فهرست مطالب آموزشی در مورد گلند ضد انفجار کابل

۱ مقدمه

۲ انواع و مدلهای گلند کابل

۱.۲ دسته بندی از لحاظ کاربرد

۲.۲ دسته بندی از لحاظ متریال ساخت

۳.۲ دسته بندی از لحاظ رزوه و سایز گلند

۴.۲ دسته بندی بر اساس ساختار فیزیکی استاندارد BS ۶۱۲۱

۳ قطعات گلند کابل

۴ متریال قطعات پلاستیکی

۵ آبکاری گلند برنجی

۶ مشخصات گلند ضد انفجار

۷ فرآیند بازرسی گلند

1 ˗ مقدمه

با مطالعه این صفحه موارد ذیل مشخص میشود:

انواع و مدلهای مختلف گلند و مشخصات فنی
قطعات ساخت گلند
مشخصات متریالی و آنالیز و تلورانس ابعادی ۶ قطعه فلزی
مشخصات متریالی و آنالیز و تلورانس ابعادی ۳ قطعه پلاستیکی
شاخصه ضد انفجار و درجه حفاظت گلند
طرح بازرسی و تست مطابق استاندارد

در بخش اول انواع گلندهای کابل معرفی میگردد و مدل یا مدلهای مناسب برای مرحله اول تولید مشخص میگردد. در بخش دوم، قطعات و قسمتهای مختلف گلند برای مدل انتخابی معرفی میگردد. در بخش سوم و چهارم ابعاد و اندازهها و تلورانس قابل قبول تولید و معرفی متریال مناسب و مرسوم قطعات تشکیل دهنده گلند انتخابی بیان میگردد.

در بخش پنجم مشخصات فنی و استانداری ضد انفجار (Explosion Proof) و درجه حفاظت (Ingress Protection) گلند مشخص میگردد.

در بخش ۶ مشخص می گردد که چه پارامترهایی جهت اندازه گیری کیفیت محصول مناسب می باشد. مقادیر این پارامترها مطابق استاندارد چه اعداد و ارقامی میبایستی باشد. در فرآیند کل کنترل کیفیت در این بخش مشخص می گردد.

2 ˗ انواع و مدلهای گلند کابل

گلند کابل وسیله‌ای است که از آن برای فیکس و ثابت نگهداشتن کابل در قسمتهای ورودی جعبه تقسیم، تابلو برق، تخته کلمب موتورها و به جهت محافظت کابل در برابر رها شدن، خم شدن، آسیب دیدن کابل و جلوگیری از نفوذ رطوبت، گرد و غبار یا بخارات قابل اشتعال به داخل جعبه استفاده می‌شود. انواع مختلفی از گلند کابل وجود دارد که بر اساس جنس، ابعاد، نوع رزوه و محیط استفاده تقسیم بندی می شوند. گلندها به صورت پلاستیکی یا فلزی در اندازه‌های متفاوتی تولید می‌شوند و انتخاب هر گلند بر اساس سطح مقطع کابل و نوع کابل مورد نظر صورت می‌پذیرد. در این سند گلند پلاستیکی مد نظر نمیباشد.

۲ ˗ ۱ دسته بندی گلند از لحاظ کاربرد

از لحاظ کاربرد و متناسب با نوع کابل و محل استفاده گلند به مدل های زیر تقسیم می شوند:

گلند صنعتی که به دو دسته غیر آرموردار (ساده) یا آرموردار تقسیم می شوند.

گلند ضد انفجار نیز به دو دسته غیر آرموردار (ساده) یا آرموردار تقسیم می شوند.

در حقیقت آرمور مشخصه فنی کابل می باشد که اگر کابل آرموردار باشد پس گلند نیز بایستی آرموردار باشد. همچنین اگر محل نصب گلند در ناحیه خطر انفجار و آتش سوزی باشد پس گلند نیز بایستی ضد انفجار باشد.

گاهی نوع آرمور دار، به دلیل آنکه کابل غلاف سربی (Lead Sheathed Cover : LC or LSH) نیز دارد، گلند نیز آرموردار غلاف سربی دار نیز می باشد، اصولا غلاف سربی کابل در پروژه های نفت و گازی برای جلوگیری از خوردگی ناشی از موارد هیدروکربنی و شیمیایی استفاده می شود و در اکثر مواقع و البته نه همیشه، کابل غلاف سربی حتما آرمور دار هم هست.

در مورد تفاوت ساختاری و ابعادی هر کدام از مدلهای فوق در فصول بعد توضیح داده خواهد شد.

