若电缆耐火性能测试不合格,可从材料选用、结构设计、生产工艺等方面进行改进:
一、优化材料
1、绝缘与护套材料:
选择耐火性能好的材质:传统的聚氯乙烯(PVC)绝缘和护套材料耐火性有限,可考虑替换为交联聚乙烯(XLPE)并添加合适的阻燃剂,或采用无卤低烟阻燃聚烯烃材料。这些材料在高温下能保持较好的物理性能,减缓燃烧速度。例如,在一些对消防安全要求高的场所,像医院、地铁等,常使用无卤低烟阻燃聚烯烃护套电缆,其在燃烧时产生的烟雾少、毒性低,且具有较好的耐火性能。
提高材料的氧指数:氧指数是衡量材料燃烧性能的重要指标,通过添加阻燃添加剂,如氢氧化铝、氢氧化镁等,提高绝缘与护套材料的氧指数。这些无机阻燃剂在受热时会分解吸热,降低材料表面温度,同时分解产生的水蒸气能稀释可燃气体,起到阻燃作用。一般来说,将绝缘与护套材料的氧指数提高到 30 以上,可有效提升电缆的耐火性能。
2、填充与绕包材料:
采用防火性能佳的填充材料:如陶瓷化硅橡胶、云母带等。陶瓷化硅橡胶在常温下具有良好的柔韧性,能满足电缆弯曲等性能要求,而在高温火焰作用下,会转化为坚硬的陶瓷体,起到阻隔火焰和热量的作用。云母带具有良好的耐火性能,在火灾中能形成隔热层,保护电缆内部导体。在电缆的填充和绕包层中合理使用这些材料,可增强电缆整体的耐火性能。
优化材料的厚度与层数:根据电缆的规格和使用场景,合理调整填充与绕包材料的厚度和层数。对于大规格电缆或在火灾风险较高的场所使用的电缆,适当增加云母带的绕包层数或陶瓷化硅橡胶的填充厚度,可提高耐火性能。但同时要注意,过度增加材料厚度可能会影响电缆的其他性能,如弯曲性能、散热性能等,需综合考虑进行优化。
二、改良结构设计
增加防火隔离层:在电缆结构中增设防火隔离层,可有效阻止火焰和热量向电缆内部传导。例如,在导体与绝缘层之间或绝缘层与护套层之间设置一层防火隔离材料,如防火云母纸、玻璃纤维毡等。这些材料能在火灾发生时形成一道屏障,延缓火焰对电缆内部关键部件的破坏,从而提高电缆的耐火时间。
优化导体排列与间距:合理设计电缆内部导体的排列方式和间距,有助于在火灾时减少热量传递和火焰蔓延。例如,采用分层排列导体,并适当增大导体之间的间距,可降低电缆在燃烧时的热聚集效应,使热量更易散发,减缓燃烧速度。同时,这种设计还能为填充防火材料提供更多空间,进一步增强耐火性能。
采用防火型铠装:对于需要承受一定机械外力且对耐火性能要求较高的电缆,可采用防火型铠装结构。如采用钢带铠装并在铠装层外增加一层防火涂层,或者使用不锈钢带铠装,这些材料不仅具有良好的机械保护性能,还能在火灾时起到一定的防火作用。防火型铠装可有效阻挡外部火焰对电缆内部结构的破坏,提高电缆的整体耐火性能。
三、改进生产工艺
确保材料混合均匀:在生产过程中,对于添加了阻燃剂、防火填料等的绝缘与护套材料,要保证其混合均匀。不均匀的混合可能导致材料性能不一致,在某些部位耐火性能不足。采用先进的混炼设备和工艺,如双螺杆挤出机混炼,可使各种添加剂均匀分散在基础材料中,确保材料性能的稳定性和一致性,从而提高电缆的整体耐火性能。
控制生产温度与时间:严格控制电缆生产过程中的温度和时间参数。例如,在挤出绝缘与护套层时,温度过高或时间过长可能会导致材料性能劣化,影响耐火性能;而温度过低或时间过短则可能使材料塑化不良,同样影响产品质量。根据不同材料的特性,准确设定和控制生产温度与时间,确保材料在加工过程中保持良好的性能,进而提升电缆的耐火性能。
加强质量检测:完善生产过程中的质量检测环节,增加对耐火相关性能指标的检测频次。除了进行最终产品的耐火性能测试外,在生产的各个关键工序,如原材料检验、半成品检测等环节,都要对与耐火性能相关的指标进行严格检测。例如,检测绝缘与护套材料的氧指数、防火填充材料的性能等,及时发现和纠正可能影响耐火性能的问题,保证每一根电缆都符合耐火性能要求。