Jak smarować kanał kablowy przed przeciąganiem, aby osiągnąć optymalny współczynnik tarcia podczas przeciągania kabla

Fizyka ciągnięcia i rola współczynnika tarcia

Wciąganie kabla wydaje się proste z daleka. Linę przyłącza się do wiązki przewodów, a siłę wytwarza maszyna do wciągania lub załoga – i kabel pojawia się na końcu odcinka przewodu. Fizyka zachodząca wewnątrz przewodu opisuje znacznie bardziej skomplikowaną sytuację. Podczas przesuwania się kabla przez przewód naciska on na jego wewnętrzną ścianę w każdym zakręcie, w każdym przebiegu między podporami oraz w każdym punkcie zmiany kierunku przewodu. Siła potrzebna do pokonania oporu w tych punktach kontaktu zależy od jednej kluczowej wartości: współczynnika tarcia między powłoką kabla a powierzchnią przewodu. Ten współczynnik działa jak mnożnik. Naprężenie linii wciągającej w dowolnym punkcie odcinka wynosi sumę naprężenia przychodzącego oraz siły tarcia generowanej na danym odcinku. Wysoki współczynnik tarcia oznacza szybki wzrost naprężenia przy każdym stopniu zakrętu i przy każdym stopy długości przewodu. Naprężenie nie sumuje się liniowo – może rosnąć wykładniczo przy serii zakrętów, co w obliczeniach wciągania kabla określa się jako efekt mnożenia zakrętów. Wciąganie rozpoczynające się przy akceptowalnym naprężeniu może zgromadzić tak dużo tarcia po trzech lub czterech zakrętach o 90 stopni, że naprężenie przy uchwycie wciągającym przekroczy maksymalne dopuszczalne naprężenie robocze kabla. W takim przypadku przewody rozciągają się, izolacja cienieje, powłoka pęka lub uchwyt wciągający ślizga się. Smarowanie wpływa na fizyczny obszar, w którym powstaje całe to naprężenie. Poprawnie dobrany i zastosowany smar do wciągania obniża współczynnik tarcia i – co najważniejsze – utrzymuje go stabilny na całej długości wciągania. Różnica między współczynnikiem 0,35, typowym dla wciągania bez smaru przez przewód z PVC, a współczynnikiem 0,15, osiągalnym przy użyciu smaru wysokiej klasy, nie jest tylko różnicą liczbową. To różnica między wciągnięciem przebiegającym bez zarzutu a wciągnięciem uszkadzającym kabel, blokującym go w przewodzie lub powodującym uraz członka załogi w momencie zerwania się liny pod niespodziewanym obciążeniem.

Przygotowanie kanału i podstawa skutecznego smarowania

Śmierdzik nie może spełniać swojej funkcji, jeśli powierzchnia, na którą jest nanoszony, jest skażona. Najdroższy i najwydajniejszy śmierdzik do ciągnięcia pompowany do kanału wypełnionego gruzem budowlanym, wyschniętą gliną, stojącą wodą lub wiórkami metalu po procesie gwintowania nie obniży współczynnika tarcia do wartości nominalnej. Zamiast tego połączy się z zanieczyszczeniami, tworząc ścierniowy płyn, który zwiększa tarcie i uszkadza powłokę kabla. Przygotowanie kanału jest warunkiem koniecznym i niepodlegającym negocjacji przed zastosowaniem śmierdzika. Kanał należy oczyścić za pomocą przetarcia przed rozpoczęciem ciągnięcia. Mandrel, cylindryczna szczotka o średnicy nieco większej niż wewnętrzna średnica kanału, lub piankowy tłoczek napędzany sprężonym powietrzem są przesuwane (ciągnięte lub wciskane) przez całą długość kanału, aby usunąć luźne zanieczyszczenia, kurz budowlany oraz wilgoć. Przetarcie ma na celu nie tylko oczyszczenie, ale także potwierdzenie ciągłości kanału – czy żaden jego odcinek nie uległ zapadnięciu ani rozłączeniu w połączeniu, a także czy trasa jest wolna od przeszkód dla kabla. Po przetarciu wnętrze kanału należy zwizualizować w łatwo dostępnych miejscach, a palcem należy sprawdzić brzegi każdego połączenia, by upewnić się, że żaden karb, ostra krawędź ani niedoskonałość wyrównania nie wystają do ścieżki kabla. Wkładki ochronne i zakończenia wlotowe/wylotowe na obu końcach kanału muszą być prawidłowo zamontowane i zabezpieczone, ponieważ kabel wprowadzany do kanału lub wyprowadzany z niego przez ostry metalowy brzeg ulegnie uszkodzeniu niezależnie od jakości smarowania wnętrza. Dopiero po upewnieniu się, że kanał jest czysty, ciągły i wolny od przeszkód można przystąpić do etapu smarowania.

