ÇAPRAZ BAĞLAMA TEKNİĞİ VE ÇAPRAZ BAĞLI POLYELEFİN MALZEMENİN ELEKTRİK MÜHENDİSLİĞİ ALANINDA KULLANIMI

IAPRAZ BAĞLAMA TEKNİĞİ VE IAPRAZ BAĞLI POLY OLEFİN MALZEMENİN LEKTRİK MÜHENDİSLİĞİ ALANINDA KULLANIMI

Ahmet ALBAY RAK Kabel Metal Electro Girlşim Mühendislik Mümessillik ve Tlc. A.Ş.

ÇAPRAZ BAĞLAMANIN FİZİKSEL VE KİMY ASAL Y ÖNLERİ

Çapraz bağlı polietilen (VPE XLPE) güç kablolarında yalıtıcı malzeme olarak kullanılmaktadır. Polyolefin de çapraz bağlanabilmekte ve kablo garnitürü ve diğer bazı amaçlar için kullanılmaktadır. Kablo üretim tekniğinde çarpaz bağlı malzemeler kullanılarak, mukavemetin art ması, darbe dayanımı ve çözücü maddelere karşı daya nıklılık gibi mekanik iyileştirmelerin yanında gerilim daya nımı ve yüksek sıcaklıklarda biçim düzgünlüğünün ko runması gibi konularda yüksek düzeyde iyileştirmeler elde edilmiştir.

Çarpaz bağlama işlemi ile malzemenin molekül zincirleri birbirine sıkıca bağlanır. Böylelikle herhangi bir kuvvet

etkisinde kalan molekül parçaları birbirlerine göre çok az yer değiştirebilirler.

Şekil 1 .a'da normal ve çapraz bağlı polyolefin malzeme nin değişik durumları gösterilmiştir.

Y üksek sıcaklıklarda ıkrurmısyoıu kırsı dayanıksızdır

Y üksek* sıcaklıklarda dcTomıasyona kai^ı dayanıklıdır

Kısmı kristalleşme: Krisulleıme tamamlanmıştır. Molekül lerin yalnız bir bölümü sıralı durumdadır ve amorf (şekilsiz) bölümler halinde ay rılmışlardır.

Şekil l.a) Normal polyolcfinin molekül zinciri

Makro ınolcküllcrin konumlannın dcJİ(,U,,. (eri dönülemeyecek biçimdedir.

Makro molckallcrin konumlan geriye denebilecek (ekiltlc deiisebilir.

Şekil lb) Değişik durumlardaki polyolefin malzemenin belirli sıcaklıklar karşısındaki davranışı

Şekil l.c'de görülen çapraz bağlı polyolefin malzemede artık moleküllerin yer değiştirme olayı olmaz (Makro Braun hareketi). Bu makro moleküller çapraz olarak bağlandığından sanki bir biçim hafızasına sahip olurlar, lastik elastikiyetinde olurlar. Yani, dışardan verilen bilgi ler (baskılar), bu kuvvetin ortadan kalkmasından sonra, tam anlamıyla geriye dönüşlüdür.

Bu lastik elastikiyeti ancak kristalit erime bölgesinin üzerindeki sıcaklıklarda ortaya çıktığından termoelastik davranıştan söz edilebilir. Şekil 1.b. bellek etkisi olarak

Şekil l.c) Çapraz bağlı polyofelin malzemenin molekül zincir leri. Çapraz bağlamı bölgeleri çok fonksiyonludur. Yani: İkiden fazla makro molekül birleşerek çapraz bağlantı noktalan oluştu rabilirler.

da bilinen bu biçim hafızası, çapraz bağlı polyolefin'in ısı ile genleşen maddelerin asıl malzemesi olarak kullanımı için, koşuldur.

ÇAPRAZ BAĞLAMA Y ÖNTEMLERİ

Polyolefinin çapraz bağlanması için çeşitli yöntemler vardır. Bunlardan aşağıda belirtilen üçü endüstride geniş olarak uygulanır.

