Kabelkanal aus glasfaserverstärktem Kunststoff

Es besteht ein enger Zusammenhang zwischen dem Faserverstärkungsverhältnis des FRP-Kabelkanals und seiner mechanischen Festigkeit, was sich direkt auf die technische Anwendbarkeit des Produkts auswirkt. In einer typischen Formel werden Glasfasern als Kernverstärkungsmaterial verwendet, und ihr Gehalt schwankt normalerweise zwischen 30 % und 70 %, und diese Verhältnisänderung wird die mechanische Leistung des Materials erheblich verändern. Wenn das Fasergewichtsverhältnis den goldenen Bereich von 50 %-55 % erreicht, kann die Kabelrinne das beste Gleichgewicht zwischen Festigkeit und Zähigkeit erreichen, die Zugfestigkeit kann 300–350 MPa erreichen und der Biegemodul wird bei 15–18 GPa gehalten, was die mechanischen Anforderungen der meisten Energieprojekte für Kabeltragsysteme vollständig erfüllt. Es ist zu beachten, dass es umso besser ist, je höher der Faseranteil ist. Sobald der kritische Wert von 65 % überschritten wird, ist es für die Harzmatrix schwierig, die Faser vollständig zu infiltrieren, was jedoch zu einer Verringerung der Grenzflächenbindung und einer Verringerung der Schlagzähigkeit um etwa 20 % führt.

In der tatsächlichen Produktion weisen verschiedene Prozesse offensichtliche Unterschiede in ihrer Fähigkeit auf, den Fasergehalt zu kontrollieren. Mit traditionellen Handauflegeverfahren kann meist nur ein Fasergehalt von weniger als 45 % erreicht werden, und die Festigkeit schwankt stark; Während die fortschrittliche Pultrusionstechnologie den Faseranteil auf etwa 60 % genau steuern kann, wodurch die axiale Festigkeit des Produkts um mehr als 40 % erhöht wird. Für spezielle Anwendungsszenarien werden Ingenieure gezielte Optimierungsstrategien anwenden: In korrosiven Umgebungen wie chemischen Zonen kann die Kombination aus 60 % Faser und Vinylesterharz die Säure- und Laugenbeständigkeit um das Dreifache erhöhen; In Situationen, in denen Schlagfestigkeit erforderlich ist, werden 5 %-10 % Kurzschnittfasern hinzugefügt, um die Zähigkeit zu erhöhen. Der State Grid Q/GDW 1819-2013-Standard verlangt eindeutig, dass der Fasergehalt von Stromkabeltrögen nicht weniger als 50 % betragen darf, und einige Offshore-Windkraftprojekte verwenden eine 55 %ige Fasermischung mit einer Kohlefaserlösung, um die Taifunbeständigkeit des Produkts um 60 % zu erhöhen.

Um die Produktqualität sicherzustellen, verwendet die Industrie im Allgemeinen die Ausbrennmethode (GB/T 2577), um den Fasergehalt genau zu bestimmen, und arbeitet mit dem Dreipunkt-Biegetest (ASTM D790) zusammen, um die tatsächliche Festigkeit zu überprüfen. Die elektronenmikroskopische Rasteranalyse zeigt, dass die Bruchoberfläche bei geeignetem Fasergehalt eine gemischte Morphologie aus Faserauszug und Harzbruch aufweist, was darauf hindeutet, dass die Spannung effektiv übertragen und verteilt wurde. Aus wirtschaftlicher Sicht erhöht jede Erhöhung des Fasergehalts um 5 % die Materialkosten um 8 %-10 %, daher ist es notwendig, den richtigen Typ gemäß der Norm JC/T 941-2016 auszuwählen: 40 %-45 % für leichte Belastungsszenarien (Klasse I), 45 %–55 % für mittlere Belastungen (Klasse II) und 55 %–60 % für schwere Belastungen (Klasse III). Durch diese präzise Steuerung können hochwertige FRP-Kabelrinnen ein Festigkeits-Gewichts-Verhältnis erreichen, das mehr als dreimal so hoch ist wie das von verzinktem Stahl, und das bei gleichzeitig ausgezeichneter Korrosionsbeständigkeit. Dies ist der Hauptgrund dafür, dass sie traditionelle Metallprodukte in den Bereichen Elektrizität, chemische Industrie usw. zunehmend ersetzen.