Kaapelihyllyt ovat olennainen osa nykyaikaista sähköinfrastruktuuria. Ne tukevat ja järjestävät virta-, viestintä- ja ohjauskaapeleita samalla kun ne auttavat suojaamaan niitä mekaanisilta ja ympäristöolosuhteilta.
Teräs on perinteisesti ollut yksi yleisimmin käytetyistä kaapelihyllyjen materiaaleista lujuutensa, saatavuutensa ja vakiintuneiden asennusmenetelmien vuoksi. Teräs ei kuitenkaan aina sovi parhaiten kaikkiin projekteihin, varsinkin kun korroosio, paino, sähkönjohtavuus ja pitkäaikainen huolto ovat suuria huolenaiheita.
Tässä FRP-kaapelihyllyt ja SMC-komposiittikaapelinhallintajärjestelmät voivat tarjota käytännöllisen vaihtoehdon.
Kun verrataan FRP-kaapelihyllyjä ja teräskaapelihyllyjä, insinöörien tulee ottaa huomioon käyttöympäristö, vaadittu kuorma, tukijänne, asennusolosuhteet, huoltomahdollisuudet, odotettu käyttöikä ja sovellettavat projektistandardit.
Mitä eroa on FRP- ja teräskaapelihyllyjen välillä?
Teräskaapelihyllyt valmistetaan yleensä hiiliteräksestä, galvanoidusta teräksestä tai ruostumattomasta teräksestä. Ne tarjoavat todistettua mekaanista lujuutta, mutta pitkäaikainen suorituskyky riippuu teräslaadusta, suojapinnoitteesta, asennusympäristöstä ja huolto-olosuhteista.
FRP eli kuituvahvistettu muovi on komposiittimateriaali, joka on suunniteltu yhdistämään rakenteellinen suorituskyky ympäristön kestävyyteen. SMC tai Sheet Molding Compound on komposiittivalmistustekniikka, jota käytetään hallittujen ominaisuuksien omaavien rakenneosien valmistukseen.
Avatar Composite valmistaa SMC-komposiittikaapelin kannakkeet puristusmuovauksella. Yrityksen tuotetietojen mukaan kannatin on korroosionkestävä, paloa hidastava, antistaattinen, hapettumisenesto- ja UV-kestävä. Se voidaan myös räätälöidä erilaisiin latausluokkiin ja asennustapoihin.
Kuva 1: SMC-komposiittikaapelin pidike
Korroosionkestävyys: FRP vs. teräs
Korroosio on yksi tärkeimmistä tekijöistä valittaessa kaapelihyllyn materiaalia.
Kosteus, suolasuihku, kemikaalit ja korkea kosteus voivat vaikuttaa teräskaapelihyllyihin. Galvanointi, maalaus, jauhemaalaus ja muut suojakäsittelyt voivat vähentää korroosioriskiä, mutta pitkäaikainen suorituskyky riippuu silti suojakerroksen kunnosta.
FRP- ja SMC-komposiittimateriaalit eivät ruostu kuten teräs. Tämä tekee komposiittikaapelien hallinnasta erityisen houkuttelevan:
Rannikko- ja meriympäristöt
Kemialliset käsittelylaitokset
Jätevedenpuhdistamot
Rautateiden infrastruktuuri
Sähköasennukset ulkokäyttöön
Teollisuusympäristöt, joissa on korkea kosteus
Vaikeisiin tai kalliisiin paikkoihin asennettujen kaapelijärjestelmien korroosionkestävyys voi myös auttaa vähentämään tulevia tarkastus- ja huoltovaatimuksia.
Paino ja asennus
Paino on toinen tärkeä ero FRP- ja teräskaapelin hallintajärjestelmien välillä.
Suuret teräshyllyt ja tukirakenteet voivat vaatia enemmän työvoimaa tai nostolaitteita kuljetuksen ja asennuksen aikana. Tämä tulee erityisen tärkeäksi, kun kaapelireitit ulottuvat pitkiä matkoja tai kun pääsyä on rajoitettu.