1. Peroksit çapraz bağlama 2. Kimyasal reaksiyonla çapraz bağlama (Silon) 3. Işınlama ile çapraz bağlama (radio aktif bombardı man) Peroksit çapraz bağlama yöntemi esas olarak ısı ile büzüşen malzemelerin model kısımlarının (biçim parça ları) üretiminde kullanılır.

Diğer tüm ısıyla büzüşebilen ürünlerin üretilmesinde ışınlama yöntemi (elektron hızlandırıcıları yardımı ile bom bardıman yaparak) ya da kimyasal yöntem kullanılarak çapraz bağlama yapılır.

Yöntemlerin seçiminde, esas itibariyle, çapraz bağlama nın homojenliği, kalınlığı ve çapraz bağlanacak duvar kuvveti rol oynar.

Burada kimyasal yöntemle (silon) çapraz bağlanarak elde edilen ürünlerden söz edilecektir.

Ekstrüzyon ya da başka şekilde biçimlendirilen yarı ma mul, yaklaşık 90'C'lık su buharı atmosferinde çapraz bağlanır. Bu işlemden hemen sonra, yarımamül, termo elastik bölgede ısıtılarak genleştirilir ve bu durumda soğutularak, istenilen genleşmiş biçimiyle, dondurulur. Daha sonra belirli ölçülerde kesilerek paketlenir.

Kablo Garnitürü Olarak Kullanılan Ürünler

Genelde altı başlıkta toplanırlar:

1. Kablo başlıkları (Kepler) 2. Tüpler (Tulumlar) 3. Bantlar 4. Biçim parçaları (modeller). Örneğin: bölme başlıkları 5. Manşetler 6. Muflar

Yukarıda belirtilen ürünler çeşitli uygulama alanlarında kullanılırlar. Genelde "Isı İle Büzüşebilen Malzeme" ola rak adlandırılan bu ürünler, sınırsız pratik olanakları sayesinde, çeşitli teknik uygulamalarda ve biçim verme işlemlerinde, hemen tüm endüstri alanlarında, kullanı lırlar. Özellikle de ana elemanın yalıtılması, korozyona ve neme karşı korunması amacıyla kullanılırlar.

Elektrik Mühendisliği Alanında Kullanımları a) iletişim ve güç kablolarının yapım, tesis ve mon tajında, b) Salt cihazlarının yapım, montaj, yalıtımı, akım bara larının mekanik yüklere karşı korunması alanlarında kul lanılırlar.

Kablo Başlıkları a) İletişim Kablosu Başlıkları: 4 90 mm çapında üretilirler ve kabloyu uçlarındaki basınç, darbe ve neme karşı korumak için kullanılırlar. Supaplı olanları basınçlı hava ile doldurulmuş kabloların uçlarının kapatılmasında kullanılırlar.

Uçları kapatılmış kablolar taşıma, stoklama ve serme işlemleri sırasında neme ve darbeye karşı korunmuş olurlar.

İç cidarı termoplastik yapışkan madde ile kaplanmış olan bu başlıklar 30*C ile +70'C arasındaki sıcaklıklarda en az 2,5 bar'lık basınca dayanırlar.

Genelde organik ve inorganik çözücülere karşı kimyasal dayanıklılığı vardır.

Ucu kapatılacak kablonun kılıf yapısına bağlı olarak başlığın iç yapıştırıcısı değişir (PE ya da PVC dış kılıf). Sonuç olarak PE dış kılıflar için: +130'C'ta büzüşebilen başlıklar olduğu gibi PVC dış kılıflar ve borular için + 70'Cla büzüşebilen başlıklar üretilirler.

Tüpler

Isı ile büzüşebilen tüpler polyolefin malzemenin çapraz bağlanması sonucu, 2,0 4 mm et kalınlığında ve 15 mm/ 6 mm 180 mm / 60 mm alanı içinde elde edilirler.

