RU2200998C2 - Heat-resistant cable - Google Patents

Heat-resistant cable Download PDF

Info

Publication number
RU2200998C2
RU2200998C2 RU2001107435/09A RU2001107435A RU2200998C2 RU 2200998 C2 RU2200998 C2 RU 2200998C2 RU 2001107435/09 A RU2001107435/09 A RU 2001107435/09A RU 2001107435 A RU2001107435 A RU 2001107435A RU 2200998 C2 RU2200998 C2 RU 2200998C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cable
heat
sheath
tubes
insulation
Prior art date
Application number
RU2001107435/09A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2001107435A (en
Inventor
Ю.В. Рыбаков
Б.В. Лысиков
В.К. Прозоров
Original Assignee
Государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский и конструкторский институт энерготехники"
Государственное унитарное предприятие "Отделение комплексных систем автоматизации технологических процессов атомных станций "НИКИЭТ" (дочернее предприятие ГУП НИКИЭТ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский и конструкторский институт энерготехники", Государственное унитарное предприятие "Отделение комплексных систем автоматизации технологических процессов атомных станций "НИКИЭТ" (дочернее предприятие ГУП НИКИЭТ) filed Critical Государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский и конструкторский институт энерготехники"
Priority to RU2001107435/09A priority Critical patent/RU2200998C2/en
Publication of RU2001107435A publication Critical patent/RU2001107435A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2200998C2 publication Critical patent/RU2200998C2/en

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A30/00—Adapting or protecting infrastructure or their operation

Landscapes

  • Insulated Conductors (AREA)

Abstract

FIELD: cables. SUBSTANCE: heat-resistant cable can be employed to transmit signals from transducers measuring various physical parameters, for instance, temperature and mounted mainly on technological equipment operating under extreme conditions. Invention is aimed at increase of mechanical ( strength and plastic ) properties of cable of same or even smaller diameter and at reduction of number of technological operations in process of cable manufacture. This technical result is achieved by manufacture of sheath of heat-resistant cable from two tubes, as minimum, made of metals ( metal alloys, steels ) which stationary potentials differ by 0.15 V and more and possess opposite signs. Tubes are installed uniaxially with clearance. Clearance is filled with magnesian insulation. Beside this outer and/or inner tubes can be produced from zirconium. EFFECT: increased mechanical properties of cable. 2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к кабельной технике и может быть использовано для передачи сигналов от датчиков, служащих для измерения различных параметров, например температуры, и установленных в различных устройствах и агрегатах, работающих в жестких условиях. The invention relates to cable technology and can be used to transmit signals from sensors used to measure various parameters, such as temperature, and installed in various devices and assemblies operating in harsh conditions.

Современное оборудование подвергается все более жестким условиям эксплуатации. Для контроля работоспособности узлов и агрегатов в таких условиях используются всевозможные датчики, информация от которых по кабельным трассам поступает на контролирующие приборы. Чтобы эта информация была достоверной, особое внимание уделяется состоянию оболочек кабелей, к которым предъявляются повышенные требования по механическим свойствам, по коррозионной стойкости, вакуумной плотности, качеству поверхности, а также по геометрической точности, определяемой достаточно жесткими допусками на диаметр, толщину и овальность оболочки. Высокие требования предъявляются также и к свойствам изоляции кабелей, например к таким, как электрическое сопротивление и напряжение пробоя, зависящим в первую очередь от обеспечения условия "равнотолщинности" изоляции между элементами кабеля (жилами и оболочкой) по всей его длине при изготовлении кабеля. Modern equipment is subject to increasingly severe operating conditions. To monitor the performance of components and assemblies in such conditions, various sensors are used, the information from which is sent to control devices via cable routes. To ensure this information is reliable, special attention is paid to the condition of cable sheaths, which are subject to increased requirements for mechanical properties, corrosion resistance, vacuum density, surface quality, as well as geometric accuracy determined by rather tight tolerances on the diameter, thickness and ovality of the sheath. High requirements are also imposed on cable insulation properties, for example, such as electrical resistance and breakdown voltage, which depend primarily on ensuring the condition of "equal thickness" of insulation between cable elements (cores and sheath) along its entire length during cable manufacture.

Известен кабель, содержащий термоэлектродные жилы, изолированные друг от друга и окружающей среды изоляцией (см. В.Ф. Сучков, В.И. Светлова, Э.Э. Финкель. "Жаростойкие кабели с магнезиальной изоляцией", М., Энергия, 1969 г., с.3). Known cable containing thermoelectrode cores isolated from each other and the environment by insulation (see V.F. Suchkov, V.I. Svetlova, E.E. Finkel. "Heat-resistant cables with magnesian insulation", M., Energy, 1969 g., p. 3).