FRP- ja SMC-komposiittikomponentit ovat yleensä kevyitä, vaikka ne on silti suunniteltu erityisiä rakenteellisia vaatimuksia varten. Pienempi komponenttien paino voi yksinkertaistaa kuljetusta, paikan päällä tapahtuvaa käsittelyä, nostamista ja sijoittamista.
Kevyen painon ei kuitenkaan pitäisi korvata asianmukaista rakennearviointia. Valittua järjestelmää on vielä arvioitava kaapelin painon, tukivälin, jännevälin, kuormitusluokan, asennustavan ja projektikohtaisten olosuhteiden mukaan.
Sähköeristys
Sähkönjohtavuus on toinen keskeinen näkökohta verrattaessa FRP-kaapelihyllyjä teräskaapelihyllyihin.
Teräs on sähköä johtavaa, joten maadoitus ja liimaus ovat tärkeitä osia metallisen kaapelihyllyn suunnittelussa.
FRP- ja SMC-komposiittimateriaalit ovat ei-metallisia ja voivat tarjota sähköeristyksen. Tämä voi olla hyödyllistä sähkönjakelussa, televiestinnässä, rautatieinfrastruktuurissa ja teollisuuden sähköasennuksissa, joissa sähköinen erottaminen on tärkeää.
Projektivaatimukset, sähkövaatimukset ja paloturvallisuusstandardit ovat edelleen voimassa, mutta FRP tarjoaa insinööreille ei-metallisen vaihtoehdon teräkselle.
Mekaaninen lujuus ja kantavuus
Mekaaninen lujuus on usein yksi ensimmäisistä huolenaiheista verrattaessa lujitemuovia teräkseen.
Teräksellä on vakiintunut rakenteellinen suorituskyky, ja sitä käytetään edelleen laajalti vaativissa kaapelin tukisovelluksissa. Komposiittikaapelitukia ei kuitenkaan pidä arvioida vain materiaalin nimen perusteella.
Niiden suorituskyky riippuu tekijöistä, kuten:
Vahvistaminen
Materiaalin koostumus
Tuotteen geometria
Valmistusprosessi
Alan pituus
Tukivälit
Rakennesuunnittelu
Vaadittu latausluokka
Hyödyllisin kysymys ei siis ole, onko FRP vahvempi vai heikompi kuin teräs. Keskeinen kysymys on, kestääkö valittu kaapelinhallintajärjestelmä turvallisesti vaaditun kuormituksen todellisissa projektiolosuhteissa.
Avatar kertoo, että sen SMC-kaapelin pidike voidaan räätälöidä erilaisiin rakenteellisiin vahvuuksiin ja kuormitusluokkiin. Tästä syystä FRP- ja SMC-kaapelinhallintatuotteet tulisi arvioida suunniteltuina järjestelminä yksinkertaisten materiaalien korvikkeiden sijaan.
Huolto ja suorituskyky koko elinkaaren ajan
Alkuostohinta on vain yksi osa kaapelihyllyjärjestelmän kokonaiskustannuksista.
Kuivaan sisätilaan asennettu teräskaapelihylly saattaa vaatia vähän huoltoa. Rannikko-, kemiallisissa, kosteissa tai ulkotiloissa teräsjärjestelmät voivat kuitenkin vaatia säännöllistä tarkastusta ja korroosiosuojausta.
Komposiittijärjestelmät voivat vähentää joitakin näistä huolenaiheista, koska ne eivät ruostu kuten teräs, ja ne voidaan suunnitella kestämään korroosiota, UV-altistusta, hapettumista ja ikääntymistä.
Jos huoltoon pääsy on vaikeaa, elinkaarisuorituskyvyn vertaaminen voi olla mielekkäämpää kuin pelkkien materiaalihintojen vertailu.
