Cáp điều khiển chống dầu và hóa chất: Giải pháp hiệu quả cho công nghiệp
Trong các ngành công nghiệp hiện đại, dây cáp điều khiển phải đối mặt với môi trường làm việc khắc nghiệt. Cáp điều khiển chống dầu và hóa chất được thiết kế đặc biệt để chịu được hóa chất mạnh, dầu công nghiệp và nhiệt độ cao, mang lại giải pháp hiệu quả cho dây chuyền sản xuất và thiết bị công nghiệp. Hãy cùng ADACO đi vào tìm hiểu chi tiết về dây cáp điều khiển chống dầu và hoá chất được ứng dụng trong những ngành công nghiệp đặc biệt liên quan tới hóa dầu, hóa chất hoặc những môi trường mà các chi tiết máy móc, hệ điện thường xuyên tiếp xúc với các hoá chất trên.
Thị trường dây cáp điện hạ thế
Đối với những dòng dây cáp điện hạ thế (<1000V hay <1kV) thì nhu cầu thị trường có nhiều phân khúc, ứng dụng làm: dây cáp điện cấp nguồn, cáp điều khiển, cáp điện cho thiết bị chiếu sáng, cáp tín hiệu, cáp tín hiệu hình ảnh và âm thanh về máy tính, cáp truyền dữ liệu,v.v. Những loại cáp này được dùng cho các thiết bị trong dân dụng, các văn phòng, tòa nhà, khu vực ngoài trời (tuỳ loại),v.v. Những loại dây cáp điện thông thường ban đầu được lắp đặt trong môi trường tương đối sạch, ít dịch chuyển liên tục hay tiếp xúc với tia cực tím, đối với những dòng cáp điện thông thường này sẽ không đòi hỏi khả năng kháng dầu hay kháng hóa chất, nên người dùng cũng không quá quan tâm tới vấn đề này.
Tại sao cần cáp điều khiển chống dầu và hoá chất lại quan trọng trong công nghiệp?
Trong những môi trường làm việc như công nghiệp dầu mỏ, khai khoáng,v.v, cáp điều khiển luôn thường trục đối mặt với nguy cơ, các yếu tố gây hại cho chất lượng và tính toàn vẹn của dây cáp điện, có thể kể đến như: hoá chất có tính ăn mòn mạnh, dầu công nghiệp hay nhiệt độ cao. Nếu không sử dụng những loại dây cáp điện đúng chủng loại, dây cáp sẽ bị ăn mòn, phồng rộp, nứt cáp, dẫn tới rủi ro và nguy cơ làm hỏng cáp, ảnh hưởng tới toàn bộ đường dây cáp điện hay thậm chí là hệ thống phân phối điện lưới, dây chuyền sản xuất, giáp tiếp ảnh hưởng tới sản xuất trên dây chuyền và chất lượng, tốc sản xuất các sản phẩm đầu ra.
Sự bền bỉ của vật liệu chế tạo vỏ bảo vệ dây cáp điều khiển chống dầu và hoá chất
Như tên gọi của sản phẩm, cáp điều khiển chống dầu và hoá chất thường được sản xuất với lớp vỏ cáp bên ngoài làm bằng chất liệu như PUR – vỏ cáp giống như một “hàng phòng thủ” giúp bảo vệ lớp bọc bên trong và dây dẫn khỏi tác động của hóa chất, dầu và các chất khác khi tiếp xúc với dây cáp trong những điều kiện và yếu tố có hại cho dây cáp điều khiển chống dầu và hoá chất.
- Ngoài ra, lớp bọc bảo vệ lõi cáp bên trong hay lớp bọc cách điện có nhiệm vụ chính là đảm bảo dòng điện chạy qua ruột dẫn bằng kim loại (phần mà lớp bọc lõi cáp bao phủ).
- Đối với dây cáp truyền dữ liệu dùng cho máy tính, cáp tín hiệu, lớp cách điện còn phải được lựa chọn để giảm thiểu tối đa sự cản trở của dòng điện chạy qua bên trong lõi, đảm bảo hiệu suất truyền dữ liệu và tín hiệu ở mức thấp.
