Geçmiş yıllarda da olduğu gibi son döneme de damgasını vuran polimerler, günümüzde endüstri dallarındaki hakimiyetin yanında, sosyal, sportif ve ekonomik ortamın da vazgeçilmez bir parçası haline gelmiştir. Ulaşım ağlarının unsurları, tekstil, boya, inşaat, elektrik-elektronik, gıda, ambalaj, tıp ve diğer birçok teknoloji ürünlerinde ki geniş kullanım alanları polimerleri günlük yaşamımızla bütünleştirmektedir.
Öncelikle ele aldığımız konu ise tabi ki uzmanlık alanımız olan Kablo sektörüdür. Data, Sinyal, Kontrol ve Enerji iletiminin vazgeçilmezleri olarak kabul edilen ve teknolojinin hemen her aşamasında büyük önem arz eden kabloların, yalıtım ve koruyucu kılıflarında tercih edilen polimerlerdir. İhtiyaçlara ve kabloların kullanım koşullarına göre büyük çeşitlilikler gösterebilmektedir. Sertlik, yumuşaklık, esneklik, soğuk, sıcak, alev dayanımı, korozyon, yağ, asit ve daha pek çok farklı kimyasala ve fiziksel etkilere direnç gibi özellikler, bu polimerlerin izolasyon malzemesi olarak kullanılmalarındaki seçim kriterlerini de belirlemektedir.
Termoplastikler, termosetler ve elastomerler…
Günümüzde kablo yalıtımları sadece dielektrik özellik sağlamakla sınırlı kalmayıp bu özelliğinin beraberinde daha pek çok ihtiyacı da karşılayacak şekilde geliştirilmiştir. Tasarım aşamasında, ürünün kullanılacağı ortam koşullarına uygun, en doğru yalıtım ve koruyucu kılıf malzemesinin seçilmesi, hem kablonun ömrünü arttırmakta hem de can ve mal güvenliğini tehlikeye düşüren durumların önüne geçmektedir.
KABLO YALITIM VE KILIFLAMASINDA KULLANILAN POLİMERLER
Polimerler ısı ve elektriğe karşı yalıtkan malzemelerdir. İşlenmeleri kolaydır. Kablo yalıtım ve kılıflanmasındaki kullanımının en temel nedeni elektriğe karşı yalıtkan olmasıdır. Bir diğer neden de, kimyasal etki ve korozyona karşı dirençli olmalarıdır. Genel olarak elastiktirler.
Kablo yalıtım ve kılıflanmasında kullanılan polimerler genel olarak üçe ayrılır:
1. Termoplastikler
2. Termosetler
3. Elastomerler
1.Termoplastikler: Isıtıldıkları zaman yumuşar ve akar, soğutulunca sertleşirler, katılaşırlar. Bu olay termoplastikler için tekrar edilebilir bir özelliktir. Bu şekillendirme esnasında hiçbir kimyasal değişime uğramazlar. Örnek olarak: PVC, Polietilen, Polipropilen.
2.Termosetler: Isı işlemleriyle bir defa istenilen şekil altıktan sonra tekrar ısıtılarak şekillendirilemezler. Ayrıca bu malzemeler çözücülere karşı çok dayanıklıdırlar. Çapraz bağlı bir yapıya sahiptirler.
Örnek olarak; XLPE, XLHFFR(çapraz bağlı hffr)
3.Elastomerler: Çekme kuvveti altında çok yüksek oranda uzama gösteren ve kuvvet kaldırıldığında anında ilk boyutlarına dönen, çapraz bağlanmış kauçuğa benzer polimerlere ya da başka bir deyişle, kauçuğa benzer ağ yapılara, elastomer adı verilir. Kauçuk olarak tanımladığımız elastomerler, polimerlerin seyrek çapraz bağlanması ile oluşan ağ yapısı halidir. Polimerin elastomer olması için; yüksek molekül ağırlığına, zincirler arası düşük kuvvete, gelişigüzel zincir yapısına ve çapraz bağlanabilme özelliğine sahip olması gerekir. Örnek olarak EPDM, SBR gibi kauçuklar ve silikon kauçuk türevleridir.
Polimerlerin tümü normal gerilim ve frekanslarda iyi yalıtkandırlar. Yalıtkanlıkları, ortam ısısı arttıkça azalır. Genel olarak polimerlerin elektriksel direnci (yalıtkanlığı) kimyasal bileşime, dolgu maddelerine, sıcaklığa ve neme bağlı olarak değişir.