FRP-kaapelihyllyt vs. teräskaapelihyllyt: nopea vertailukerroin
| FRP |
/ SMC- |
komposiittiteräs |
| Korroosionkestävyys |
Korkea |
Riippuu materiaalista ja suojauksesta |
| Paino |
Yleensä kevyt |
Yleensä raskaampaa |
| Sähkönjohtavuus |
Ei-metallinen |
Johtava |
| Ruosteenkestävyys |
Ei ruostu kuin teräs |
Vaatii korroosiosuojauksen |
| UV-kestävyys |
Voidaan suunnitella UV-kestäviksi |
Riippuu pinnoitteesta ja materiaalista |
| Kemiallinen kestävyys |
Riippuu formulaatiosta |
Riippuu laadusta ja pinnoitteesta |
| Asennuksen käsittely |
Yleensä helpompaa |
Saattaa vaatia enemmän käsittelyä |
| Latauksen suorituskyky |
Suunniteltu käytettäväksi |
Todettu rakenteellinen lujuus |
| Huolto |
Pienempi korroosioon liittyvä huolto vaativissa olosuhteissa |
Saattaa vaatia korroosiotarkastuksen |
| Räätälöinti |
Korkea |
Korkea |
Todellinen suorituskyky riippuu tuotteen suunnittelusta, materiaalispesifikaatioista, lastausolosuhteista, asennusympäristöstä ja sovellettavista standardeista.
Missä FRP-kaapelihyllyt ovat järkevimpiä
FRP:n ei tarvitse korvata terästä kaikissa sovelluksissa.
Teräs on edelleen käytännöllinen valinta moniin tavanomaisiin sisäasennuksiin, joissa korroosiolle altistuminen on rajoitettua ja projektin tekniset tiedot suosivat metallijärjestelmiä.
FRP- ja SMC-komposiittikaapelien hallinta muuttuu houkuttelevammaksi, kun useita vaativia olosuhteita esiintyy yhdessä. Tyypillisiä sovelluksia ovat:
Rautatieinfrastruktuuri
Rannikko- ja merihankkeet
Kemialliset tehtaat
Jätevedenkäsittelylaitokset
Sähkön infrastruktuuri
Tietoliikenne
Sähköasennukset ulkokäyttöön
Teollisuustilat
Rautatiehankkeet ovat hyvä esimerkki, koska pitkät reitit, ulkoilu ja rajoitettu huoltopääsy voivat lisätä kevyiden, korroosionkestävien komponenttien arvoa.
Komposiittikaapelikaivoja maanalaisiin sovelluksiin
Kaapelinhallinta ei rajoitu avoimiin kaapelihyllyihin. Maanalainen sähkö- ja viestintäinfrastruktuuri vaatii myös järjestelmiä, jotka suojaavat kaapeleita ja kestävät ympäristö- ja mekaaniset olosuhteet.
Avatar Composite SMC Composite Underground Cable Trench DLC on suunniteltu haudattuihin kaapelisovelluksiin.
Yrityksen tuotetietojen mukaan järjestelmä on eristetty ja palosuojattu, nopeasti paikan päällä koottavissa, kevyt ja antistaattinen sekä korkea sivuttaiskantokyky.
Kuva 2: SMC Composite Underground Cable Trench DLC
Maanalaisissa projekteissa nämä ominaisuudet voivat auttaa yksinkertaistamaan kuljetusta ja asennusta samalla kun ne tarjoavat vaihtoehdon tavanomaisille metalli- tai betonikaapelin suojajärjestelmille.
Kaikkien maanalaisten kaapelien hallintaratkaisujen soveltuvuus tulee silti arvioida asennussyvyyden, mekaanisen kuormituksen, maaperän olosuhteiden, ympäristöaltistuksen, projektin eritelmien ja sovellettavien teknisten standardien mukaan.
Mikä materiaali kannattaa valita?
Ei ole yleispätevää vastausta siihen, onko FRP vai teräs parempi.