Tên gọi khác của cáp điều khiển chống dầu và hoá chất
Chẳng hạn như những máy móc, thiết bị dây chuyền sản xuất phục vụ trong ngành công nghiệp, cáp có vỏ bằng PUR được sử dụng cho động cơ cấp nguồn và tín hiệu điều khiển – phản hồi. Một số trường hợp dây cáp điện, tín hiệu có thể phải ngâm trong hóa chất, dầu máy liên tục ngày này qua ngày khác. Nhờ vào khả năng thích ứng và hiệu suất hoạt động tốt trong môi trường khắc nghiệt mà dòng cáp điều khiển chống dầu và hóa chất đã trở thành một tiêu chuẩn được lựa chọn cho các loại máy móc, thiết bị trên trường quốc tế trong hơn mười thập kỷ qua. Dần dần, các kỹ sư, nhân viên kỹ thuật bảo trì quen thuộc và gọi những loại cáp này là “cáp PUR”.
Đánh giá về góc độ chi phí và thời gian sử dụng
Xét về góc độ chi phí sản xuất, cáp điện sử dụng chất liệu PVC làm vỏ bọc từ trước đến nay được đánh giá là tối ưu nhất về chi phí. Bên cạnh sự phát triển của các chất phụ gia và pha trộn trong công nghiệp (các loại chất dẻo khác nhau) đã mang tới khả năng tăng cường độ chống chịu của PVC, cho phép nó được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực công nghiệp đòi hỏi khả năng chống chịu khắc nghiệt của vật liệu cao hơn. Tuy nhiên, khi xét về mặt độ bền theo thời gian (tuổi thọ) khi hoạt động trong môi trường hóa chất và dầu khắc nghiệt hơn, nó không thể so sánh bằng với các loại cáp điều khiển chống dầu sử dụng chất liệu PUR làm vỏ bọc.
Các hiện tượng và yếu tố ảnh hưởng của cáp PVC khi tiếp xúc với dầu công nghiệp
Dưới đây là một số yếu tố ảnh hưởng tới tính chất của cáp điện, cáp điều khiển sử dụng chất liệu PVC làm vỏ hoặc lớp cách điện kèm theo những hiện tượng, phản ứng xảy ra khí tiếp xúc lâu ngày:
| Dấu hiệu trực quan | Nguyên nhân |
| Nứt vỏ cáp
(Cracking) |
Dầu hoặc hóa chất tiếp xúc với PVC lâu dài khiến phản ứng oxy hoá chất dẻo như PVC trong dây cáp. Điều này khiến lớp bọc cách điện bên trong hoặc lớp vỏ ngoài của cáp điện làm bằng PVC bị cứng bất thường và khiến chúng dễ nứt vỡ hơn khi gặp tác động ngoại lực. |
| Vỏ cáp bị phồng
(Swelling) |
Khi tiếp xúc lâu với dầu, hóa chất sẽ thấm vào lớp vỏ và đi vào phần chất dẻo trên vỏ cáp khiến đường kính của cáp tăng đáng kể, vượt quá mức độ dãn nở tối đa của cáp khiến cho tình trạng dây cáp bị phồng to, thậm chí nứt. |
| Vỏ cáp bị tan chảy
(Melting) |
Do phơi nhiễm trong thời gian dài với dầu hoặc hoá chất khiến cho phản ứng giữa nhựa dẻo PVC với các hoá chất, phụ gia trong dầu, hóa chất có tính ăn mòn làm cho tính chất của PVC bị biến đổi dẫn tới tình trạng chảy, dẻo dính. |
| Phai màu – bạc màu
(Discoloring) |
Quá trình tiếp xúc lâu và phản ứng với các chất trong dầu, hóa chất khiến cho sự khuếch tán của chất dẻo và chất tạo màu từ lớp cách nhiệt và vỏ bảo vệ, dẫn tới tình trạng dây cáp bị phai màu, bạc màu nguyên bản. |
Để giúp quý vị và các bạn hình dung cụ thể tác động của dầu và hoá chất đối với các loại cáp điều khiển được cấu tạo lớp vỏ ngoài và lớp bọc trong bằng PVC như sau:
Vỏ bọc cáp chống dầu và hóa chất: Giải pháp tối ưu cho môi trường khắc nghiệt
Tầm quan trọng của vỏ bọc cáp điều khiển chống dầu và hoá chất
Như đã phân tích ở trên, khi dây cáp sử dụng những chất liệu thông thường, lâu ngày khi tiếp xúc với hóa chất và dầu máy, dầu thô, xăng dầu,v.v, lớp vỏ bọc có thể bị chảy, phồng hoặc nứt. Những hiện tượng này có thể trở nên nghiêm trọng hơn do các yếu tố môi trường như nhiệt độ cao hoặc thấp. Để đảm bảo hiệu suất và độ bền, các cơ quan kiểm tra và đánh giá chất lượng dây cáp điện và thiết bị điện như UL, CSA và VDE đã phát triển các tiêu chuẩn cho dây cáp, đảm bảo chúng hoạt động hiệu quả trong các ứng dụng tiếp xúc với hóa chất và dầu.