Wybór odpowiedniego smaru do połączenia kabla i przewodnicy

Smarek do przeciągania nie jest jednym produktem. Jest to kategoria formuł, z których każda została zaprojektowana dla konkretnych kombinacji materiałów powłok kabli, typów przewodów ochronnych, temperatur instalacji oraz warunków środowiskowych. Główne wymaganie kompatybilności dotyczy relacji między smarkiem a powłoką kabla. Smarek bezpieczny dla powłok polietylenowych i polietylenu sieciowanego może w czasie miękknąć lub rozswellać powłokę z PVC, zwłaszcza jeśli kabel będzie pracował w podwyższonej temperaturze. Producent smarku dostarcza dokumentację kompatybilności, a instrukcja instalacji kabla od producenta często określa zatwierdzone typy smarków. Materiał przewodu ochronnego również wpływa na wybór smarku. Polimerowy smarek wodny, który dobrze sprawdza się w przewodach ochronnych z PVC, może szybko wyschnąć przy długim odcinku przewodów ochronnych metalowych nagrzanych przez słońce. Smarek woskowy lub żelowy, który pozostaje stabilny w przewodach ochronnych na zewnątrz przy wysokiej temperaturze, może być zbyt lepki do przeciągnięcia przez wąski kanał przy niskiej temperaturze otoczenia. Specjalne zastosowania stawiają dodatkowe wymagania. Przeciągnięcie setek kabli kategorii 6 w jednej tacy w centrum danych wymaga smarku, który nie pogorszy klasy odporności na ogień powłoki kabla ani nie pozostawi osadu przyciągającego kurz. Przeciągnięcie przez przewód ochronny, który później będzie zawierał wodę pitną lub produkty spożywcze, wymaga smarku z certyfikatem dopuszczenia do przypadkowego kontaktu. Przeciągnięcie w banku podziemnych kanałów, gdzie smarek może zostać narażony na wodę gruntową, wymaga formuły, która nie będzie migrować, wypłukiwać się ani ulegać biodegradacji przed włączeniem kabla do pracy. Wybór smarku oznacza zapoznanie się z kartą techniczną dla konkretnej kombinacji warunków występujących na danym obiekcie, a nie chwytanie pierwszego pojemnika, który znajduje się w samochodzie.

Technika zastosowania i strategia równomiernego rozprowadzania

Sposób wprowadzania smaru do kanału decyduje o tym, czy dotrze on do punktów tarcia, gdzie jest potrzebny, czy też zbierze się bezużytecznie w dolnych fragmentach kanału, podczas gdy przewód pozostanie suchy na zakrętach. Typową metodą stosowaną przy krótszych ciągnięciach jest nanoszenie smaru bezpośrednio na przewód w momencie jego wprowadzania do kanału – ręczne smarowanie obudowy grubą warstwą na pierwszych metrach przewodu oraz uzupełnianie smaru w miarę postępu ciągu. Czołowa część przewodu – ta, która jako pierwsza napotka wszystkie zakręty i suche fragmenty kanału – powinna być pokryta grubszą warstwą smaru niż tylna część, która porusza się po już uprzednio posmarowanej ścieżce. W przypadku dłuższych ciągnięć konieczne jest pompowanie smaru bezpośrednio do kanału tuż przed przewodem. Pompa do smarowania wyposażona w elastyczną końcówkę lub dyszę rozprowadzającą przymocowaną do linii ciągnącej umożliwia wprowadzanie smaru w określonych miejscach trasy, szczególnie tuż przed zakrętami, gdzie skupia się tarcie. Dla bardzo dużych ciągnięć stosuje się skrzynkę do aplikacji smaru – komorę wypełnioną smarem, przez którą przewód przechodzi w momencie wprowadzania go do kanału – zapewniającą jednolite pokrycie całej obwodowej powierzchni wiązki przewodów. Ilość zastosowanego smaru powinna być proporcjonalna do powierzchni wewnętrznej kanału oraz długości ciągu. Cienka warstwa smaru, która znika w pierwszych sześciu metrach, pozostawia pozostałą część trasy suchą. Wystarczająca ilość smaru potwierdzana jest przez widoczną kroplę smaru wypływającą z dalszego końca kanału przed przewodem – świadczy to o całkowitym zwilżeniu wnętrza kanału.