Aralarında büyük oranda çap farkı olan plastik ve metal parçaların ek bölgelerinde korozyona karşı korunmanın ve sızdırmazlığın sağlanması amacı ile kullanılırlar. İletişim ve güç kablolarının eklerinde, kablo geçişlerinde kablo üzerine binen mekanik yükün hafifletilmesi ama cıyla ve kablo dış kılıfı tamirinde kullanılırlar. İç cidarları çeşitli termoplastik yapıştırıcı maddelerle kaplı olarak ya da yapıştırıcısız üretilir. Bunun yanında tüpler enerji dağı tım tesislerinde, tehlikeli atlamaların yapıldığı yerlerdeki direklerde kullanılabilirler.

İç Cidari Y apıştırıcı İle Kaplanmış Tüpler: Ek mufu olarak alçak ve orta gerilim kablolarının eklerinde, 3 ya da 4 dahili tüp ile birlikte kullanılabilirler.

İç Cidarı Y apıştırıcısız Tüpler: Damar manşonu ola rak, tellerin, halatların, tutma kollarının, vidalama ya da birleşme yerlerinin korozyona karşı korunması, sızdır mazlığının sağlanması ve yalıtıcı malzeme olarak kul lanılırlar. Buna ek olarak akım haralarının temas gerilimi ne karşı korunması amacıyla 1 kV için siyah ve 30 kV'a kadar kırmızı renkte tüpler üretilir.

Bantlar

1000 mm genişlikte ve yaklaşık 0.9 mm kalınlığa kadar kolaylıkla üretilebilirler. İç cidarları termoplastik yapış kan ya da korozyona karşı koruyucu plastik malzeme ile kaplanabilir. İletişim ve güç kablolarının dış kılıf tamirinde ya da korozyona karşı korunmasında kullanılabilirler.

J b) Güç Kablosu Başlıkları: Dahili tüpler ve kablo başlığı birlikte kullanılarak Alçak ve Orta gerilim kablo larının uçlarının darbelere, neme ve gerilime karşı daya nıklılığının sağlanması amacıyla yapılır.

Biçim Parçaları

Peroksit yöntemi ile çapraz bağlanan ve ısı ile büzüşebi len biçim parçalarının kullanım alanı çok geniştir. 1 kV'luk güç kablolarında bölümleme başlıkları olarak, 6 kV'luk güç kablolarında ise yüzey akımı uygulamasında parmak başlıklar ve yağmurdan koruyucu başlıklar olarak hazır lanmışlardır. Daha çok çeşitli kullanım alanları vardır.

EI^KTRİK MÜHENDİSLİĞİ 356

Manşetler:

Yarı mamul olarak ekstrüzyon metoda ile üretilir. İç ci darları, kullanım amacına göre, termoplastik yapıştırıcı ya da plastik sızdırmaz madde ile kaplanabilir.

2) Uç kapatma muflan

^p

.

Manşetlerin dış yüzeyleri, isteğe göre, ısı ile renk değiş tiren boya ile boyanabilir. Böylelikle doğru büzüşme ısısına ulaşıldığı kolayca anlaşılabilir. Manşetler: İletişim kablolarının düz ve çatal eklerinde, kablo, boru,direk gibi yerlerde yalıtım ya da korozyona karşı koruyucu mal zeme olarak kullanılırlar.

Muflar:

Güç kablolarının düz ya da branşman eklerinde ya da uç kapatmalarında kullanılırlar. Örneğin: 1 kV'luk bir güç kablosunun düz eki 3 ya da 4 adet dahili manşon ve 1 adet dış kılıf manşonu kullanılarak yapılır. Yine aynı tip kablonun uç kapatma işlemi için 3 ya da 4 adet dahili tüp ve 1 adet dış kılıf başlığı kullanılır. Başlıca üç başlıkta toplanırlar:

1) Geçiş muflan

3) Dağıtım muflan

Bu muflar hem plastik izoleli iletişim kablolarında hem de fiber optik kablolarında koruyucu olarak düzenlenebilir ler. Dış muhafaza aynıdır. Yalnız dahili mufların iç kısmı kullanım amacına uydurulur.