Các loại cáp điều khiển được đánh gía đạt tiêu chuẩn
Một số sản phẩm dây cáp điện đạt tiêu chuẩn kháng dầu (UL) bao gồm:
- Dây máy công cụ (MTW)
- Máng cáp đột lỗ (TC)
- Dây cấp nguồn cho thiết bị (như ST, SO và DLO)
Các loại cáp đáp ứng các tiêu chuẩn này thường được làm từ PVC, PVC/nylon, TPE hoặc các hợp chất cao su.
Tiến bộ trong công nghệ sản xuất cáp
Cáp làm từ PVC đang trở thành lựa chọn phổ biến cho các nhà sản xuất nhờ vào sự cải tiến trong hiệu suất. Công nghệ pha trộn các chất phụ gia chống cháy và hóa học đã nâng cao khả năng chống chịu của PVC. Những thay đổi gần đây trong chứng nhận UL liên quan đến việc sử dụng máng cáp đột lỗ mở rộng tiếp xúc (TC-ER) đã tạo ra nhiều cơ hội ứng dụng mới trong ngành công nghiệp.
Khả năng chống dầu và các tiêu chuẩn đánh giá chất lượng cáp điều khiển chống dầu và hoá chất
Hai tiêu chuẩn quan trọng cho đánh giá cáp điện llệu có đạt tiêu chuẩn kháng dầu và hoá chất có thể kể đến như: UL là Oil Res I và Oil Res II. Cáp phải đáp ứng tiêu chuẩn khả năng chống lại IRM 902 (hợp chất Naphthenic nặng xử lý bằng hydro), một chất thử nghiệm phổ biến thay thế cho các loại dầu ASTM 1 và 2.
Vai trò của nhà sản xuất cáp
Khả năng của nhà sản xuất cáp không chỉ nằm ở việc phát triển dây dẫn từ các chất liệu như đồng, nhôm hay sợi thủy tinh mà còn ở việc chọn lựa hợp chất nhựa cho lớp cách điện và vỏ bọc. Việc tìm kiếm vật liệu phù hợp, đôi khi là sự kết hợp của nhiều loại vật liệu, là yếu tố quan trọng để đảm bảo tính linh hoạt, khả năng chống hóa chất, dầu và nhiệt độ.
Sự khác biệt giữa các tiêu chuẩn quốc tế
Giải pháp cáp tối ưu có thể khác nhau giữa các khu vực như Châu Âu (VDE hoặc Harmonized) và Trung Quốc (CCC) so với Bắc Mỹ (UL và CSA). Mỗi khu vực có những ưu tiên riêng về khả năng chống cháy, mật độ khói, khả năng chống hóa chất và hàm lượng halogen. Do đó, khách hàng cần chỉ định các loại cáp khác nhau cho từng khu vực để đáp ứng các yêu cầu và tiêu chí tương ứng.
Chọn lựa vật liệu chế tạo vỏ bọc cáp điều khiển chống dầu và hoá chất
Cáp trong môi trường công nghiệp phải chịu nhiều điều kiện khác nhau như hóa chất, chất lỏng ăn mòn và nhiệt độ cực đoan. Việc lựa chọn vật liệu vỏ bọc phù hợp như PVC, FEP, TPE, PUR, cao su hoặc các hợp chất hỗn hợp là rất quan trọng để giảm thiểu tổn thất và đảm bảo hiệu suất của dây cáp trong nhà máy.
Các vật liệu phổ biến được ứng dụng để sản xuất cáp chống dầu và hóa chất
- Polyurethane (PUR): Có khả năng chống dầu và hóa chất vượt trội, độ mềm dẻo cao, lý tưởng cho các ứng dụng di động hoặc môi trường chịu lực ma sát lớn.
- PVC: Giá thành thấp hơn nhưng độ bền với hóa chất và dầu kém hơn PUR, phù hợp cho các ứng dụng ít khắc nghiệt.
- TPE (Thermoplastic Elastomers): Chịu được nhiệt độ cao và hóa chất, nhưng giá thành cao hơn PVC.
