Я попросил его открыть последнюю страницу спецификации и, указав на строку, спросил: «Здесь указаны требования к плотности дыма и коррозионной активности?» Он долго искал и сказал нет — там указаны только классы B1 и V-0.
Это ловушка, в которую в настоящее время попадают многие производители кабелей: приравнивают « повышение огнестойкости » непосредственно к «переходу на LSZH», забывая при этом сначала учитывать, за что на самом деле платит конечный пользователь.
Вот итог: ПВХ и LSZH будут сосуществовать еще долгое время — они не заменяют друг друга. Выбор неправильного основного материала может привести в лучшем случае к напрасным затратам, а в худшем — к задержкам доставки. Я рекомендую добавить в закладки дерево решений ниже.
Реальная стоимость LSZH выходит далеко за рамки разницы в ценах на материалы в 30–50%.
Многие владельцы бизнеса основывают свои решения исключительно на закупочных ценах на материалы, но технические директора и инженеры-разработчики должны рассчитывать общую стоимость. По сравнению с ПВХ, LSZH предполагает три скрытых затрат:
Первое: затраты на модернизацию оборудования. В качестве основного материала LSZH используется EVA/PE, наполненный 40–60% гидроксидом алюминия или магния, в результате чего вязкость расплава в 2–3 раза выше, чем у ПВХ. Если ваш экструдер имеет соотношение длины шнека к диаметру менее 25:1 или недостаточный запас крутящего момента, прямая подача приведет к застреванию машины. Многие фабрики модернизируют все свои экструзионные линии специально для одного заказа LSZH, а затраты начинаются с сотен тысяч.
Во-вторых: затраты на отладку процесса. LSZH чрезвычайно чувствителен к влаге и перед экструзией должен быть высушен при температуре 80°C в течение 4–6 часов, тогда как кабельные компаунды из ПВХ обычно не требуют предварительной сушки. Еще более сложным является окно термической обработки: температура разложения LSZH всего на 10–15°C выше температуры экструзии, а повышение температуры в задней части ствола может достигать 15–34°C. в результате образуются поры, шероховатые внутренние стенки или даже трещины на внутренней и внешней поверхностях и поперечных сечениях готовой оболочки. Обычно цикл пробного производства длится от 3 дней для ПВХ до 3 недель.
Третье: затраты на снижение производительности. Удлинение при разрыве для сильнонаполненных LSZH обычно составляет 150–200%, тогда как для гибких кабельных компаундов из ПВХ может превышать 250%. В приложениях, требующих частого изгиба, например, в кабелях буксирных цепей и кабелях роботов, срок службы LSZH может составлять всего 60% от срока службы ПВХ.
При сочетании этих трех факторов общая стоимость перехода на LSZH может в 2–3 раза превышать разницу в ценах на материалы. Если в самом проекте нет жестких требований к плотности задымления, эти затраты неоправданны.
Дерево принятия решения инженером по выбору продукта: три сценария, три ответа
Когда вы получаете спецификацию проекта, не начинайте с вопроса: «Какой материал нам следует использовать?» Вместо этого спросите: «Каковы риски в сценарии конечного использования?»
Сценарий 1: Стандартная проводка в здании, жилая проводка и общепромышленные кабели управления.
→ Переход на огнестойкий ПВХ; избегайте ЛСЖ.
Требования к огнестойкости для этих сценариев: «отсутствие распространения пламени» и «самозатухание»; нет никаких крайних требований к плотности дыма или токсичности. Повышение класса ПВХ до класса В1 или В-0 за счет добавления высокоэффективных антипиренов приводит к увеличению стоимости всего на 8–12%. Огнезащитный раствор Yinsu на основе красного фосфора требует всего 10–12 частей на сотню кабельного компаунда из ПВХ, чтобы соответствовать требованиям UL-94 V-0, при этом влияние на удлинение при разрыве сохраняется в пределах 10 %, и не требуется никаких модификаций существующего экструзионного оборудования или процессов.
Сценарий 2: Метро, больницы, центры обработки данных, корабельные отсеки
→ Выбирайте LSZH без колебаний.
Основными показателями для этих сценариев являются не показатели огнестойкости, а плотность дыма и токсичность во время пожара. GB/T 19666 устанавливает следующие требования к кабелям с низким содержанием дыма, без галогенов: токсичность дыма должна соответствовать классу t1, коррозионная активность должна соответствовать классу a1, pH дыма должен быть ≥4,3, а электропроводность должна быть ≤10 мкс/мм. Даже после модификации системам ПВХ чрезвычайно сложно постоянно соответствовать этому набору критериев. Для проектов такого рода настаивание на использовании ПВХ является миной замедленного действия, когда дело доходит до последующих проверок пожарной безопасности.
