Шланги армированные спиралью ПВХ
Шланги армированные спиралью ПВХ: конструкция, свойства и применение в электротехнике и энергетике
Шланг армированный спиралью ПВХ представляет собой гибкий трубчатый конструктив, предназначенный для защиты, прокладки и изоляции кабелей, проводов, трубопроводов и других линейных объектов от механических, химических и климатических воздействий. Его основу составляет экструдированная оболочка из пластифицированного поливинилхлорида (ПВХ), усиленная жесткой металлической (чаще всего стальной оцинкованной) или пластиковой спиралью, встроенной в стенку. Данное армирование кардинально повышает кольцевую жесткость изделия, обеспечивая сопротивление сдавливанию и сохранение внутреннего просвета при изгибах и нагрузках.
Конструктивные особенности и материалы
Конструкция шланга является многослойной и включает следующие ключевые элементы:
- Внутренний слой (оболочка): Изготавливается из ПВХ-компаунда. Определяет гладкость внутренней поверхности для удобства протяжки кабеля, а также обеспечивает базовую химическую стойкость и электроизоляционные свойства.
- Армирующий элемент: Стальная оцинкованная проволока круглого или квадратного сечения, или спираль из стеклопластика. Проволока укладывается с определенным шагом (витком) и полностью инкапсулируется в материале оболочки. Шаг спирали является критическим параметром, определяющим гибкость и стойкость к сжатию.
- Наружный слой (оболочка): Также из ПВХ, защищает армирующий элемент от коррозии и механических повреждений, определяет основной цвет изделия (чаще всего черный, серый, оранжевый) и его устойчивость к УФ-излучению, температуре и агрессивным средам.
- Легкой серии (Л, Light): Более частая укладка спирали, высокая гибкость, умеренная стойкость к сдавливанию. Применяется для статичной прокладки в условиях ограниченного пространства.
- Тяжелой серии (Т, Heavy): Более редкий шаг спирали, повышенная кольцевая жесткость и стойкость к ударным нагрузкам. Предназначен для прокладки в грунте (бестраншейным методом), в бетонных стяжках, в местах с высокими механическими нагрузками.
- Стальная оцинкованная: Максимальная прочность на раздавливание. Не рекомендуется для сред с высокой коррозионной активностью без дополнительной защиты (например, в кислых грунтах).
- Нержавеющая сталь: Для особо агрессивных сред (химическая промышленность, морская вода, пищевое производство).
- Стеклопластиковая (композитная): Полностью диэлектрическая, не подвержена коррозии, обладает высокой химической стойкостью. Критически важна для применения в зонах с сильными электромагнитными полями (подстанции) или там, где недопустимы блуждающие токи.
- Термостойкие: Изготовлены из специальных марок ПВХ, выдерживающих длительный нагрев до +105°C.
- Маслобензостойкие: Стойкие к воздействию гидравлических масел, топлива, смазок.
- Для бестраншейной прокладки (ГНБ): Обладают повышенной продольной прочностью на разрыв и стойкостью к абразивному износу.
- С низким дымовыделением и пониженной горючестью (LS): Для объектов с повышенными требованиями пожарной безопасности.
- Защита кабельных линий при бестраншейной прокладке (ГНБ, прокол): Шланг тяжелой серии укладывается в подготовленную скважину и служит футляром (канал-чехлом) для последующей протяжки силовых или коммуникационных кабелей. Защищает их от давления грунта, острых камней и подвижек почвы.
- Прокладка кабелей в бетонных конструкциях: Заложение в фундаменты, стяжки пола, монолитные стены. Армирование предотвращает деформацию канала при заливке бетона и виброуплотнении.
- Защита кабелей на мостах, эстакадах, в тоннелях: Компенсация вибрационных нагрузок, защита от возможных падающих предметов, воздействия антигололедных реагентов.
- Организация кабельных вводов в здания и сооружения: Используется в качестве гильз при проходе кабеля через стены и фундаменты, обеспечивая защиту от механических повреждений и часто выполняя функцию огнезащитной преграды.
- Прокладка кабелей в условиях агрессивных сред: На химических заводах, в цехах с высокой влажностью, в животноводческих комплексах. Специальные марки ПВХ устойчивы к кислотам, щелочам, соляным растворам.
- Защита гидравлических и пневматических линий управления на энергетических объектах: Для систем управления задвижками, турбинами, где требуется защита гибких трубопроводов от внешних воздействий.
- Гибкость и легкость монтажа: Поставляется в бухтах, позволяет прокладывать трассы сложной конфигурации без использования множества фитингов.
- Коррозионная стойкость: В отличие от металлических труб, не ржавеет (при условии целостности оболочки).
- Диэлектрические свойства: Не проводит электрический ток, что повышает электробезопасность.
- Химическая стойкость: Инертность к многим реагентам, солям, влаге.
- Долговечность: Срок службы в нормальных условиях превышает 50 лет.
- Экономичность: Как правило, дешевле и легче, чем металлические гофрированные или жесткие трубы.
- Ограниченная термостойкость: Стандартный ПВХ не применяется для прокладки сильно нагревающихся кабелей или рядом с источниками высоких температур.
- Чувствительность к УФ-излучению (у базовых марок): Может терять эластичность и прочность при длительном открытом воздействии солнца.
- Горючесть: ПВХ поддерживает горение, хотя и является самозатухающим материалом. Для критичных объектов требуются специальные негорючие исполнения.
- Меньшая механическая прочность по сравнению со стальной трубой: Не может использоваться в зонах с риском прямого сильного удара (например, от техники).