۲ ˗ ۲ دسته بندی گلند از لحاظ متریال ساخت

از لحاظ متریال ساخت گلند میتواند پلاستیکی یا فلزی (Metal) باشد. مدل های فلزی میتواند استنلس استیل، برنج، آلومینیوم، برنجی روکش نیکل کروم باشد.

اساسا مدل برنجی(Brass) که در بازار ایران به گلند زرد نیز شناخته می شود که جهت جلوگیری از زنگ زدگی و خوردگی در محیط های مرطوب، با روکش نیکل کروم آبکاری می شود که در این حالت در بازار ایران به آن گلند سفید نیز گفته می شود.

برای گلند استیل بدیهی است به هیچ گونه روکشی نیاز نمی باشد.

افزایش قیمت برخی مواد اولیه برنج (مانند مس) در سال‌های اخیر، و از سوی دیگر بهینه‌سازی فرآیندهای تولید استنلس استیل، باعث شده است که فاصله قیمتی بین این دو متریال (به خصوص در گلندهای تخصصی‌تر مانند ضد انفجار) کاهش یابد. این موضوع باعث شده که توجیه اقتصادی برای انتخاب استیل در بسیاری از پروژه‌ها بیشتر شود.

وقتی صحبت از فرآیند آبکاری (Plating) می‌شود، یعنی لایه‌ای از فلزات یا غیرفلزات را بر روی فلزات و یا غیرفلزات دیگر قرار دهیم. سوالات اصلی در مورد فرآیند آبکاری شامل موارد زیر است پاسخ در فصل جداگانه داده خواهد شد.

استاندارد مربوط به آبکاری کدام است؟
حداقل ضخامت لایه های آبکاری نیکل و کروم چه مقدار و بر چه مبنایی می باشد؟
فرآیند بازرسی کیفیت آبکاری چیست؟

۲ ˗ ۳ دسته بندی گلند از لحاظ رزوه و سایز گلند

در رابطه با گلند دو پارامتر اساسی مستقل و در عین حال مرتبط با یکدیگر وجود دارد: رزوه (Thread) گلند و سایز گلند(Size).

در مورد رزوه، استانداردهای بسیار متنوعی (شاید بالغ بر ۲۰ مدل) در دنیا وجود دارد ولی در مورد گلند تنها استانداردهای ذیل مورد استفاده قرار میگیرد. مواردی که با علامت ستاره * مشخص شده اند کمتر برای گلند استفاده میشود و تنها جهت تکمیل جدول ذکر شده اند.

با توجه به جدول فوق مشخص است که نوع رزوه با حروف زیر مشخص می شود:

M, G, NPT, Pg

نکته: بین موارد فوق تنها مدل NPT از نوع کونیکال (conical) یا همان Taper به معنای مخروطی می باشد و سایر موارد همگی مستقیم یا Straight می باشند. غالبا و نه همیشه رزوه گلند از نوع مستقیم می باشد در عین حال گلند های فلزی بالاخص گلند های ضد انفجار در اکثر مواقع از نوع Pg نمی باشند. در عین حال مدل Pg بر اساس استاندارد بسیار قدیمی آلمانی و از رده خارج است که متاسفانه در ایران به دلیل انکه استاندارد ضعیفی است و محصولی که با این استاندارد ساخته می شود ارزان قیمت می باشد، همچنان مورد استفاده است. این موضوع در مورد لوله کاندوئیت های Pg نیز صادق است(ضخامت این لوله ها نسبت به لوله های سایر استانداردها بسیار پائین تر است).

خلاصه آنکه برای گلند بهتر است در ابتدا فقط استاندارد M که مرسوم ترین و پرکاربردترین است مد نظر قرارگیرد.

سایز گلند به معنی اندازه دهانه گلند می باشد. مقدار D در تصویر زیر نشان دهنده سایز گلند می باشد که وقتی بر حسب استاندارد ISO بیان می شود بر اساس میلیمتر خواهد بود. یکی از تفاوتهای گلند ضد انفجار با گلند معمولی در مقدار C و به نوعی تعداد دنده های می باشد که در ضد انفجار بایستی طبق استاندارد IECEx Exd حداقل ۵ دنده باشد. مرسوم است که هفت دنده ای ساخته می شود.(توضیح بیشتر در ادامه آمده است)

برای سایز گلند بر حسب M استاندارد BS EN 60423 مرجع می باشد. این استاندارد نبایستی با استاندارد ISO 262 اشتباه شود. البته مباحثی در دو استاندارد مشترک است ولی اختلافاتی هم وجود دارد مثلا در استاندارد رزوه گلند سایز ۲۵ وجود دارد که بسیار مرسوم هست ولی در استاندارد ایزو سایز ۲۰ و ۲۲ و ۲۴ و ۲۷ وجود دارد و سایز ۲۵ وجود ندارد.