Những bài kiểm tra và phương pháp, tiêu chí đánh giá cáp điện đạt tiêu chuẩn UL
Để đánh giá chất lượng các sản phẩm cáp điện và dây cáp điện công nghiệp kháng dầu và hoá chất trước khi được công nhận đạt tiêu chuẩn UL, nguyên mẫu dây cáp điều khiển, cáp điện kháng dầu và hoá chất cần phải trải qua những tiêu chí và các bài kiểm tra tương ứng theo tiêu chuẩn UL như sau:
| Tên bài kiểm tra | Phương pháp thử nghiệm | Tiêu chí đánh giá đạt chuẩn/ Không đạt chuẩn yêu cầu của UL |
| UL 62 | Dây cáp được cho ngâm trong dầu trong vòng 7 ngày với nhiệt độ 60°C | Duy trì 75% độ bền khi chịu lực kéo và độ giãn dài. |
| UL Oil Res I | Dây cáp được tiến hành ngâm trong dầu 4 ngày với nhiệt độ 100°C | Duy trì 50% độ bền kéo và độ giãn dài không bị thay đổi. |
| UL Oil Res II | Dây cáp được đặt ngâm trong dầu suốt 60 ngày ở nhiệt độ 75 độ C (75°C) | Khả năng duy trì 65% độ bền lực kéo và độ giãn dài không bị thay đổi so với ban đầu. |
| UL AWM 21098 | Dây cáp được cho ngâm dầu trong 60 ngày ở mức nhiệt độ 80°C | Đảm bảo khả năng duy trì 65% độ bền lực kéo và độ giãn dài không bị thay đổi so với ban đầu. |
Ưu điểm của cáp điều khiển chống dầu và hóa chất
- Chống hóa chất và dầu: Lớp vỏ ngoài được làm từ chất liệu đặc biệt như Polyurethane (PUR) hoặc các hợp chất nhựa cao cấp giúp cáp chịu được dầu và hóa chất mạnh.
- Độ bền cao: Khả năng chống mài mòn và chịu nhiệt tốt, đảm bảo tuổi thọ lâu dài ngay cả trong điều kiện làm việc khắc nghiệt.
- An toàn và hiệu suất: Đáp ứng các tiêu chuẩn quốc tế như UL, VDE, giúp bảo vệ thiết bị và duy trì hiệu suất tối ưu.
Ứng dụng của cáp điều khiển chống dầu và hóa chất
- Ngành thực phẩm và đồ uống: Chống chịu được các chất tẩy rửa và hóa chất dùng trong vệ sinh công nghiệp.
- Ngành dầu khí: Chịu được điều kiện môi trường chứa dầu thô và hợp chất hóa học.
- Công nghiệp hóa chất: Đảm bảo hoạt động ổn định trong môi trường có hóa chất mạnh và nhiệt độ cao.
TIềm năng và tính ứng dụng thực tế rộng rãi
Dựa theo những dự báo trước đây của Research and Markets, thị trường tiêu dùng dây điện và cáp điện toàn cầu ước tính được dự báo sẽ tăng trưởng từ 335 tỷ USD (năm 2021) lên đến 427 tỷ USD (vào năm 2026). Dự kiến tốc độ tăng trưởng vào khoảng 5-6% trong vòng 5 năm tới. Ngoài ra, với tốc độ tăng trưởng của thị trường xe điện ngày càng cao bên cạnh các ngành công nghiệp cũng cần đổi mới, ứng dụng và chuyển đổi sang công nghệ, dây chuyền sản xuất tự động hoá mạnh mẽ, đòi hỏi sự sẵn sàng của các cơ sở hạ tầng công nghiệp như nhà xưởng, máy móc, dây chuyền sản xuất thúc đẩy sự tăng trưởng đáng kể của thị trường dây cáp điện nói chung trong tương lai.
Kết luận
Cáp điều khiển chống dầu và hóa chất không chỉ mang lại sự bền bỉ và an toàn trong môi trường công nghiệp khắc nghiệt mà còn đáp ứng các tiêu chuẩn quốc tế nghiêm ngặt. Sự lựa chọn đúng loại cáp với vật liệu vỏ bọc phù hợp không chỉ đảm bảo hiệu suất làm việc mà còn giúp tối ưu hóa chi phí vận hành và kéo dài tuổi thọ thiết bị. Hi vọng thông qua những phân tích trên do đội ngũ Marketing của ADACO tổng hợp sẽ giúp quý vị và các bạn chọn những giải pháp tối ưu để đáp ứng nhu cầu sản xuất công nghiệp ngày càng cao.