Указанный кабель обладает незначительным ресурсом работы из-за разрушения термоэлектродов под воздействием эрозии, вибраций, коррозии, графитизации, тепловых ударов и т.п. Кроме того, в ряде случаев одним из основных требований к кабелю является его жаропрочность. Конструкция указанного кабеля делает его не пригодным при работе в агрессивной и/или высокотемпературной среде. The specified cable has an insignificant resource of work due to the destruction of thermoelectrodes under the influence of erosion, vibration, corrosion, graphitization, thermal shock, etc. In addition, in some cases, one of the main requirements for a cable is its heat resistance. The design of this cable makes it unsuitable for use in aggressive and / or high-temperature environments.

Наиболее близким по своей технической сущности к предложенному является кабель, содержащий герметичную металлическую оболочку, в которую помещены термоэлектродные жилы, изолированные друг от друга и оболочки магнезиальной изоляцией (см. В.Ф. Сучков, В.И. Светлова, Э.Э. Финкель. "Жаростойкие кабели с магнезиальной изоляцией", М., Энергия, 1969 г., с.3, 4). The closest in technical essence to the proposed one is a cable containing a sealed metal sheath, in which thermoelectrode cores are insulated from each other and shells with magnesian insulation (see V.F. Suchkov, V.I. Svetlova, E.E. Finkel . "Heat-resistant cables with magnesia insulation", M., Energy, 1969, S. 3, 4).

Данный кабель обладает высокой работоспособностью даже в агрессивных средах и при высоких температурах. Однако этот кабель обладает несколькими существенными недостатками. This cable has high performance even in aggressive environments and at high temperatures. However, this cable has several significant drawbacks.

Одним из них является высокая гигроскопичность изоляции (окиси магния), из-за чего при проникновении влаги под оболочку кабеля резко меняется важнейшая техническая характеристика кабеля - электрическое сопротивление. Кроме того, технологический процесс изготовления кабеля не всегда позволяет получить оболочку с требуемыми механическими свойствами и геометрическими размерами. Так, при деформации кабельной заготовки вследствие торможения внутренней поверхности оболочки об изоляцию внутренняя поверхность как бы "сдвигается" относительно наружной поверхности оболочки. При этом в металле оболочки возникают не только напряжения растяжения, но и сдвига, что увеличивает опасность его разрушения. Возникает анизотропия деформации, при которой степень деформации и, следовательно, механические и прочностные свойства по толщине оболочки значительно отличаются. Для снятия "наклепа" кабель подвергают отжигу, который может привести к образованию неблагоприятной окислительной среды под оболочкой кабеля, взаимодействию выделившихся из магнезиальной изоляции О2 и Н2 с металлической оболочкой и снижению ее прочностных свойств. Облегчает опасность проникновения газов в металл оболочки и то обстоятельство, что при трении о магнезиальную изоляцию возможно разрушение окисной защитной пленки на внутренней поверхности оболочки. Ухудшение механических характеристик оболочки кабеля приводит к быстрому появлению в оболочке трещин, проникновению через них внутрь кабеля влаги и, как следствие этого, необходимости частой замены кабеля, тогда как в ряде случаев сделать даже разовую замену кабеля невозможно.One of them is the high hygroscopicity of the insulation (magnesium oxide), which is why when the moisture penetrates under the cable sheath, the most important technical characteristic of the cable changes sharply - electrical resistance. In addition, the manufacturing process of the cable does not always allow you to get a sheath with the required mechanical properties and geometric dimensions. So, when a cable billet is deformed due to braking of the inner surface of the sheath against insulation, the inner surface is “shifted” relative to the outer surface of the sheath. At the same time, not only tensile stresses but also shear arise in the shell metal, which increases the risk of its destruction. A strain anisotropy arises, in which the degree of deformation and, consequently, the mechanical and strength properties over the shell thickness are significantly different. To remove the “hardening”, the cable is annealed, which can lead to the formation of an unfavorable oxidizing medium under the cable sheath, the interaction of О 2 and Н 2 released from the magnesian insulation with the metal sheath and a decrease in its strength properties. The risk of penetration of gases into the shell metal is also facilitated by the fact that during friction against magnesian insulation, the destruction of the oxide protective film on the inner surface of the shell is possible. The deterioration of the mechanical characteristics of the cable sheath leads to the rapid appearance of cracks in the sheath, the penetration of moisture through them into the cable and, as a consequence, the need for frequent replacement of the cable, while in some cases it is impossible to even replace the cable once.