ISO 262:2023: ISO general purpose metric screw threads Selected sizes for bolts, screws, studs and nuts

ISO 68-1:2023, ISO general purpose screw threads – Basic and design profile – Part 1: Metric screw threads

ISO 965-1:2013, ISO general-purpose metric threads – Tolerances – Part 1: Principles and basic data

ISO 965-3: 2021, ISO general purpose metric screw threads –Tolerances Part 3: Limit deviations for screw threads

ISO 1502:1996, ISO general-purpose metric screw threads – Gauges and gauging

BS EN 60423:2007 Conduit systems for cable management. Outside diameters of conduits for electrical installations and threads for conduits and fittings

Pg	Inch Imperial	Metric Entry Thread Size	.Gland Size ref
11	3/4	M16/20	Os
13.5	3/4	M20S	O
16	3/4	M20	A
21	1	M25	B
29	1 1/4	M32	C
36	1 1/2	M40	C2
42 / 48	2	M50	D
-	2 1/2	M63	E

جدول ذیل مقایسه سایز Pg به سایز M می باشد.

شکل رزوه مستقیم و مخروطی (کونیک) در تصاویر زیر نمایش داده شده است.

برای اندازه گیری اندازه گلند مخروطی بایستی محل اندازه گیری بر روی رزوه (دنده) شماره ۳ باشد.

اطلاعات تکمیلی:

مشخصه Thread Pitch: فاصله بین دو دنده رزوه می باشد ولی بسته به سایز دهانه، تغییر میکند. ولی برای رزوه M در گلند کابل برای تمام سایزها همیشه برابر با ۱.۵ میلیمتر است ولی برای رزوه Pg و NPT متناسب با سایز افزایش می یابد.

مشخصه Thread Flank Angle: زاویه برای رزوه مدل BSP همواره ۵۵ درجه می باشد ولی برای NPT و M برابر با ۶۰ درجه و برای PG برابر با ۸۰ درجه می باشد.

۲ ˗ ۴ دسته بندی گلند بر اساس ساختار فیزیکی استاندارد BS 6121

استاندارد مرسوم و قدیمی BS ۶۱۲۱ مبنای ساخت و طراحی گلند صنعتی می باشد.

BS 6121:1973: Specification for mechanical cable glands for elastomer and plastics insulated cables

استاندارد فوق به روز شده است و مطابق ذیل است:

BS 6121-1:2005 : Mechanical cable glands - Armour glands. Requirements and test methods

BS 6121-5:2005 : Mechanical cable glands - Code of practice for selection, installation and inspection of cable glands and armour glands

BS EN IEC 62444:2013 : Cable glands for electrical installations

BS EN 50262 :1999: Cable glands for electrical installations (Withdrawn 2014)

آنچنان که مشخص است دو استاندارد BS6121-۱ و BS62444 وجود دارد که امروزه گلندها مطابق آنها تولید می شود.

تست ها و آزمون هایی که در استاندارد BS62444 می باشد، جامعتر و کاملتر از استاندارد قدیمی است. ولی نام گذاری و دسته بندی گلندها بیشتر بر اساس همان استاندارد قدیمی BS6121 ۱۹۷۳ می باشد.

البته این نوع دسته بندی در بازار ایران ناشناخته است ولی چون اساس دسته بندی های بالاخص برندهای مطرح خارجی این استاندارد می باشد به صورت مختصر توضیح داده میشود. این دسته بندی در تولید گلند و تشریح مندرجات دیتاشیت گلندها مفید است.

این نوع دسته بندی بر اساس جدول ذیل می باشد. دسته بندی بر اساس مشخصات فنی گلند و نام گذاری بر اساس حرف الفبای انگیسی.

در عین حال حروفی به حروف بالا اضافه می شود:

گلند برای کابل SWA زره دار W: Single Steel Wire Armoured Cable

گلند برای کابل SWB زره بافته شده X: Wire Braided Cable

گلند برای کابل STA زره تسمه آلومینیوم Y: Aluminum Strip Armoured Cable

گلند برای کابل Double STA رزه دوبل آلومینیوم Z: Double Steel Tape Armoured Cable

گلند برای کابل آرموردار منعطف T: Pliable Wire Armoured Flexible Cable

همچنین حروفی توسط سازندگان نیز ممکن است به موارد بالا اضافه گردد که متناسب با سازنده معانی متفاوتی دارد ولی گاهی و نه همیشه حرف F به معنی Flame Proof می باشد. سایر حروف همانند L و R در کاتالوک سازندگان ذکر می شود.