- Радиус изгиба: Не должен быть меньше 3-4 наружных диаметров шланга во избежание его сплющивания и затруднения последующей кабельной протяжки.
- Соединение и герметизация: Стыки выполняются с помощью муфт из ПВХ или металла, посадки на клей или с использованием термоусаживаемых муфт. Для ответственных трасс (например, в грунте) требуется обеспечение герметичности стыка для защиты от проникновения грунтовых вод.
- Крепление: Фиксация на конструкциях осуществляется с помощью пластиковых или металлических хомутов с шагом 0.8-1.2 м. Не допускается провисание.
- Протяжка кабеля: Перед протяжкой необходимо убедиться в чистоте внутренней полости. Для снижения трения применяются специальные смазки-лубриканты, совместимые с изоляцией кабеля.
- Учет температурного расширения: При длинных прямых участках на открытом воздухе необходимо предусматривать компенсаторы или укладку «змейкой».
Классификация и технические характеристики
Шланги классифицируются по ряду ключевых параметров, которые необходимо учитывать при подборе для конкретной задачи.
1. По типу армирования и гибкости:
2. По материалу спирали:
3. По специальным свойствам:
Основные технические параметры (типовые значения)
| Параметр | Значение / Диапазон | Комментарий |
|---|---|---|
| Внутренний диаметр (DN) | от 6 мм до 150 мм и более | Наиболее востребованы диаметры от 16 мм до 110 мм для прокладки силовых и контрольных кабелей. |
| Рабочая температура | от -20°C до +70°C (стандарт) от -40°C до +105°C (специальные исполнения) | При отрицательных температурах требуется осторожность при монтаже из-за снижения гибкости ПВХ. |
| Сопротивление раздавливанию | до 20 кН/м (тяжелая серия) | Определяется по методике ГОСТ или ISO. Критично для подземной прокладки. |
| Сопротивление удару | до 20 Дж (при -20°C) | Характеризует поведение при монтаже и эксплуатации в условиях возможных механических воздействий. |
| Диэлектрическая прочность изоляции | не нормируется как основная | Шланг является механической защитой, а не изоляцией токоведущих частей. Не заменяет изоляцию кабеля. |
| Стойкость к УФ-излучению | Хорошая (при наличии стабилизаторов в составе ПВХ) | Для постоянного наружного применения требуются марки с усиленной УФ-стабильностью. |
Области применения в электротехнике и энергетике
Преимущества и недостатки по сравнению с альтернативами
Преимущества:
Недостатки и ограничения:
Рекомендации по монтажу и эксплуатации
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем армированный ПВХ шланг отличается от гофрированной ПНД трубы?
Гофрированная труба из полиэтилена низкого давления (ПНД) имеет двустенную конструкцию с наружной гофрой и гладкой внутренней стенкой. Она, как правило, более гибкая и обладает высокой химической стойкостью, но ее кольцевая жесткость (сопротивление сдавливанию) ниже, чем у шланга тяжелой серии со стальной спиралью. ПВХ шланг часто обладает лучшей стойкостью к распространению пламени, чем ПНД. Выбор зависит от конкретных нагрузок: для глубокой закладки в грунт с высокими нагрузками часто предпочтительнее армированный ПВХ шланг, для кабельной канализации с легкими условиями — гофрированная ПНД труба.
Можно ли использовать такой шланг в качестве самостоятельной изоляции кабеля?
Нет, категорически нельзя. Шланг армированный спиралью ПВХ является исключительно механической защитой и не нормируется как электрическая изоляция. Он не заменяет и не дублирует изоляцию кабеля. Его основная функция — защита от внешних воздействий и создание канала для замены кабеля без вскрытия строительных конструкций.
Как правильно выбрать диаметр шланга для прокладки кабеля?
Внутренний диаметр шланга должен быть как минимум на 25-30% больше наружного диаметра кабеля (или пучка кабелей). Это необходимо для обеспечения возможности протяжки без перекоса и чрезмерного трения, а также для теплоотвода. Для пучка кабелей расчет ведется по эквивалентному диаметру пучка. Существуют специальные таблицы подбора, учитывающие заполнение кабельного канала (обычно не более 40-50% от внутреннего сечения).
Какой материал спирали выбрать: сталь или стеклопластик?
Стальная оцинкованная спираль обеспечивает максимальную механическую прочность и применяется в большинстве стандартных случаев. Стеклопластиковая (композитная) спираль выбирается при работе в агрессивных химических средах, где есть риск коррозии стали, а также на объектах электроэнергетики (распредустройства, подстанции), где принципиально важно отсутствие металла в конструкции для исключения наведения вихревых токов и обеспечения полной диэлектричности трассы.
Требуется ли заземление шланга со стальной спиралью?
Если шланг используется исключительно как защитный футляр для кабелей и не контактирует с их токоведущими частями, его заземление не является обязательным требованием по ПУЭ. Однако на подстанциях и в РУ по местным инструкциям может требоваться соединение и заземление металлических элементов таких конструктивов для выравнивания потенциалов. Если через шланг прокладывается кабель с экраном/броней, то заземляется именно экран/броня кабеля, а не шланг.
Как обеспечить герметизацию трассы при подземной прокладке?
Для этого используются специальные герметичные муфты для соединения отрезков шланга, а также герметичные вводы на концах трассы (сальниковые кабельные вводы, термоусаживаемые манжеты). Собранная система должна представлять собой непрерывный герметичный рукав, исключающий проникновение влаги и грунтовых вод к кабелю на протяжении всего срока службы.