Следует также отметить, что указанный кабель быстро теряет необходимую гибкость в процессе изготовления и эксплуатации. It should also be noted that this cable quickly loses the necessary flexibility during the manufacturing and operation.

Технический результат, на достижение которого направлено данное изобретение, заключается в повышении механических (прочностных и пластических) свойств кабеля при том же и даже меньшем его диаметре и уменьшении числа технологических операций при изготовлении кабеля. The technical result to which this invention is directed is to increase the mechanical (strength and plastic) properties of the cable with the same and even smaller diameter and to reduce the number of technological operations in the manufacture of the cable.

Указанный технический результат достигается за счет того, что в жаростойком кабеле, содержащем герметичную металлическую оболочку, в которую помещены термоэлектродные жилы, изолированные друг от друга и оболочки магнезиальной изоляцией, оболочка выполнена, по крайней мере, из двух трубок, установленных коаксиально с зазором, заполненным магнезиальной изоляцией, соединенных на концах сваркой и изготовленных из металлов (сплавов металлов, сталей), стационарные потенциалы которых отличаются более чем на 0,15 В и имеют разные знаки, а также за счет того, что наружная трубка изготовлена из циркония и/или внутренняя трубка изготовлена из циркония. The specified technical result is achieved due to the fact that in a heat-resistant cable containing a sealed metal sheath, in which thermoelectrode cores are insulated from each other and sheaths with magnesian insulation, the sheath is made of at least two tubes installed coaxially with a gap filled magnesian insulation, connected at the ends by welding and made of metals (alloys of metals, steels), the stationary potentials of which differ by more than 0.15 V and have different signs, as well as and due to the fact that the outer tube is made of zirconium and / or the inner tube is made of zirconium.

Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых на фиг.1 изображено поперечное сечение жаростойкого кабеля, оболочка которого выполнена из двух трубок, а на фиг.2 изображено поперечное сечение жаростойкого кабеля, оболочка которого выполнена из трех трубок. The invention is illustrated by drawings, in which Fig. 1 shows a cross section of a heat-resistant cable, the shell of which is made of two tubes, and Fig. 2 shows a cross-section of a heat-resistant cable, the shell of which is made of three tubes.

Жаростойкий кабель состоит из термоэлектродных жил 1, магнезиальной изоляции 2 и оболочки, выполненной из установленных коаксиально с зазором, заполненным магнезиальной изоляцией 2, внутренней трубки 3, наружной трубки 4 и промежуточной трубки 5. The heat-resistant cable consists of thermoelectrode cores 1, magnesian insulation 2 and a sheath made of coaxially installed with a gap filled with magnesian insulation 2, the inner tube 3, the outer tube 4 and the intermediate tube 5.

Оболочку жаростойкого кабеля, в которой расположены термоэлектродные жилы 1 и магнезиальная изоляция 2, выполняют, по крайней мере, из двух трубок - внутренней трубки 3 и наружной трубки 4, установленных коаксиально с зазором, заполненным магнезиальной изоляцией 2, и изготовленных из металлов (сплавов металлов, сталей), стационарные потенциалы которых отличаются более чем на 0,15 В и имеют разные знаки, т.е. положительный и отрицательный. Такое конструктивное решение позволяет повысить механические свойства кабеля по целому ряду причин. The heat-resistant cable sheath, in which the thermoelectrode conductors 1 and magnesian insulation 2 are located, is made of at least two tubes — the inner tube 3 and the outer tube 4, installed coaxially with a gap filled with magnesian insulation 2, and made of metals (metal alloys) steel), the stationary potentials of which differ by more than 0.15 V and have different signs, i.e. positive and negative. This design solution allows you to increase the mechanical properties of the cable for a number of reasons.