آنچنان که مشخص است گلندها به پنج دسته A و B و C و D و E تقسیم می شوند.

دسته A در مواردی کاربرد دارد که کابل بدون آرمور می باشد. حالت A1 ساده ترین با IP2X و حالت A2 مشابه مدل قبل ولی با IP66 می باشد. مدلهای A3 و A4 به ترتیب مشابه A1 و A2 میباشند با این تفاوت که قطعه ای جهت باندینگ لایه داخلی کابل (Metallic Inner Sheath مانند غلاف سربی کابل یا اسکرین آلومینیومی کابل) اضافه شده است.

دسته B شامل گلند برای کابل آرموردار می باشد ولی به دلیل نداشتن رینگ پلاستیکی آب بندی، درجه حفاظت (IP) پائینی دارد و تنها مناسب استفاده داخلی (indoor) است که هیچ گونه گرد و خاک و رطوبتی وجود ندارد.

این مدل در کارخانه های سازنده به دو صورت تولید می شود(دقت کنید هر دو مدل زیر فاقد قطعات آببند هستند):

بدون استفاده از رینگ مجزا برای نگهداری آرمور کابل که دو تکه است، مطابق استاندارد به این مدل BW2 می گویند.

با استفاده از رینگ کلمپ آرمور که به سه تکه است، مطابق استاندارد به این مدل BW3 می گویند.

دسته C مشابه دسته B میباشد با این تفاوت که با قرارگیری یک آب بند (Outer Sealing Ring) بین بدنه گلند و روکش بیرونی کابل (Outer Sheath) درجه حفاظت به IP66 افزایش می یابد و مانند دسته B بر اساس نوع مکانیزم مربوط به آرمور به دو مدل CW2 و CW3 موجود می باشد. با توجه به IP این دسته مناسب نصب خارجی (Outdoor) می باشد. تصویر زیر مربوط به CW3 می باشد. در این مدل قطعه آب بند بین روکش داخلی کابل و گلند وجود ندارد.

دسته D1 مشابه دسته B میباشد و مناسب کابل آرموردار است ولی با این تفاوت که با قرارگیری یک آب بند (Inner Sealing Ring) بین بدنه گلند و روکش داخلی کابل (Inner Sheath) درجه حفاظت به IP66 افزایش می یابد. در مدل D2قطعه ای جهت باندینگ لایه داخلی کابل (Metallic Inner Sheath مانند غلاف سربی کابل یا اسکرین آلومینیومی کابل) اضافه شده است. در این مدل قطعه آب بند بین روکش خارجی کابل و گلند وجود ندارد.

دسته E1 ترکیب دسته C و D بوده و همزمان دارای دو آب بند داخلی (Inner Sealing Ring) و خارجی (Outer Sealing Ring) است. این گلند مناسب کابل آرموردار می باشد(E1W) و با دارا بودن درجه حفاظت IP66 مناسب نصب در فضای بیرونی است. در مدل E2 نیز قطعه ای جهت باندینگ لایه داخلی کابل (Metallic Inner Sheath مانند غلاف سربی کابل یا اسکرین آلومینیومی کابل) اضافه شده است. تصویر زیر به مدل سه تکه مشهور است.

تصویر فوق مشابه مدل ۴۵۳ برند Hawke می باشد. در مدل دیگر که مشابه عکس زیر است یک مغزی (دو سر رزوه) اضافه دارد تا به کمک آن یونیون سربندی و نصب کابل راحت تر انجام شود. مدل از برند CMP می باشد که برخی سازندگان ایرانی مشابه آن را در گذشته و نه امروزه تولید می کردند. با توجه به اهمیت مدل E جهت مقایسه تصویر مدل E1FW سه تکه و چهار تکه در ذیل آمده است.

متأسفانه، برای کاهش هزینه‌های تولید و دستیابی به قیمت‌های رقابتی‌تر در بازار ایران، برخی تولیدکنندگان اقدام به تغییر و کاهش کیفیت در ساخت گلندهای ضد انفجار می‌کنند. این تغییرات معمولاً شامل موارد زیر است:

کاهش ضخامت و حتی حذف قطعات: برخی از قطعات اصلی گلند که نقش حیاتی در استحکام و آب‌بندی دارند، حذف یا با نمونه‌های نازک‌تر و ضعیف‌تر جایگزین می‌شوند.
استفاده از مواد بی‌کیفیت‌تر: این کاهش کیفیت هم در قطعات فلزی و هم در قطعات پلاستیکی (مانند واشرها و آب‌بندها) مشاهده می‌شود.

