbeteren en het risico op functioneel falen door brand te verminderen. De continue optimalisatie van het ontwerp van de wikkellaag in de ontwikkeling van moderne kabeltechnologie biedt een solide technische garantie voor het bereiken van betere prestaties en milieuvriendelijkere brandwerende kabels.
Plaatsingstijd: 30-12-2024