Сценарий 3: Строительные проекты экспортируются в ЕС
→ Синергический ПВХ с красным фосфором может служить золотой серединой.
ЕС CPR (EN 50575) определяет класс огнестойкости кабелей в диапазоне от Eca до B2ca. Для классов B2ca и ниже кабельные компаунды из ПВХ, модифицированные синергической комбинацией красного фосфора и MCA (цианурата меламина), могут соответствовать требованиям стандарта EN 50399 по распространению пламени и выделению тепла, а плотность дыма (EN 61034) можно оптимизировать путем контроля скорости выделения красного фосфора . Это экономит более 20% материальных затрат по сравнению с прямым использованием LSZH и не требует модификации экструзионного оборудования.
Если вы выберете путь обновления PVC, вам необходимо выполнить два технических шага.
Шаг 1: Конверсия без сурьмы. Замените соли свинца на термостабилизаторы Ca/Zn или редкоземельные элементы, а триоксид сурьмы замените красным фосфором. Триоксид сурьмы внесен в список кандидатов ЕС REACH SVHC и напрямую исключен из экспортных проектов. Красный фосфор с покрытием Yinsu подвергается неорганически-органической композитной пассивационной обработке и обладает высокой совместимостью со стабилизаторами Ca/Zn, устраняя проблемы обесцвечивания, вызванные реакцией между традиционным красным фосфором и металлическим мылом.
Шаг 2: Модификация Хотя механизм образования угля в конденсированной фазе красного фосфора подавляет распространение пламени, слишком плотный слой угля может производить большое количество CO, а не CO₂, что фактически увеличивает плотность дыма. Контролируя гранулометрический состав красного фосфора (D50 10–15 мкм) и толщину слоя покрытия, с низким уровнем дымообразования . YinSu обеспечивает сохранение остатка сгорания пористой структуры, а не стеклообразного состояния. В ходе испытания на горение пучка GB/T 19666 значения плотности дыма обычно можно контролировать в пределах 70 % от стандартного предела.
Три распространенные ошибки: мы рекомендуем их распечатать и разместить на стене лаборатории.
Ошибка 1: Предполагается, что LSZH может использовать те же температуры экструзии, что и ПВХ. Окно термической обработки LSZH намного уже, чем у ПВХ; даже немного более высокие температуры вызывают разложение и обесцвечивание, а немного более низкие температуры приводят к плохой пластификации. Прежде чем переключиться на LSZH, сначала убедитесь, что точность контроля температуры экструдера может поддерживаться в пределах ± 2°C.
Ошибка 2: Предполагается, что ПВХ с добавлением красного фосфора выдержит все испытания на плотность дыма. Красный фосфор с частицами разного размера проявляет разное поведение при горении. Для проектов со строгими требованиями к плотности дыма (например, EN 61034) вы должны заранее подтвердить, что размер частиц и покрытие красного фосфора соответствуют стандарту; вы не можете просто использовать обычный антипирен.
Ошибка 3: Сосредоточение внимания только на цене за единицу материала без расчета общей стоимости. Тот факт, что материалы ЛСЖ стоят на 30–50% дороже, — это только начало; Скрытые затраты, такие как модернизация оборудования, отладка процессов, потери производительности и задержки поставок, часто съедают львиную долю прибыли.
В следующий раз, когда вы получите спецификацию проекта, сразу перейдите к разделу требований к огнестойкости и сначала проверьте два ключевых показателя:
требования к плотности дыма (например, минимальный коэффициент пропускания света ≥ 60%) и требования к коррозионной активности (например, pH ≥ 4,3, проводимость ≤ 10 мкс/мм).
Если ни один из них не указан или указан только « огнестойкий », «Класс B1» или «V-0» → используйте решение для модернизации ПВХ и сэкономьте свой бюджет для областей, где это более целесообразно.
Если четко указаны характеристики плотности дыма и коррозионной стойкости → сразу переходите к LSZH; не вносите форсированные изменения в PVC.
Врагом ПВХ-кабелей никогда не был LSZH, а скорее неизбирательная и слепая замена. Логика разработки огнестойких решений YinSu проста: позволить ПВХ прослужить дольше в подходящих сценариях, а не заставлять его работать в неподходящих.