این رویکرد، پیامدهای جدی و قابل توجهی در پی دارد:

کاهش طول عمر و خرابی زودهنگام: استفاده از قطعات فلزی بی‌کیفیت، نصب گلند را دشوار می‌کند و به دلیل شکنندگی بیشتر یا عدم دقت در ابعاد، ممکن است منجر به خرابی مکرر و کاهش قابل توجه طول عمر محصول شود.
عدم آب‌بندی مؤثر: کاهش کیفیت قطعات پلاستیکی و آب‌بندی، باعث می‌شود که گلند در مدت زمان کوتاهی خاصیت آب‌بندی خود را از دست بدهد. این موضوع می‌تواند منجر به نفوذ رطوبت، گرد و غبار و سایر آلاینده‌ها به داخل تجهیزات شده و عمر مفید آن‌ها را به شدت کاهش دهد.
به خطر افتادن ایمنی ضد انفجار: مهم‌ترین و خطرناک‌ترین پیامد این کاهش کیفیت، به خطر افتادن خاصیت ضد انفجار (Ex d) گلند است. استانداردهای ضد انفجار، الزامات بسیار دقیقی برای ابعاد، جنس، و کیفیت ساخت قطعات (به ویژه رزوه‌ها و مسیرهای شعله‌گیر) دارند. هرگونه انحراف از این الزامات، می‌تواند منجر به نشت شعله در هنگام انفجار داخلی و گسترش آن به محیط خطرناک شود که پیامدهای فاجعه‌بار انسانی و مالی در پی دارد.

در هر حال با ترکیب دسته بندی بالا و حروف ذکر شده تعداد متنوعی از گلند تولید می شود ولی به طور کلی گلندهای زیر مرسوم تر می باشند و در ایران آیتم های ۱ و ۵ و ۷ و ۸ تولید می شوند.

Technical Properties	Hawke Model	Type Designation	.No
single seal compression gland, IP66	121	A1/A2	1
Without Sealing Gland SWA	150	BW2/3 X/Y/Z	2
Outer single seal compression gland SWA, IP66	151	CW2 / 3	3
Inner Single seal Compression SWA, IP66	-	D1W	4
Double Seal SWA Gland, IP66	153	E1W/X/Y/Z	5
Double Seal Lead Sheath SWA Gland, IP66	153L	E2W	6
EX single seal compression gland, IP66	421	A1/A2F	7
EX Double Seal SWA Gland, IP66	453	E1WF	8

برندهای ایرانی معمولا برند Hawke انگلستان را مرجع قرار میدهند و بر اساس مدلهای آن برند، اقدام به تولید گلند نموده اند. از این رو غالبا مدلهای تولیدی خود را مطابق برند هاوک نام گذاری می کنند.

۴ ˗ جنس قطعات فلزی گلند کابل

آنچنان که پیش از این گفته شد جنس گلند از برنج می باشد. برنج (Brass) یک ترکیب آلیاژی از مس و روی است. آلیاژ مخلوط یا محلول جامد فلزی متشکل از یک فلز اصلی که آن را فلز پایه می گویند با یک یا چند عنصر فلزی یا غیرفلزی است. آلیاژ ها خود بر دو نوع هستند آلیاژ آهنی و آلیاژ غیر آهنی. بدیهی است در آلیاژ آهنی فلز پایه آهن می باشد و در آلیاژ غیر آهنی، فلزات دیگر مثل مس، قلع، نقره و.... فلزات پایه هستند. پس در اینجا ما با آلیاژ غیرآهنی روبرو هستیم.

قابل ذکر است که دو نوع متفاوت از آلیاژ مس وجود دارد: برنج و برنز یا همان مفرغ (Bronze). فرق این دو در عنصر دوم است. در برنج فلز دوم روی است ولی در برنز عنصر دوم قلع می باشد.

با تغییر نسبت ترکیب فلز دوم و سایر فلزات انواع مختلف آلیاژ برنج را میتوان تولید نمود که خصوصیات فیزیکی و شیمیایی متفاوتی دارند.

برای ساخت گلند از آلیاژ برنج مدل MS58/۱ استفاده می شود.

این آلیاژ در استانداردهای مختلف نام های متفاوت دارد. در استاندارد BS2874 با نام CZ121 شناخته می شود. در استاندارد DIN آلمان با نام CuZn39Pb3 معرفی می شود. در نام آلمانی آن مشخص است که سایر عناصر این متریال چیست.

