فهم مركبات LSZH لكابلات النقل الأكثر أمانًا

إن الطلب على تعزيز السلامة في أنظمة النقل العام والجماعي لم يكن أعلى من أي وقت مضى. أحد العناصر الحاسمة في تحقيق ذلك هو الكابلات التي تعمل على تشغيل كل شيء بدءًا من الإشارات والاتصالات وحتى أنظمة الإضاءة والتحكم. يمكن أن تشكل مواد الكابلات التقليدية خطرًا كبيرًا للحريق، حيث تنبعث منها دخان كثيف وسام وغازات مسببة للتآكل عند حرقها. هذا هو المكان مركبات LSZH لكابلات النقل تدخل حيز التنفيذ. LSZH، الذي يرمز إلى Low Smoke Zero Halogen، هو نوع متخصص من مركبات المواد المصممة لتحسين السلامة بشكل كبير في حالة نشوب حريق. تتعمق هذه المقالة في الخصائص والفوائد والاعتبارات الحاسمة لاستخدام مركبات LSZH في البنية التحتية للنقل، وتوفر دليلاً شاملاً للمهندسين والمحددين ومحترفي السلامة.

ما هي مركبات LSZH ولماذا هي حاسمة؟

مركبات LSZH عبارة عن مواد لدنة بالحرارة أو مواد صلبة بالحرارة تنتج الحد الأدنى من الدخان ولا تحتوي على الهالوجين عند تعرضها لمصادر حرارة عالية أو لهب. الهالوجينات، مثل الكلور والفلور، شائعة في سترات الكابلات القياسية (مثل PVC) وعندما يتم حرقها، فإنها تنتج غازات حمضية ضارة لكل من الأشخاص والمعدات. في الأماكن المغلقة مثل أنفاق مترو الأنفاق أو كبائن الطائرات أو عربات السكك الحديدية، يمكن أن تكون هذه الانبعاثات مدمرة، مما يعيق عملية الإخلاء ويسبب أضرارًا طويلة المدى للأنظمة الإلكترونية.

• انبعاث دخان منخفض: تم تصميم مواد LSZH بحيث تحترق بشكل أكثر نظافة، وتنتج دخانًا أقل شفافية بشكل ملحوظ، مما يحسن الرؤية بشكل كبير للهروب والإنقاذ.
• صفر هالوجين: ومن خلال إزالة الهالوجينات من تركيبتها الكيميائية، تمنع هذه المركبات إطلاق الغازات الحمضية المسببة للتآكل والسامة.
• تكوين المواد: وهي تعتمد عادةً على راتنجات البولي أوليفين (مثل البولي إيثيلين أو EVA) المملوءة بهيدروكسيدات المعادن، مثل هيدروكسيد الألومنيوم أو هيدروكسيد المغنيسيوم، والتي تعمل كمثبطات للهب عن طريق إطلاق بخار الماء عند تسخينها.

الفوائد الرئيسية لاستخدام LSZH في تصميم كابلات النقل

دمج مركبات LSZH لكابلات النقل يقدم ميزة متعددة الأوجه، حيث يتجاوز مجرد الامتثال التنظيمي إلى التخفيف النشط للمخاطر. تعد فوائد التصميم جزءًا لا يتجزأ من إنشاء بيئات نقل أكثر أمانًا للركاب والمستجيبين الأوائل على حد سواء.

• تعزيز سلامة الركاب والطاقم: وتتمثل الفائدة الأساسية في حماية حياة الإنسان من خلال تحسين الرؤية وتقليل السمية أثناء وقوع حادث حريق.
• حماية المعدات الحساسة: تضمن خاصية الهالوجين الصفري عدم إطلاق الأحماض المسببة للتآكل، وبالتالي حماية أنظمة التحكم الإلكترونية باهظة الثمن والحرجة، ولوحات الاتصالات، وخوادم البيانات من التآكل الحمضي.
• الامتثال التنظيمي: يتم تكليف مشاريع النقل في جميع أنحاء العالم بشكل متزايد باستخدام كابلات LSZH في الأماكن العامة المغلقة لتلبية معايير السلامة الدولية الصارمة مثل EN 45545 (السكك الحديدية)، وNFPA 130 (أنظمة النقل)، ومتطلبات المنظمة البحرية الدولية (البحرية).
• الموثوقية التشغيلية على المدى الطويل: من خلال حماية المكونات الداخلية والمعدات المتصلة، تساهم كابلات LSZH في إطالة عمر النظام بشكل عام وتقليل تكاليف الصيانة.