Polimerler dielektrik malzemelerdir. Yani yalıtkandır. Her polimerin bir dielektrik sabiti vardır ve 1,9-2 den büyüktür. Sıcaklık ve frekanstan etkilenir. Dielektrik sabiti rakamsal olarak büyüdükçe polimerin yalıtım özellikleri düşmektedir.
Örneğin;
Polietilen: 2,33 dielektrik sabitine sahiptir ve mükemmel elektriksel yalıtıma sahiptir.
PVC: 4-8 dielektrik sabitine sahiptir. İyi bir yalıtkandır, polietilene göre yalıtımı düşüktür.
Silikon: 3 civarında dielektrik sabitine sahiptir.
Polimer içine katılan katkılar dielektrik sabitinin yükselmesine veya düşmesine sebep olabilir.
Sonuç olarak, üretilecek kablonun özelliklerine göre polimer seçilmelidir. Seçimdeki kriterler başlıca şöyledir:
1.Yalıtım özellikleri (elektriksel),
2.Mekanik zorlanmalara ve darbelere dayanım,
3.Çalışma ortamından etkilenme,
• Çalışma sıcaklığı,
• Kimyasal çözücüler,
• UV dayanım,
• Aleve ve yangına dayanım.
4.Esneklik,
5.Ömür.
KABLO YALITIMINDA KULLANILAN POLİMERLERİN DİELEKTRİK SABİTLERİ (DİELEKTRİK CONSTANT)
• PVC : 4~8
• PE : 2,33
• FİZİKSEL KÖPÜK PE : 1,6~2,1
• SİLİKON : 3,2~4,7
• PP : 2,23
• XLPE : 2,33
• TERMOPLASTİK HFFR : ~4
• TERMOSET HFFR : ~4
• POLİÜRETAN : ~6
BAŞLICA KABLO YALITIM VE KILIF POLİMERLERİ
• PVC (POLIVINIL CLORÜR)
• ALÇAK YOĞUNLUK POLİETİLEN (LDPE)
• YÜKSEK YOĞUNLUK POLİETİLEN (HDPE)
• ÇAPRAZ BAĞLI POLİETİLEN (XLPE)
• POLİPROPİLEN (PP)
• TERMOPLASTİK POLİÜRETAN (TPU)
• TERMOPLASTİK ELASTOMER (TPE)
• SİLİKON KAUÇUK (SIR)
• HFFR KOMPAUNDLAR (HFFR, LSZH.LS0H)
1. TERMOPLASTİK HFFR
2. TERMOSET HFFR
1. KABLO YALITIM VE KILIFLANMASINDA KULLANILAN PVC BİLEŞİKLERİ
PVC kablo sektöründe genelde granül formunda kullanılmaktadır. Kablo sektöründe kullanılan PVC granüller plastifiye edilmiştir. Granül üretilirken PVC toz içerisine plastikleştirici katılarak, PVC flexible hale getirilir. Bunun başlıca amacı uygulandığı kablonun rahat döşenmesi ve hareket ettirilebilmesidir.
• PVC normal şartlarda bünyesinde % 53- 55 oranında klor (Cl) içerir.
• PVC halojen içerdiğinden (Cl) dolayı yanmaya karşı dayanıklıdır.
• PVC asitler ve bazların etkisine karşı dayanıklıdır. Su, alkol, benzin, PVC ‘ye hiçbir etki göstermez.
PVC ortam şartlarına olan yüksek dayanıklılığı, kolay işlenebilmesi, metal yüzeye yapışma özelliğinin olması ve iyi elektriksel özelliklerinin bulunması nedeni ile kablo üretiminde geniş yer bulmuştur. PVC granül üretimi sırasında PVC’ye çok değişik stabilizatörler, dolgu maddeleri, ajanlar ve plastifiyanlar katılarak kablo için değişik özellikte granül üretmek mümkündür.
KABLO YALITIMI İÇİN TİPİK BİR PVC GRANÜL FORMÜLÜ
• PVC TOZ (K sayısı 64~68 arası)
• DOLGU MADDESİ (Kalsiyum karbonat….)
• PLASTİFİYANLAR
• STABİLİTAZÖRLER
• KAYDIRICILAR
• MUKAVEMET ARTTIRICILAR
• PROSES YARDIMCILARI
• PİGMENTLER
Yukarıdaki maddelerle birlikte alev önleyiciler, duman bastırıcılar, UV dayanımı arttırıcılar, yağa dayanımı arttırıcı maddeler, antirodent ve antitermit katkılar PVC formülasyonlarında kullanılmaktadırlar.