۵۷ تا ۵۹ درصد مس (Cu) به همراه حدود ۳۹ درصد روی (Zn) به جهت بالانس و ۲.۵ تا ۳.۵ درصد سرب (Pb) عناصر و ترکیب اصلی این متریال است. هرچه درصد روی در مس افزایش پیدا کند، سختی و استحکام آلیاژ بیشتر می شود و رنگ برنج از قرمز (ناشی از مس) به زرد کمرنگ (ناشی از روی) متمایل می شود.

مشخصات دقیق ترکیبی، فیزیکی و شیمیایی MS58 به همراه نام های آن در استانداردهای مختلف در ادامه ذکر شده است.

۵ ˗ جنس قطعات پلاستیکی گلند کابل

آنچنان که در تصویر قطعات گلند قابل مشاهده است، آب بندی گلند توسط رینگ های آب بندی پلاستیکی صورت میگیرد.

در ساده ترین تعریف ممکن Sealing آب بندهای لاستیکی جامدی به شکل دایره هستند که با قرار گرفتن بین دو سطح تجهیز، باعث می شوند راه سیال مسدود شده و خیالمان از بابت نشت مایع یا گازها راحت شود. سیلینگ ها در دو حالت استاتیک یا داینامیک استفاده می شوند:

حالت آب بندی استاتیک زمانی است که آببند در جای خود ثابت است، که منجر به حفظ فشار و شرایط خلا می شود اما در حالت دینامیک، آببند در تجهیزات متحرک همچون پمپ های رفت و برگشتی استفاده می شود.

قطعات پلاستیکی (معمولاً الاستومرها یا لاستیک‌ها) در گلند کابل نقش حیاتی در آب‌بندی (Sealing) کابل در برابر عوامل محیطی (مانند رطوبت، گرد و غبار، مایعات) و همچنین ایجاد تنش زدایی (Strain Relief) برای کابل ایفا می‌کنند. انتخاب متریال مناسب برای این قطعات، به خصوص با توجه به شرایط دمایی، شیمیایی و مکانیکی محیط، بسیار مهم است تا گلند بتواند درجه حفاظت (IP Rating)، خاصیت صد انفجار و عملکرد مورد انتظار را در طولانی مدت حفظ کند.

جنس این آببندها در شرایط مختلف کاری (دماهای مختلف بر حسب سانتی گراد) متفاوت می باشد. غالبا مطابق ذیل است:

Silicon -60 to +180
EPDM -40 to +120
FPM (Viton) -15 to +200
Neoprene Rubber 40 to +100
(Buna-N) NBR
Chloroprene

مواد فوق علاوه بر کارکرد در دماهای مختلف کاری، از لحاظ خواص فیزیکی و شیمیایی نیز متفاوت هستند. به طور مثال ویتون بهترین مقاومت در برابر خوردگی گازوئیل دارد ولی در برابر گلیکول به راحتی خورده می شود. در حالی که سیلیکون در برابر خوردگی گازوئیل بسیار ضعیف می باشد.

مقایسه و کاربرد انواع مواد پلاستیکی (الاستومرها) در گلند کابل:

سیلیکون (Silicone / VMQ)

محدوده دمایی: −۶۰ تا +۱۸۰ سانتی گراد

مزایا:

مقاومت عالی در برابر دماهای بسیار بالا و بسیار پایین: این ویژگی برجسته‌ترین مزیت سیلیکون است.
مقاومت عالی در برابر ازن، اشعه UV و هوازدگی: برای کاربردهای بیرونی و در معرض نور خورشید بسیار مناسب است.
خواص عایق الکتریکی بسیار خوب.
خاصیت فشرده‌سازی (Compression Set) پایین: به این معنی که پس از فشرده شدن، به شکل اولیه خود بازمی‌گردد و خاصیت آب‌بندی را حفظ می‌کند.
بی‌اثر بودن شیمیایی: مقاومت خوب در برابر بسیاری از مواد شیمیایی رقیق، اسیدها و قلیاها. سازگار با مواد غذایی و دارویی (گریدهای خاص).

معایب:

مقاومت ضعیف در برابر سایش و پارگی.
مقاومت محدود در برابر روغن‌های معدنی، سوخت‌ها و بخار.
گران‌تر از بسیاری از الاستومرهای دیگر.

کاربرد: در محیط‌هایی با نوسانات دمایی شدید، کاربردهای بیرونی با نور خورشید شدید، صنایع غذایی و دارویی (با گرید بهداشتی)، و جایی که نیاز به انعطاف‌پذیری در دماهای بسیار پایین باشد.