Monitorowanie siły rozciągania i rozpoznawanie sygnałów awarii smarowania

Nawet przy odpowiednim przygotowaniu, doborze i zastosowaniu smaru warunki wewnątrz przewodu mogą ulec zmianie podczas ciągnięcia. Smar może zostać usunięty przez odcinek suchego przewodu, wchłonięty przez przewód porowaty lub wyparty przez wodę, która przed ciągnięciem przedostała się do przewodu. Ekipa wykonująca ciągnięcie musi obserwować objawy wzrostu współczynnika tarcia zanim naprężenie osiągnie poziom powodujący uszkodzenia. Najbardziej natychmiastowym wskaźnikiem jest wartość naprężenia wyświetlana na maszynie ciągnącej lub dynamometrze. Spodziewany jest gładki, stały wzrost naprężenia w miarę wprowadzania kabla do przewodu. Nagła skokowa zmiana lub niestabilne, drgające wskazania naprężenia sugerują, że kabel napotyka odcinek o wysokim tarciu, a następnie nagle się zwalnia w nieprzewidywalnym cyklu przywierania i ślizgania. Ruch przywierania i ślizgania jest szczególnie szkodliwy, ponieważ generowane przez niego dynamiczne obciążenia uderzeniowe mogą znacznie przekraczać stałe naprężenie występujące podczas ciągnięcia. Dźwięk towarzyszący ciągnięciu również dostarcza informacji. Kabel przesuwający się przez prawidłowo nasmarowany przewód wydaje cichy, delikatny szelest poślizgu powłoki po wilgotnej ścianie przewodu. Dźwięk przeciągania, pisku lub trzaskania wskazuje na kontakt metal–plastik lub plastik–plastik bez wystarczającej warstwy smaru. Jeśli pojawią się te objawy, ciągnięcie należy natychmiast przerwać, zanim kabel ulegnie uszkodzeniu. Dodatkowy smar można zainjektować w punkcie wejścia lub cofnąć kabel o niewielką odległość, aby rozprowadzić już naniesiony na powłokę smar na suchy odcinek przewodu. W odpowiedzi na rosnące tarcie nie należy zwiększać siły ciągnącej aż do momentu, gdy kabel „się podda”. Poprawną reakcją jest zatrzymanie, ocena sytuacji i ponowne nasmarowanie.

Łańcuch dostaw zapewniający niezawodne smary i narzędzia do ciągnięcia

Najlepsza technika przeciągania kabli w branży nie pozwoli na skuteczną instalację kabli, jeśli smar do przeciągania z wiadra nie zapewnia wytrzymałości warstwy smarującej, stabilności temperaturowej oraz zgodności materiałowej, jakich obiecuje jego karta techniczna. Smar do przeciągania kabli to produkt formułowany, którego właściwości zależą od jakości i spójności surowców, precyzji procesu produkcyjnego oraz niezawodności łańcucha dostaw. Smar oparty na polimerach korzysta z łańcuchów o wysokiej masie cząsteczkowej, które zapewniają wytrzymałość warstwy smarującej niezbędną do utrzymania kabla i przewodu rozdzielonego pod wpływem ekstremalnych ciśnień kontaktowych występujących w miejscach zakrętów. Jeśli surowiec polimerowy różni się między partiami produkcyjnymi, właściwości smaru również będą się różnić. System konserwujący zapobiegający wzrostowi mikroorganizmów w smarze wodnym musi pozostawać skuteczny przez cały okres przydatności do użycia produktu – w przeciwnym razie wiadro przechowywane w magazynie przez sześć miesięcy dotrze na miejsce budowy zepsute i niemożliwe do użycia. Hydrarite rozumie te zależności jakościowe i dostarcza smarów do przeciągania kabli oraz narzędzi produkowanych w kontrolowanych warunkach, z zachowaniem stałej spójności formuły. Dla przedsiębiorstwa elektrycznego, które wycenia roboty na podstawie przewidywalnych nakładów roboczych i kosztów materiałów, niezawodność smaru do przeciągania przekłada się bezpośrednio na niezawodność oferty. Smar działający w sposób spójny pozwala zespołowi ukończyć przeciąganie zgodnie z harmonogramem, bez opóźnień, roszczeń o uszkodzenia oraz prac naprawczych wynikających z awarii smaru. Smar stanowi niewielką część całkowitych kosztów projektu, ale jego skuteczność – lub awaria – może decydować o wyniku całej instalacji kabli. Przedsiębiorca, który doświadczył zablokowanego przeciągania, uszkodzenia kabla oraz kosztów wymiany pięciuset-stopowego odcinka kabla zasilającego, nie ryzykuje ponownie używania niezweryfikowanego smaru. Wybiera produkt od producenta, który gwarantuje jego właściwości, i stosuje go zgodnie z dyscyplinowaną procedurą uwzględniającą fizykę procesu przeciągania.