Во-первых, в процессе изготовления кабеля сильнее всего деформируется прилегающая к магнезиальной изоляции внутренняя часть оболочки, и, чтобы восстановить механические свойства материала оболочки, кабель вынуждены подвергать дополнительному числу отжигов, что неблагоприятно отражается на механических свойствах материала оболочки. Эта же часть оболочки также и более других разрушается как от механического, так и от химического взаимодействия с магнезиальной изоляцией. При этом необходимо учитывать, что коррозионное или усталостное разрушение носит межкристаллитный характер, протекает очень быстро, и скорость разрушения не зависит от толщины самой оболочки. Выполнение оболочки в два и более слоев уменьшает анизотропию деформации, которая проявляется, в основном, на внутренней трубке, создает дополнительные поверхности, покрытые окисной пленкой, которые являются барьером как для диффузии газов из изоляции, так и для коррозионного и усталостного разрушения, повышает пластические свойства кабеля при растяжении и изгибе за счет скольжения слоев относительно друг друга. Firstly, in the process of manufacturing the cable, the inner part of the sheath adjacent to the magnesia insulation is most deformed, and in order to restore the mechanical properties of the sheath material, the cable is forced to subject an additional number of anneals, which adversely affects the mechanical properties of the sheath material. The same part of the shell is also destroyed more than others from both mechanical and chemical interactions with magnesian insulation. It should be borne in mind that corrosion or fatigue failure is intergranular in nature, proceeds very quickly, and the rate of destruction does not depend on the thickness of the shell itself. The execution of the shell in two or more layers reduces the anisotropy of the deformation, which manifests itself mainly on the inner tube, creates additional surfaces coated with an oxide film, which are a barrier both for diffusion of gases from insulation and for corrosion and fatigue failure, and increases plastic properties cable under tension and bending due to the sliding of the layers relative to each other.

Как показали многочисленные испытания, заявленный кабель имеет относительное удлинение в 2 раза больше, а радиус изгиба в 1,5 раза меньше по сравнению с кабелем того же диаметра, оболочка которого изготовлена из той же стали. Существенно выше у таких кабелей и прочностные свойства, что позволяет уменьшить их диаметр. Показатель гибкости у предлагаемых кабелей сохраняется как в процессе изготовления, так и при эксплуатации. Уменьшение диаметра кабеля и повышение его пластических свойств позволят проводить линии кабельной передачи в недоступных для ныне использующихся кабелей местах. As shown by numerous tests, the claimed cable has a relative elongation of 2 times more, and the bending radius of 1.5 times less compared to a cable of the same diameter, the shell of which is made of the same steel. Such cables have significantly higher strength properties, which allows them to reduce their diameter. The flexibility indicator of the proposed cables is preserved both during the manufacturing process and during operation. Reducing the diameter of the cable and increasing its plastic properties will allow cable lines to be drawn in places inaccessible to current cables.

На расширении области применения положительно сказывается и то обстоятельство, что данное изобретение позволяет изготавливать наружные трубки кабеля из таких металлов (сплавов металлов, сталей), свойства которых наиболее приемлемы для того объекта техника, в котором этот кабель будет использоваться. Например, если наружный слой оболочки кабеля выполнить из циркония, то такой кабель можно будет использовать в активной зоне ядерного реактора, т. к. сечение захвата нейтронов цирконием заметно меньше, чем у многих других конструкционных материалов. С другой стороны, и внутренней слой оболочки кабеля может быть изготовлен из циркония, поскольку этот металл обладает хорошими абсорбционными свойствами. В таком случае внутренний слой оболочки кабеля будет использоваться в качестве геттера кислорода, водорода и азота. The expansion of the field of application is also positively affected by the fact that this invention allows the manufacture of external cable tubes from such metals (alloys of metals, steels) whose properties are most acceptable for the object of the technician in which this cable will be used. For example, if the outer layer of the cable sheath is made of zirconium, then such a cable can be used in the active zone of a nuclear reactor, since the cross section for neutron capture by zirconium is noticeably smaller than that of many other structural materials. On the other hand, the inner layer of the cable sheath can also be made of zirconium, since this metal has good absorption properties. In this case, the inner layer of the cable sheath will be used as a getter of oxygen, hydrogen and nitrogen.

Возможен вариант, при котором внутренняя 3 и наружная 4 трубки циркониевые, а промежуточная трубка 5 стальная, чтобы повысить остойчивость кабеля. Трубки, из которых изготовлена оболочка кабеля, располагают с зазором, заполненным изоляционным материалом 2, с целью исключить опасность их электрохимического взаимодействия. Вследствие того, что деформации, главным образом, подвергается внутренняя трубка, даже разрушение которой не грозит продолжению нормальной работы кабеля, сокращается число технологических операций, необходимых для изготовления кабеля требуемого диаметра. A variant is possible in which the inner 3 and outer 4 tubes are zirconium, and the intermediate tube 5 is steel to increase the stability of the cable. The tubes of which the cable sheath is made are placed with a gap filled with insulating material 2 in order to eliminate the danger of their electrochemical interaction. Due to the fact that the inner tube is mainly subjected to deformation, even the destruction of which does not threaten the continued normal operation of the cable, the number of technological operations necessary for the manufacture of a cable of the required diameter is reduced.