EPDM (Ethylene Propylene Diene Monomer)

محدوده دمایی: −۴۰ تا +۱۲۰ سانتی گراد

مزایا:

مقاومت عالی در برابر آب و بخار: به خصوص در محیط‌های مرطوب یا با فشار آب (IP68, IP69K).
مقاومت عالی در برابر ازن، اشعه UV و هوازدگی: بسیار مناسب برای کاربردهای بیرونی.
مقاومت خوب در برابر اسیدها، قلیاها، کتون‌ها و الکل‌ها.
خواص عایق الکتریکی خوب.
مقاومت در برابر آب و نمک.

معایب:

مقاومت ضعیف در برابر روغن‌های معدنی و هیدروکربن‌ها (مانند بنزین و نفت).

کاربرد: رایج‌ترین ماده برای آب‌بندی در گلندهای کابل عمومی و صنعتی، به خصوص در کاربردهای بیرونی، در معرض آب و رطوبت، صنایع ساختمان، تصفیه آب، و سیستم‌های HVAC.

FPM / FKM (Viton® - نام تجاری شرکت DuPont)

محدوده دمایی: −۱۵ تا +۲۰۰ سانتی گراد

مزایا:

مقاومت بی‌نظیر در برابر دماهای بالا.
مقاومت عالی در برابر طیف گسترده‌ای از مواد شیمیایی، سوخت‌ها، روغن‌ها، حلال‌ها و اسیدهای قوی.
مقاومت بسیار خوب در برابر ازن، اشعه UV و هوازدگی.
خاصیت فشرده‌سازی بسیار پایین.

معایب:

گران‌ترین الاستومر در این لیست.
مقاومت ضعیف در برابر کتون‌ها، استرها با وزن مولکولی پایین و آمین‌ها.
عملکرد ضعیف در دماهای بسیار پایین (شکننده می‌شود).

کاربرد: در صنایع نفت و گاز، پتروشیمی، خودرو، هوافضا و سایر محیط‌های بسیار تهاجمی و با دمای بالا که در معرض مواد شیمیایی، سوخت‌ها و روغن‌ها قرار دارند.

NBR (Nitrile Butadiene Rubber / Buna-N)

محدوده دمایی: −۴۰ تا +۱۰۰ سانتی گراد

مزایا:

مقاومت عالی در برابر روغن‌های معدنی، گریس‌ها، سوخت‌ها (بنزین، دیزل) و بسیاری از حلال‌ها.
مقاومت خوب در برابر سایش و پارگی.
قیمت مناسب.

معایب:

مقاومت ضعیف در برابر ازن، اشعه UV و هوازدگی: برای کاربردهای بیرونی در معرض نور خورشید مستقیم توصیه نمی‌شود.
مقاومت محدود در برابر دماهای بالا.

کاربرد: بسیار رایج در کاربردهای صنعتی که در معرض روغن، گریس و سوخت هستند، مانند سیستم‌های هیدرولیک و پنوماتیک، ماشین‌آلات، و کاربردهای خودرو.

نئوپرن (Neoprene Rubber / Chloroprene Rubber / CR)

محدوده دمایی: −۴۰ تا +۱۰۰ سانتی گراد

مزایا:

تعادل خوبی از خواص: مقاومت خوب در برابر روغن‌های معدنی (متوسط)، هوازدگی، ازن، UV، گرما و شعله (خود خاموش‌شونده).
مقاومت مکانیکی خوب در برابر سایش و پارگی.
چسبندگی خوب به فلزات.

معایب:

مقاومت در برابر حلال‌های قوی و اسیدهای اکسیدکننده محدود است.
مقاومت دمایی کمی پایین‌تر از EPDM و سیلیکون.

کاربرد: در کاربردهای عمومی صنعتی که نیاز به ترکیبی از مقاومت در برابر هوازدگی، روغن و شعله باشد، مانند برخی کابل‌های فضای باز، واشرها و آب‌بندی در محیط‌های صنعتی سبک. (Chloroprene در واقع همان نام شیمیایی برای نئوپرن است).

آیا در ایران به جنس قطعات پلاستیکی متناسب با کاربرد آن دقت می شود و متناسب با کاربرد متریال آن را انتخاب می کنند؟!!

۶- آبکاری نیکل پلیت گلند برنجی

آبکاری (Plating) به فرآیندی گفته می‌شود که طی آن یک لایه نازک از فلز (یا گاهی غیرفلز) روی سطح یک جسم دیگر، چه فلزی و چه غیرفلزی، پوشانده می‌شود. این پوشش‌دهی اهداف متنوعی دارد؛ از افزایش زیبایی و مقاومت در برابر خوردگی گرفته تا بهبود سختی یا رسانایی.