ML-FJ125QA 125 درجة مئوية مادة عازلة مقاومة للهب خالية من الهالوجين المشعع لكابلات السيارة

LSZH مقابل الكابلات البلاستيكية التقليدية: مقارنة تفصيلية

عند اختيار المواد لمشروع النقل، فإن فهم الاختلافات الأساسية بين LSZH وPVC التقليدي أمر بالغ الأهمية. على الرغم من أن PVC مادة مستخدمة على نطاق واسع وفعالة من حيث التكلفة، إلا أن أدائها في سيناريوهات الحريق يعد عيبًا كبيرًا في التطبيقات ذات الأهمية الحيوية للسلامة.

يوضح الجدول التالي الاختلافات الرئيسية في الأداء بين هذين النوعين من مواد الكابلات في ظل ظروف الحريق:

• العواقب: غالبًا ما يؤدي الحريق الذي يشتمل على كابلات PVC إلى أضرار واسعة النطاق تتجاوز مصدر الحريق بسبب التآكل الحمضي، في حين يتم احتواء حوادث LSZH على الأضرار المادية الناجمة عن الحرارة وحدها.
• التكلفة الإجمالية للملكية: بينما الأولي تكلفة مواد كابل LSZH أعلى من PVC، فإن التكلفة المحتملة التي يتم تجنبها من تلف المعدات والمسؤولية ووقت التوقف عن العمل يمكن أن تكون هائلة.

كيفية اختيار مركب LSZH المناسب لتطبيقات السكك الحديدية

اختيار المناسب مادة LSZH لمواصفات كابلات السكك الحديدية ليست عملية مقاس واحد يناسب الجميع. فهو يتطلب تقييمًا دقيقًا للتطبيق، والظروف البيئية، والأطر التنظيمية المحددة. المعيار الأوروبي EN 45545 هو المعيار لتطبيقات السكك الحديدية، حيث يحدد مستويات المخاطر (HL1-HL3) بناءً على بيئة التشغيل.

• فهم مستوى الخطر (HL): تحديد HL المطلوب لتطبيقك. على سبيل المثال، تتمتع قطارات الأنفاق (HL3) بمتطلبات أكثر صرامة مقارنة بالقطارات الإقليمية فوق الأرض (HL1).
• تقييم الخواص الميكانيكية: يجب أن يمتلك المركب مقاومة كافية للتآكل، وقوة شد، ومرونة لتحمل الاهتزاز المستمر والإجهاد الميكانيكي المتأصل في عمليات السكك الحديدية.
• النظر في التعرض البيئي: هل سيتعرض الكابل للأشعة فوق البنفسجية أو الزيوت أو المواد الكيميائية أو درجات الحرارة القصوى؟ اختر تركيبة مركبة تكون مستقرة لهذه الظروف المحددة.
• التحقق من الشهادة: تأكد دائمًا من اختبار المركب والكابل النهائي واعتمادهما من قبل هيئة معتمدة وفقًا للمعايير ذات الصلة (على سبيل المثال، EN 45545، NFPA 130).

معايير الأداء لـ LSZH في أسلاك السيارات

اعتماد LSZH في أسلاك السيارات والمركبات ينمو بسرعة، خاصة في السيارات الكهربائية والحافلات. تمثل البطاريات عالية الجهد وأنوال الأسلاك الواسعة في المركبات الكهربائية تحديات جديدة للسلامة من الحرائق تعتبر مواد LSZH مناسبة تمامًا لمعالجتها.

يتم قياس الأداء وفقًا لمجموعة مختلفة من المعايير الخاصة بالسيارات والتي تختبر التقادم الحراري ومقاومة السوائل وانتشار اللهب.

• اختبارات انتشار اللهب: تحدد معايير مثل ISO 6722 وSAE J1128 طرق الاختبار لتقييم تثبيط اللهب لكابلات السيارات. يجب أن تثبت مركبات LSZH خصائص الإطفاء الذاتي.
• مقاومة الحرارة: درجات الحرارة تحت غطاء محرك السيارة يمكن أن تكون شديدة. يجب أن تتمتع المركبات بمعدل تقادم حراري عالي لضمان أداء طويل الأمد دون تشقق أو تدهور.
• المقاومة الكيميائية: تتعرض كابلات السيارات للوقود وسوائل الفرامل ومواد التنظيف. يجب أن تقاوم سترة LSZH التورم أو التدهور الناتج عن هذه المواد الكيميائية.
• اختبار كثافة الدخان: في حين أن اختبارات كثافة الدخان كانت تُستخدم تقليديًا في وسائل النقل الجماعي، إلا أنه يتم الآن النظر في اختبارات كثافة الدخان لمركبات الركاب المغلقة لتعزيز سلامة الركاب ووقت الهروب.

