В местах, где транспортируются нефть и газ, обрабатываются легковоспламеняющиеся материалы, одна искра может привести к катастрофе. Даже пластик становится угрозой, поскольку он может зарядиться статическим электричеством. Lapp Group является первым производителем, разработавшим кабель, который не электризуется, и, следовательно, отсутствует опасность появления искровых разрядов. Новинка соответствует немецким техническим правилам в области промышленной безопасности (TRBS) 2153.
Статическое электричество широко распространено в обыденной жизни. Небольшой разряд электрического тока укалывает как иголка, когда мы пожимаем кому-то руку или прикасаемся к ручке двери. Напряжение при этом является на удивление высоким. Мы замечаем только заряды более 2000 В. Так, например, при ходьбе по ковру в отапливаемом помещении, кожа человека может получить заряд до 30 000 В. Статическое электричество особенно опасно, когда рядом находятся взрывчатые вещества, такие как нефть и газ, пыль от древесины или мука. Для катастрофы достаточно одной единственной искры. Так, в 1937 году искра, вызванная разностью потенциалов между частями наружной оболочки и каркасом, стала причиной взрыва самого большего в мире (на тот момент) дирижабля «Гинденбург».
Антистатический кабель снижает риск взрыва
Кабели также представляют потенциальную опасность. За счет трения электростатические заряды могут накапливаться в оболочке и внезапно выпустить разряд. Чтобы предотвратить эту опасность компания Lapp Group разработала кабель питания с антистатической оболочкой. Эти кабели используются на буровых нефтяных платформах. Например, на платформах норвежского производителя Aker Solutions. Состав и технология производства материала оболочки защищены патентами.
Буровое оборудование Aker Solutions
Три года назад технологический лидер рынка решений в области соединений уже представил компании Aker Solutions специальный кабель питания: Compact OWR Loop. Кабель толщиной с человеческую руку содержит десятки различных проводов. Заполнитель пустот внутри кабеля гарантирует, что все провода останутся на месте, даже когда кабель перемещается. Как показали тесты, проведенные компанией Aker Solutions на их собственной 36-метровой испытательной станции, кабель является гибким и прочным. Это означает, что инженеры в компании Lapp имеют четкое понимание требований к работе их продукции на нефтяных платформах. Им пришла идея разработать кабель, который бы был устойчив к буровым растворам и электростатическим зарядам, а значит подходил бы для применения на подверженных риску взрыва участках на буровых нефтяных платформах. Такой кабель еще не был разработан нигде в мире.
Lapp Group — первая компания в мире, которая разработала антистатический кабель.
Низкое сопротивление на оболочке кабеля
Заряд накапливается на кабелях или других объектах с низким уровнем проводимости в основном из-за статического электричества. Это зависит от разрядной емкости, которая должна быть максимально высокой, такой чтобы заряд на поверхности объекта (в этом случае, на оболочке кабеля) должен разрядиться как можно быстрее. Поэтому задачей инженеров Lapp было увеличение разрядной емкости или уменьшения сопротивления поверхности. Материал или вещество обладает разрядной емкостью, когда удельное сопротивление составляет более 10 4 Омм и менее 109Омм. Для объекта или устройства существует еще один фактор: сопротивление поверхности.
Сопротивление поверхности должно иметь значение между 10 4 Ом и 109 Ом при температуре в +23°С и 50%-ой относительной влажности, или между 104 Ом 1011 Ом при +23°С и 30%-ой относительной влажности. Это изложено в правилах TRBS 2153, регламетирующих условия безопасности во взрывоопасных зонах.
Антистатические кабели также проходят тестирование на устойчивость к нефтяному буровому раствору
Пояснение: Директива АТЕХ 2014/34/EU описывает меры по взрывозащите на европейском уровне. Затем Директива АТЕХ реализуются на национальном уровне в каждом государстве-члене ЕС по своим законам и правилам. В Германии директива реализована через «Положение о контроле взрывоопасности» (Explosionsschutzverordnung, 11.ProdSV) и «Положение о безопасности на производстве» (Betriebssicherheitsverordnung, BetrSichV). Эти правила являются основой для Технических правил в области промышленной безопасности (Technische Regeln fur Betriebssicherheit — TRBS).