Таким образом, при использовании предлагаемого изобретения повышаются механические и пластические свойства кабеля при том же и даже меньшем диаметре кабеля, улучшаются коррозионные свойства кабеля, упрощается и удешевляется технологический процесс изготовления кабеля. Thus, when using the present invention, the mechanical and plastic properties of the cable are increased with the same and even smaller cable diameter, the corrosion properties of the cable are improved, and the cable manufacturing process is simplified and cheapened.

Уменьшение диаметра кабеля и повышение его пластических свойств позволят проводить линии кабельной передачи в недоступных для ныне использующихся кабелей местах. Reducing the diameter of the cable and increasing its plastic properties will allow cable lines to be drawn in places inaccessible to the cables currently in use.

Claims (3)

1. Жаростойкий кабель, содержащий герметичную металлическую оболочку, в которую помещены термоэлектродные жилы, изолированные друг от друга и оболочки магнезиальной изоляцией, отличающийся тем, что оболочка выполнена, по крайней мере, из двух трубок, установленных коаксиально с зазором, заполненным магнезиальной изоляцией, и изготовленных из металлов или сплавов металлов или сталей, стационарные потенциалы которых отличаются более чем на 0,15 В и имеют разные знаки. 1. Heat-resistant cable containing a sealed metal sheath, in which thermoelectrode cores are placed, isolated from each other and sheaths with magnesian insulation, characterized in that the sheath is made of at least two tubes installed coaxially with a gap filled with magnesian insulation, and made of metals or alloys of metals or steels, the stationary potentials of which differ by more than 0.15 V and have different signs. 2. Жаростойкий кабель по п. 1, отличающийся тем, что наружная трубка изготовлена из циркония. 2. The heat-resistant cable according to claim 1, characterized in that the outer tube is made of zirconium. 3. Жаростойкий кабель по п. 1, отличающийся тем, что внутренняя трубка изготовлена из циркония. 3. The heat-resistant cable according to claim 1, characterized in that the inner tube is made of zirconium.
RU2001107435/09A 2001-03-22 2001-03-22 Heat-resistant cable RU2200998C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001107435/09A RU2200998C2 (en) 2001-03-22 2001-03-22 Heat-resistant cable

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001107435/09A RU2200998C2 (en) 2001-03-22 2001-03-22 Heat-resistant cable

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2001107435A RU2001107435A (en) 2003-03-10
RU2200998C2 true RU2200998C2 (en) 2003-03-20

Family

ID=20247344

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2001107435/09A RU2200998C2 (en) 2001-03-22 2001-03-22 Heat-resistant cable

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2200998C2 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
СУЧКОВ В.Ф. Жаростойкие кабели с магнезиальной изоляцией. - М.: Энергия, 1969, с.3 и 4. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA1241393A (en) Multi-wire electric power cable, particularly a supply cable for borehole units
EP0554789B1 (en) Fiber optic cable
US7218820B2 (en) Method and system for providing a hydrogen diffusion barrier for fiber optic cables used in hostile environments
US6690866B2 (en) Optical fiber cable for use in harsh environments
US4944570A (en) Fiber optic cable having an extended elongation window
EP2511745A1 (en) Hydrogen diffusion delay barrier for fiber optic cables used in hostile environments
EP1869518A2 (en) Method and apparatus for providing a hydrogen diffusion barrier for fiber optic cables used in hostile environments
US3317353A (en) Thermocouple comprising intimately twisted wires
US3463674A (en) Thermocouple having composite sheath
RU2200998C2 (en) Heat-resistant cable
RU2196367C2 (en) Heat-resistant cable
US3238025A (en) High-temperature conductor
US6448502B2 (en) Lead wire for oxygen sensor
JP5229482B2 (en) Superconducting cable soundness inspection method
RU20608U1 (en) THERMOCOUPLING CABLE
US3485101A (en) Continuously supported sensor
US20090065234A1 (en) Signal transmission electric wire for the aviation and space industries
US11150425B2 (en) Downhole strain sensing cables
Shriwastaw et al. Study of behavior of steam oxidised zircaloy-4 cladding of PHWR fuel under compressive and impact loading along with a comparison with tensile loading condition
EP4325528A1 (en) Dynamic power cable arrangement with moisture ingress detection device
JP2016192259A (en) High-temperature and high-pressure cable
JPH0548325Y2 (en)
JP2009295326A (en) Overhead transmission line
JP2007272009A (en) Heat-resistant optical fiber cable
US4042826A (en) Electrical cable

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner
PC43 Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions

Effective date: 20100416