Ennen kuin valitset kaapelihyllyjärjestelmän, insinöörien tulee harkita:
Vaadittu kaapelikuorma ja kuormitusluokka
Tuen jänneväli ja väli
Ympäristön ja kemikaalien altistuminen
Korroosioriski
Sähköeristysvaatimukset
Asennusehdot
Huoltopääsy
Odotettu käyttöikä
Sovellettavat projektistandardit
Perinteisessä sisäprojektissa, jossa ympäristöaltistus on rajoitettu, teräs saattaa jäädä kustannustehokkaaksi ja tutuksi ratkaisuksi.
Ankarissa ympäristöissä, joissa korroosio, alhainen paino, eristys ja huolto ovat tärkeitä huolenaiheita, suunniteltu FRP- tai SMC-komposiittijärjestelmä voi tarjota käytännön etuja.
Usein kysytyt kysymykset
Ruostuvatko FRP-kaapelihyllyt?
FRP- ja SMC-komposiittimateriaalit eivät ruostu kuten teräs. Tämä tekee niistä erityisen sopivia rannikko-, kosteissa, kemiallisissa ja muissa syövyttävissä ympäristöissä.
Ovatko FRP-kaapelihyllyt kevyempiä kuin teräshyllyt?
FRP- ja SMC-komposiittikomponentit ovat yleensä kevyempiä kuin vastaavat teräskomponentit. Pienempi paino voi yksinkertaistaa kuljetusta, käsittelyä ja asennusta, vaikka todellinen paino riippuu tuotteen suunnittelusta.
Ovatko FRP-kaapelihyllyt sähköä johtavia?
FRP on ei-metallinen ja voi eristää sähköä. Teräs on sähköä johtavaa ja vaatii asianmukaisia maadoitus- ja liimausnäkökohtia.
Voivatko FRP-kaapelihyllyt kestää raskaita kaapelikuormia?
Kantavuus riippuu materiaalin koostumuksesta, raudoituksesta, geometriasta, jännevälistä, tukivälistä, rakennesuunnittelusta ja kuormitusluokasta. Valittu järjestelmä tulee aina verrata todellisiin projektin vaatimuksiin.
Onko FRP aina parempi kuin teräs?
Ei. Teräs on edelleen käytännöllinen monissa tavanomaisissa asennuksissa. FRP:stä tulee houkuttelevampi, kun korroosionkestävyys, kevyt rakenne, sähköeristys ja vähäinen huolto ovat tärkeitä.
Johtopäätös
FRP-kaapelihyllyillä ja teräskaapelihyllyillä on kummallakin omat vahvuutensa.
Teräs on edelleen todistettu ratkaisu, jolla on vakiintunut mekaaninen suorituskyky ja laaja käyttö sähköinfrastruktuurissa. FRP- ja SMC-komposiittijärjestelmät tarjoavat erilaisen yhdistelmän korroosionkestävyyttä, kevyttä rakennetta, sähköeristystä, suunnittelun joustavuutta ja vähemmän korroosioon liittyvää huoltotarvetta.
Parhaan valinnan tulisi perustua toimintaympäristöön, kuormitusvaatimuksiin, asennusolosuhteisiin, huoltoon pääsyyn, odotettavissa olevaan käyttöikään ja sovellettaviin standardeihin pelkän alkuperäisen hinnan sijaan.
altistuvassa infrastruktuurissa korroosiolle, vaikeapääsyisille, ankarille sääolosuhteille tai vaativille rautatieolosuhteille . FRP- ja SMC-komposiittikaapelien hallintajärjestelmät voivat tarjota kestävän vaihtoehdon perinteisille teräsjärjestelmille
Avatar Composite tarjoaa FRP- ja SMC-komposiittikaapelien hallintaratkaisuja rautatie-, teollisuus-, ulko- ja maanalaisiin infrastruktuurisovelluksiin.