При тестировании нового кабеля Lapp постоянно работает в рамках этих правил, что подтверждается серией детальных измерений в собственной испытательной лаборатории в Штутгарте, где можно моделировать сложные климатические условия, такие как сухость, влажность окружающей среды, жару и холод. Кабель изготавливается в Гримо, Франция, в центре по производству специальных кабелей Lapp. Однако, если спрос достаточно высок, данные кабели также могут поставляться с завода в Штутгарте.
Секретный ингредиент
Секрет антистатического кабеля скрыт в его оболочке. Она изготовлена из пластика с особой добавкой, которая повышает электропроводимость. Можно предположить, что это может повредить электрическую изоляцию. Но такой страх является необоснованным. Кабель всегда изолирован с помощью изоляционной оболочки, т.е. пластик находится вокруг кабеля. Внешняя оболочка кабеля не выполняет изолирующую функцию. Вместо этого она обеспечивает механическую защиту, защиту от масел, химических веществ, бурового раствора, а также от изгибания, кручения и трения.
Внешняя антистатическая оболочка устанавливается в один этап на системах экструзии
Точный состав добавки, трудоемкий процесс добавления ингредиента в пластик в нужном количестве и процесс смешивания являются засекреченными и защищены патентом. Lapp Group заключила эксклюзивный договор с производителем этой добавки, крупным изготовителем пластика, в котором говорится о том, что в настоящее время использовать материал для производства кабелей можеттолько компания Lapp. Создание кабеля было очень сложным, так как помимо выполнения вышеупомянутых требований для предотвращения опасности возгорания, кабель также должен соответствовать спецификации NEK 606. Это особо строгий стандарт, который регламентирует характеристики морских кабелей и их защиту от бурового раствора. Только настоящая инновация была способна объединить оба этих свойства.
Интересы других отраслей
Конечно, на нефтяных буровых платформах уже существовали определенные меры безопасности, прежде чем компания Lapp разработала антистатические кабель. Безопасность участков достигается путем заземления на оборудовании и выдачи персоналу специальной одежды и обуви, которые быстро рассеивают заряд. Тем не менее, новая оболочка кабеля сделает жизнь проектировщиков намного проще, так как позволяет создать прочную концепцию безопасности, ведь оболочка кабеля больше не является источником статического электричества. Эти свойства важны и для других областей промышленности, где существует риск взрывов. Например, там, где применяются нефть, газ или легковоспламеняющиеся вещества. В деревообрабатывающей промышленности древесная пыль представляет угрозу, как и производство муки в пищевой промышленности. Клиенты из различных отраслей получают в свое распоряжение обширный опыт Lapp. Антистатический эффект оболочки нового кабеля может быть дополнительно усилен при использовании металлических кабельных вводов SKINTOP® BRUSH в шкафах управления. Это соединение разряжает заряд на оболочке кабеля аналогично заземлению с помощью металлических скоб.
Материал, разработанный компанией Lapp, может использоваться повсеместно в качестве кабельной изоляции на объектах, подверженных риску взрыва. Силовой и контрольный кабель OLFLEX® 865Р с кондукционым материалом оболочки также может быть изготовлен по запросу. Этот кабель устойчив к воздействию нефти и бурового раствора в соответствии с NEK TS 606, подходит для высокого напряжения в электросети и экономит место при монтаже благодаря уменьшенному наружному диаметру. Если данный продукт будет востребован на рынке, компания Lapp Group начнет производить и другие типы кабелей с антистатическими свойствами, а также включит подобные решение в каталог стандартной продукции Lapp, что сделает их выгодным решением для более широкого круга потребителей.
Уорнер КЕРНЕР,
директор по технологиям и разработкам
U.l. Lapp GmbH
Lapp Group, Россия