Kablo üretiminde kullanılan PVC bileşikleri, uluslararası ve ulusal standart kuruluşlarınca standart hale getirilmiş ve PVC bileşiklerde bulunması gereken minimum değerler
belirlenmiştir.
1.1.HABERLEŞME, SİNYAL KONTROL, ENSTRÜMANTASYON ve DATA KABLOLARI İÇİN PVC BİLEŞİKLERİ
A. Kablo Yalıtımı için PVC Bileşikleri (EN 50290-2-21)
PVC yalıtımlı sinyal kontrol kablosu ve enstrümantasyon kablosu tasarımı yapılırken damar larının yalıtımında EN 50290-2-21 standardında özellikleri belirlenmiş PVC yalıtım birleşikleri seçilmelidir.
PVC yalıtımlı sinyal kontrol ve enstrümantasyon kablolarına örnek verirsek; piyasada yaygın olarak kullanılan LIYY ; LIYCY ; J-Y(St)Y ; JE-Y(St)Y ; LIY(St)CY ; RE-Y(St)… gibi kabloların yalıtımları bu standarda uygun olmalıdır.
B. Kablo Kılıflanması için PVC Kılıf Bileşikleri (EN 50290-2-22)
Haberleşme, sinyal kontrol, enstrümantasyon ve data kablosu tasarımı yapılırken PVC kılıf bileşiği seçiminde EN 50290-2-22 standardında verilen özelliklere göre PVC tipi seçilmelidir.
PVC kılıflı haberleşme, sinyal kontrol, enstrümantasyon ve data kablolarına örnek olarak; PDV; CAT-3 U/UTP ; CAT-5 U/UTP; CAT-6 U/UTP; LIYY; LIYCY; J-Y(St)Y ; JE-Y(St)Y; LIY(St)CY; RE-Y(St)Y… gibi kabloların kılıf bileşikleri bu standarda uygun olmalıdır.
1.2.ALÇAK GERİLİM ENERJİ VE KONTROL KABLOLARI İÇİN PVC BİLEŞİKLERİ
A. Alçak Gerilim Enerji ve Kontrol Kabloları İçin PVC Yalıtım Bileşikleri (EN 50363-3)
Alçak gerilim enerji ve kontrol kabloları tasarımında EN 50363-3 standardında özellikleri belirlenmiş PVC yalıtım bileşikleri kullanılmalıdır.
B. Alçak Gerilim Enerji ve Kontrol Kabloları İçin PVC Kılıf Bileşikleri (EN 50363-4-1)
Alçak gerilim enerji ve kontrol kabloları tasarımında EN 50363-4-1 standardında özellikleri belirlenmiş PVC kılıf bileşikleri kullanılmalıdır. Alçak gerilim ve kontrol kablolarına örnek verecek olursak; ERFLEX 130(YSLY); ERFLEX 130 Y-CY(YSLYCY) ; ERFLEX 120(H05VV-F;NYSLYÖ-J) ; ERFLEX 120 CY(H05VVC4V5-K ; NYSLYCYÖ-J)
1.3.O.6/1KV ve ÜSTÜ ENERJİ KABLOLARINDA KULLANILAN PVC BİLEŞİKLERİ
A. 0.6/1KV için PVC Yalıtım Bileşiği IEC 60502-1 için PVC/A dır.
En büyük iletken sıcaklığı 70 ⁰C dir.
Test gereksinimleri, IEC 60502-1 standardında belirtilmiştir.
B. 0.6/1KV için PVC Kılıf Bileşiği
IEC 60502-1 için,
ST1 ve ST2 dir.
ST1 çalışma sıcaklığı : 80⁰C
ST2 çalışma sıcaklığı : 90⁰C dir.
Test gereksinimleri IEC 60502-1 çizelge tablo 18’de belirtilmiştir.
Kablo üreticileri kullandıkları PVC granül miktarını esas alarak maliyet hesapları yaparak, granülü kendi bünyelerinde yapıp, yapmamaya karar verirler. Büyük tonajlı çalışan enerji kablosu üreticileri genelde PVC granülü kendi bünyelerinde yapmaktadır.
Zayıf akım kablo üreten firmalar, çok çeşitli ve özellikli PVC granül kullandıklarından, bunu genelde PVC granüllerini tedarikçi firmalardan karşılamaktadır. Bu tür granül üreten firmalar, yurt içinden ve yurt dışından olabilmektedir.
Yorum Yazın