Les systèmes électriques modernes reposent sur des interconnexions entre différents appareils, circuits imprimés et périphériques. Qu'ils transmettent de l'énergie ou des signaux électriques, les câbles constituent l'épine dorsale des connexions filaires, ce qui en fait une partie intégrante de tous les systèmes.
Cependant, l’importance des gaines de câbles (la couche externe qui entoure et protège les conducteurs internes) est souvent sous-estimée. La sélection du bon matériau de gaine de câble est une décision cruciale dans la conception et la fabrication des câbles, en particulier lorsqu'ils sont utilisés dans des environnements difficiles. Comprendre l’équilibre entre performances mécaniques, résistance à l’environnement, flexibilité, coût et conformité réglementaire est essentiel pour faire un choix judicieux.
Au cœur de la gaine du câble se trouve un blindage qui protège et assure la durée de vie et la fiabilité du câble intérieur. Cette protection protège contre l'humidité, les produits chimiques, les rayons UV et les contraintes physiques telles que l'abrasion et les chocs.
Les matériaux utilisés pour les gaines de câbles vont des simples plastiques aux polymères avancés, chacun possédant des propriétés uniques pour répondre à des exigences environnementales et mécaniques spécifiques. Le processus de sélection est essentiel car le bon matériau garantit des performances et une protection optimales dans les conditions d'utilisation prévues.
Il n’existe pas de solution universelle pour les gaines de câbles. Le matériau sélectionné peut varier considérablement en fonction des circonstances uniques de l'application.
Plusieurs facteurs doivent être pris en compte lors de la sélection du bon matériau de gaine de câble.
1. Conditions environnementales
La résistance chimique est un facteur essentiel dans le choix des gaines de câbles, car les câbles peuvent rencontrer des huiles, des solvants, des acides ou des bases, selon leur application. Une gaine de câble bien sélectionnée peut empêcher la dégradation ou la corrosion de ses composants sous-jacents, préservant ainsi l'intégrité du câble tout au long de sa durée de vie. Par exemple, dans les environnements industriels où l’exposition aux produits chimiques est courante, il est essentiel de sélectionner des matériaux capables de résister à des conditions aussi difficiles. Ici, les produits chimiques spécifiques auxquels le câble sera exposé doivent être évalués, car cela détermine la nécessité de matériaux spécialisés tels que les polymères fluorés pour atteindre une résistance chimique extrême.
La résistance aux intempéries et à la lumière du soleil est une autre considération précieuse, en particulier pour les câbles utilisés à l'extérieur. Une exposition prolongée au soleil peut affaiblir les matériaux traditionnels, conduisant à une fragilité et éventuellement à une défaillance. Les matériaux conçus pour résister aux rayons UV garantissent que le câble reste fonctionnel et durable même en plein soleil. Pour de telles applications, les matériaux idéaux sont les thermoplastiques CPE, les thermostats CPE ou les thermostats EPR. D'autres matériaux avancés, tels que le polyéthylène réticulé (XLPE), ont été développés pour offrir une résistance accrue aux UV, garantissant ainsi la longévité du câble dans les applications extérieures.
De plus, dans les environnements où le risque d’incendie est préoccupant, le choix d’une gaine de câble ignifuge ou auto-extinguible peut sauver des vies. Ces matériaux sont conçus pour arrêter la propagation des flammes, ajoutant ainsi une couche de sécurité importante dans les applications critiques. Pour l'ignifugation, d'excellents choix incluentPVCthermoplastiques et thermoplastiques CPE. De tels matériaux peuvent ralentir la propagation des flammes tout en réduisant les émissions de gaz toxiques lors de la combustion.
2. Propriétés mécaniques
La résistance à l'abrasion, la force d'impact et la capacité d'écrasement de la gaine du câble affectent directement la durabilité du polyuréthane. Ceci est particulièrement nécessaire dans les applications où le câble traverse un terrain difficile ou nécessite une manipulation fréquente. Dans les applications très mobiles, telles que la robotique ou les machines dynamiques, le choix d'une gaine de câble dotée de propriétés mécaniques supérieures peut permettre d'éviter des remplacements et des maintenances fréquents. Les meilleurs matériaux résistants à l'usure pour les housses de veste comprennent les thermoplastiques polyuréthanes et les thermoplastiques CPE.
3. Considérations relatives à la température
La plage de températures de fonctionnement d’un matériau de gaine de câble peut faire la différence entre le succès ou l’échec d’un système. Les matériaux qui ne peuvent pas résister à la plage de températures de fonctionnement de leur environnement prévu peuvent devenir cassants par temps froid ou se dégrader lorsqu'ils sont exposés à des températures élevées. Cette dégradation peut compromettre l'intégrité du câble et provoquer une défaillance de l'isolation électrique, entraînant des perturbations opérationnelles ou des risques pour la sécurité.
Alors que de nombreux câbles standards peuvent résister à des températures allant jusqu'à 105°C, les applications spécialisées en PVC peuvent devoir résister à des températures plus élevées. Pour les industries telles que le pétrole et le gaz, des applications spéciales nécessitent des matériaux, tels que les matériaux de la série SJS d'ITT Cannon, qui peuvent résister à des températures allant jusqu'à 200°C. Pour ces températures élevées, divers matériaux peuvent devoir être envisagés, notamment le PVC du côté thermoplastique et le CPE ou l'EPR ou le CPR du côté du thermostat. Les matériaux pouvant fonctionner dans de tels environnements peuvent résister à des températures élevées et au vieillissement thermique, garantissant ainsi les performances du câble dans le temps.
Pensez aux environnements à haute température, tels que les plates-formes de forage terrestres. Dans ces environnements à haute pression et haute température, il est nécessaire de sélectionner un matériau de gaine de câble capable de résister à des températures extrêmes sans se dégrader ni se briser. En fin de compte, la sélection du bon matériau de gaine de câble peut garantir des opérations sûres et fiables tout en prolongeant la durée de vie de l'équipement.
4. Le besoin de flexibilité
Certaines applications nécessitent que les câbles restent flexibles malgré des mouvements répétés de flexion et de torsion. Ce besoin de flexibilité ne réduit pas le besoin de durabilité ; par conséquent, les matériaux doivent être soigneusement sélectionnés pour équilibrer efficacement ces deux exigences. Dans ces cas-là, les matériaux tels que les élastomères thermoplastiques (TPE) ou le polyuréthane (PUR) sont privilégiés pour leur élasticité et leur résilience.
Les câbles utilisés dans l'automatisation industrielle, par exemple, doivent être très flexibles pour s'adapter au mouvement des machines telles que les robots. Les robots maillés utilisés pour des tâches telles que la sélection et le placement de pièces sont un excellent exemple de ce besoin. Leur conception permet une grande amplitude de mouvement, exerçant une contrainte constante sur les câbles, nécessitant l'utilisation de matériaux capables de résister à la flexion et à la torsion sans compromettre les performances.
Après avoir pris en compte les conditions environnementales, les propriétés mécaniques, la température et les besoins en flexibilité, il est également important de noter que le diamètre extérieur du câble varie en fonction de chaque matériau. Pour rester respectueux de l'environnement, le diamètre du câble doit rester dans les limites d'étanchéité de la coque arrière ou de la fixation du connecteur.
Heure de publication : 12 août 2024