Le rôle des antioxydants dans l'amélioration de la durée de vie des câbles isolés en polyéthylène réticulé (XLPE)
Polyéthylène réticulé (XLPE)est un matériau isolant principal utilisé dans les câbles moyens et à haute tension. Tout au long de leur vie opérationnelle, ces câbles rencontrent divers défis, notamment des conditions climatiques variables, des fluctuations de température, du stress mécanique et des interactions chimiques. Ces facteurs influencent collectivement la durabilité et la longévité des câbles.
Importance des antioxydants dans les systèmes XLPE
Pour assurer une durée de vie prolongée pour les câbles isolés XLPE, il est crucial de sélectionner un antioxydant approprié pour le système de polyéthylène. Les antioxydants jouent un rôle central dans la sauvegarde du polyéthylène contre la dégradation oxydative. En réagissant rapidement avec des radicaux libres générés dans le matériau, les antioxydants forment des composés plus stables, tels que les hydroperoxydes. Ceci est particulièrement vital car la plupart des processus de réticulation pour XLPE sont à base de peroxyde.
Le processus de dégradation des polymères
Au fil du temps, la plupart des polymères deviennent progressivement fragiles en raison de la dégradation continue. La fin de vie des polymères est généralement définie comme le point auquel leur allongement à la rupture diminue à 50% de la valeur d'origine. Au-delà de ce seuil, même la flexion mineure du câble peut entraîner la fissuration et la défaillance. Les normes internationales adoptent souvent ce critère pour les polyoléfines, y compris les polyoléfines réticulées, pour évaluer les performances matérielles.
Modèle Arrhenius pour la prédiction de la vie du câble
La relation entre la température et la durée de vie du câble est couramment décrite en utilisant l'équation d'Arrhenius. Ce modèle mathématique exprime la vitesse d'une réaction chimique comme:
K = d e (-ea / rt)
Où:
K: Rate de réaction spécifique
D: constant
EA: énergie d'activation
R: constante de gaz Boltzmann (8,617 x 10-5 eV / K)
T: température absolue à Kelvin (273+ température en ° C)
Réarrangé algébriquement, l'équation peut être exprimée en forme linéaire: y = mx + b
De cette équation, l'énergie d'activation (EA) peut être dérivée à l'aide de données graphiques, permettant des prédictions précises de la durée de vie des câbles dans diverses conditions.
Tests de vieillissement accélérés
Pour déterminer la durée de vie des câbles isolés XLPE, les échantillons de test doivent être soumis à des expériences de vieillissement accélérées à un minimum de trois (de préférence quatre) températures distinctes. Ces températures doivent s'étendre sur une plage suffisante pour établir une relation linéaire entre le temps d'obligation et la température. Notamment, la température d'exposition la plus basse devrait entraîner un délai moyen-end à au moins 5 000 heures pour garantir la validité des données de test.
En utilisant cette approche rigoureuse et en sélectionnant des antioxydants haute performance, la fiabilité opérationnelle et la longévité des câbles isolées XLPE peuvent être considérablement améliorées.
Heure du poste: janvier-23-2025