الأسئلة الشائعة

ما الذي يمثله LSZH ولماذا هو مهم للنقل؟

LSZH تعني هالوجين منخفض الدخان. وهو أمر بالغ الأهمية للنقل لأن هذه البيئات غالبا ما تكون مغلقة (على سبيل المثال، القطارات والطائرات والحافلات)، مما يجعل الإخلاء صعبا أثناء الحريق. تعمل مواد LSZH على تعزيز السلامة بشكل كبير من خلال إنتاج الحد الأدنى من الدخان غير الشفاف، مما يحافظ على الرؤية، ولا تحتوي على غازات سامة تعتمد على الهالوجين، مما يمنع التسمم ويحمي المعدات الإلكترونية الحساسة من التلف الناتج عن التآكل.

هل كابلات LSZH أغلى من الكابلات القياسية؟

نعم، في البداية، مواد الكابلات LSZH أغلى من بدائل PVC القياسية. ويرجع ذلك إلى التركيبة الأكثر تعقيدًا واستخدام إضافات مثبطة للهب باهظة الثمن مثل هيدروكسيدات المعادن. ومع ذلك، يجب النظر في التكلفة الإجمالية للملكية. يمكن للاستثمار في كابلات LSZH أن يمنع التكاليف الكارثية المرتبطة بتآكل المعدات، والمسؤولية عن إصابة الركاب، وتوقف التشغيل بعد حادث حريق، مما يجعلها خيارًا فعالاً من حيث التكلفة لتطبيقات النقل ذات الأهمية الحيوية للسلامة.

ما هو الفرق بين LSZH و FR-PVC؟

في حين أن كلاً من PVC المقاوم للهب (FR-PVC) وLSZH مصممان لمقاومة الحريق، فإن سلوكهما أثناء الاحتراق يختلف بشكل أساسي. سيظل FR-PVC ينبعث منه دخان أسود كثيف وغاز حمض الهيدروكلوريك المسبب للتآكل عندما يحترق في النهاية، على الرغم من أنه قد يقاوم الاشتعال لفترة أطول من PVC القياسي. LSZH، حسب تصميمه، لا يقاوم الاشتعال فحسب، بل يحترق أيضًا بشكل نظيف، مما ينتج عنه مستويات منخفضة جدًا من الدخان غير السام وغازات الهالوجين المسببة للتآكل. وهذا يجعل LSZH الاختيار الأفضل لسلامة الإنسان وحماية الأصول.

ما هي المعايير الأساسية لكابلات LSZH في النقل بالسكك الحديدية؟

المعيار الرئيسي لتطبيقات السكك الحديدية في أوروبا هو TS EN 45545 - تطبيقات السكك الحديدية - الحماية من الحرائق في مركبات السكك الحديدية . تحدد هذه المواصفة القياسية مستويات المخاطر المختلفة (HL1 إلى HL3) بناءً على تشغيل السيارة وموقعها، وتحدد متطلبات التفاعل مع الحريق، بما في ذلك إطلاق الحرارة، وانتشار اللهب، وعتامة الدخان، وسمية الأبخرة. في أمريكا الشمالية، NFPA 130 - المعيار الخاص بأنظمة النقل والسكك الحديدية للركاب ذات التوجيه الثابت هو المعيار السائد الذي يحكم السلامة من الحرائق ومتطلبات الكابلات لأنظمة السكك الحديدية.

هل يمكن استخدام مركبات LSZH لكابلات شحن المركبات الكهربائية ذات الجهد العالي؟

قطعاً. استخدام LSZH للسلامة ذات الجهد العالي للمركبات الكهربائية يوصى به بشدة وأصبح أفضل ممارسة في الصناعة. تحمل أنظمة شحن المركبات الكهربائية والأسلاك الداخلية للمركبات الكهربائية جهدًا وتيارات عالية جدًا، مما يمثل وميضًا قوسيًا كبيرًا وخطر الحريق. يضمن استخدام مركبات LSZH لغلاف الكابل والعزل أنه في حالة نشوب حريق نادر، يتم إعطاء الأولوية لسلامة المستجيبين الأوائل وركاب السيارة من خلال انخفاض انبعاث الدخان وغياب الغازات السامة، وبالتالي دعم الاستجابة والإخلاء الأكثر أمانًا في حالات الطوارئ.