Bezhalogeni spojevi u proizvodnji kabela i objašnjenja pojmova
Povijest
Bezhalogeni spojevi koriste se u industriji kabela od 1970. godine. Različiti požari s velikim brojem smrtnih slučajeva povećali su svijest o uporabi bezhalogenih komponenti u kablovima. Najpoznatiji i opisani primjer požara je požar na postaji podzemne željeznice King Cross u Londonu, gdje je 1987. godine umrlo 32 ljudi. Utvrđeno je da su žrtve umrle zbog trovanja otrovnim plinom ili zbog udisanja dima, a ne izravno zbog požara. Od tada je londonska podzemna željeznica zabranila uporabu halogena u kablovima. Mnoge industrije s visokim rizikom od požara slijedile su ovaj primjer. Odgovor proizvođača kabela bio je razvoj materijala koji su otporniji na vatru i manje toksični od halogenih materijala. To je dovelo do razvoja bezhalogenih kabela koji se danas koriste u raznim industrijama (offshore, vojska, bolnice, trgovački centri, kinodvorane) i drugdje gdje se veći broj ljudi zadržava u ograničenim prostorima.
Definicija i objašnjenje halogena
Fluor, klor, brom, jod i astat su nemetalni elementi koji tvore skupinu 7 u periodnom sustavu; poznati su pod nazivom halogeni. »Halogen« u originalu znači »tvorac soli« i spojevi koji sadrže halogene nazivaju se “soli”.
Posebno opasni u slučaju požara su elementi brom i klor, jer tvore korozivne i/li toksične spojeve. Međunarodna elektrotehnička komisija (IEC) definira bezhalogenirane tvari na bazi sadržaja klora i broma u skladu sa standardom IEC 61249-2-21.
Prihvaćena definicija za bezhalogeni prema standardu IEC 61249-2-21:
Klor (Cl) <900 ppm
Brom (Br) <900 ppm
Br + Cl <1,500 ppm
Izraz »bezhalogen« (halogen-free) ne znači nužno potpunu odsutnost halogena. Postoji mogućnost da su čestice halogena nenamjerno prisutne i materijal stoga nije potpuno slobodan od halogena. Postojeće metode ispitivanja općenito dopuštaju prisutnost male količine halogena.
Postoje različiti pojmovi koji se koriste za označavanje da materijal ne sadrži halogene. Najčešći termini su: bezhalogeni, 0 (nula) halogeni, 0H i ZH.
Prednosti bezhalogenih spojeva u plastičnim materijalima
Tri su glavna razloga za izbor bezhalogeniranih spojeva u industriji kabela: sigurnost od požara, prevencija štete i briga o okolišu. U ovom članku se nećemo usredotočiti na detalje. Spomenimo samo da je briga za okoliš podložna različitim standardima i direktivama (ISO 14001, RoHS, REACH, WEEE, LEED, CPR).
Bezhalogeni kabeli
Postoje zbrka u terminologiji bezhalogenih kabela zbog nedostatka dogovorenih izraza. Najčešće definicije su:
Kratica – Značenje
LS0H – low smoke, zero halogen (malo dima, bez halogena)
LSZH – low smoke, zero halogen (malo dima, bez halogena)
LSHF – low smoke, halogen free (malo dima, bez halogena)
LSNH – low smoke, non-halogen (malo dima, nula halogena)
NHFR – non-halogen, flame retardant (nula halogena, usporavanje plamena)
HFFR – halogen free, flame retardant (bez halogena, usporavanje plamena)
FRZH – fire retardant, zero halogen (usporavanje vatre, nula halogena)
LSFRZH – low smoke, fire retardant, zero halogen (malo dima, usporavanje vatre, nula halogena)
Izrazi nula/bez halogena i malo dima (zero halogen, low smoke) nemaju isto značenje i nisu međusobno zamjenjivi. Bezhalogeni opisuje količinu halogena u spoju materijala. Bezhalogeni kabeli još uvijek otpuštaju puno dima pri gorenju. Malo dima opisuje količinu dima koju spoj proizvodi/emitira/ispušta pri gorenju. Low smoke kabeli stvaraju malo čistog dima pri gorenju, što omogućava lakšu i sigurniju evakuaciju i borbu protiv požara.
Korisnici su često zainteresirani za kablove s oba svojstva. Bezhalogeni kabeli obično imaju u oznaci slovo H (N2XH, NHXH, NHXHM …).
Bezhalogeni spojevi u kabelskoj izolaciji i plaštu
Izolacija i plašt bezhalogenih kabela s niskom emisijom dima mogu biti bazirani na termoplastičnim, elastoplastičnim ili termoreaktivnim spojevima. Glavna razlika između tih spojeva je u tome što termoplastični i elastoplastični materijali dolaze u kontakt s vatrom, dok termoreaktivni materijali ostaju u čvrstom stanju. Primjer su duroplasti, gdje su polimeri umreženi i više se ne mogu preoblikovati. Termoaktivni spojevi otporniji su na visoke temperature od termoplastičnih i elastoplastičnih.
Bezhalogeni materijali
Bezhalogeni materijali baziraju se na spojevima kao što su:
– Etilen vinilacetat kopolimer (EVA)
– Poliamidi (najlon)
– Etilen polipropilen – guma (EP, EPR ili EPDM)
– Etilen propilen dien – elastomer (EPDM)
– Polietilen (PE)
– Polipropilen (PP)
– SHF1 – uglavnom za morske i pomorske kabele
– SHF2 – uglavnom za morske i pomorske kabele
Standardi za bezhalogene kabele
Kao što je gore spomenuto, kabel može biti »halogen-free« ali ne i »low-smoke«. Međutim, budući da su povećani zahtjevi za »halogen-free« kao i »low-smoke« značajkama, niže navedeni standardi odnose se na bezhalogenost i niske emisije dima, odnosno korozivnih i otrovnih plinova. Ti standardi su:
– IEC 60754, metode ispitivanja IEC 60754-1 i IEC 60754-2
– EN 50267-2-1, metoda ispitivanja EN 50267-2-1 (u osnovi je jednaka IEC 60754-1)
– IEC 61034-2
Više o sadržaju standarda i sadržaju ispitnih metoda možete pronaći na stranicama Slovenskog instituta za standardizaciju (SIST) – www.sist.si.
Žarko Litera, zarko.litera@www.elektronabava.si
Viri: Incore cables: halogen free cable compounds (www.incore.cables.com), E-knjiga
Integer Research: The Europena Fire Peformance Cable Market (2014)
Wikipedia: Halogeni