یکی از محبوب‌ترین انواع آبکاری، آبکاری کروم تزئینی (Decorative Chrome Plating) است. همان‌طور که از نامش پیداست، هدف اصلی این روش، ایجاد جلوه‌ای زیبا، براق و دکوری است. لایه کروم در این نوع آبکاری بسیار نازک است و ضخامتی بین ۰.۰۵ تا ۰.۵ میکرون (معادل بخش‌هایی از میلیونم اینچ) دارد. به همین دلیل، کروم تزئینی به تنهایی مقاومت چندانی در برابر خوردگی ندارد و به سادگی آسیب می‌بیند.

آبکاری نیکل کروم

برای غلبه بر ضعف مقاومت کروم تزئینی، این فرآیند معمولاً با آبکاری نیکل ترکیب می‌شود. به همین دلیل به آن آبکاری نیکل کروم (Nickel Chrome Plating) می‌گویند. این روش رایج‌ترین نوع آبکاری چند لایه است که شامل مراحل زیر می‌شود:

پوشش نیکل: ابتدا یک لایه از نیکل بر روی سطح قطعه اعمال می‌شود. این لایه نیکل نقش بسیار مهمی دارد؛ صافی، بازتابندگی و مقاومت در برابر خوردگی قطعه را به شکل چشمگیری افزایش می‌دهد. در واقع، درخشش و مقاومت اصلی در برابر زنگ‌زدگی از همین لایه نیکل تأمین می‌شود.
پوشش کروم تزئینی: سپس، یک لایه بسیار نازک از کروم روی لایه نیکل قرار می‌گیرد. این لایه نازک کروم (که اندازه آن به میلیونم اینچ می‌رسد) وظیفه حفاظت از لایه نیکل در برابر خراشیدگی و کدر شدن را بر عهده دارد و همچنین به پوشش نهایی یک رنگ مایل به آبی خاص می‌دهد، در حالی که رنگ نیکل زیرین بیشتر مایل به زرد است.

نکته کلیدی: بدون لایه نیکل زیرین، پوشش نهایی نه بازتابنده خواهد بود و نه در برابر زنگ‌زدگی مقاوم. پس نیکل مسئول اصلی مقاومت در برابر خوردگی و ظاهر درخشان است، در حالی که کروم نقش محافظتی و تزئینی نهایی را ایفا می‌کند.

جزئیات فرآیند و کاربردها

این فرآیند معمولاً از طریق الکتروپلیتینگ انجام می‌شود. در این روش، قطعات در حمام‌های شیمیایی خاصی غوطه‌ور می‌شوند:

برای پوشش نیکل، از محلول‌هایی مانند کلرید نیکل (nickel chloride)، اسید بوریک (boric acid)، سولفامات نیکل (nickel sulfamate)، فلوبورات (fluoborate) یا سولفاتئین (sulphatein) در یک حمام داغ با جریان بالا استفاده می‌شود.
برای پوشش کروم، از حمام‌هایی با محلول‌های کرومات (مانند اسید کرومیک یا سولفات کروم) استفاده می‌گردد.

ضخامت لایه‌های نیکل و کروم را می‌توان بر اساس کاربرد خاص شیء تنظیم کرد. اگرچه آبکاری نیکل کروم عمدتاً برای افزایش ارزش زیبایی استفاده می‌شود، اما در مواردی که مقاومت به خوردگی نیز از اهمیت بالایی برخوردار است، می‌توان ضخامت لایه‌ها را افزایش داد تا دوام بیشتری را تضمین کند.

در مقابل آبکاری کروم تزئینی، روش دیگری به نام آبکاری کروم سخت (Hard Chrome Plating) وجود دارد. این روش پوشش بسیار ضخیم‌تری ایجاد می‌کند و هدف اصلی آن افزایش سختی و مقاومت به سایش قطعات است، نه زیبایی. این نوع آبکاری معمولاً در تولید گلندهای کابل مد نظر قرار نمی‌گیرد.

برای ضخامت پوشش نیکل کروم دو استاندارد مهم و اساسی و یک توصیه نامه برای این منظور وجود دارد:

ASTM B456 - 2022: Standard Specification for Electrodeposited Coatings of Copper Plus Nickel Plus Chromium and Nickel Plus Chromium

ISO 1456 - 2009: Metallic and other inorganic coatings Electrodeposited coatings of nickel, nickel plus chromium, copper plus nickel and of copper plus nickel plus chromium

Quality Metal Finishing guide MFSA

کلیت این سه استاندارد تقریبا یکی است ولی چون شکل نمایش مرجع سوم از همه ساده تر است در ادامه، جدول از منبع سوم آمده است. مطابق اسناد فوق حداقل ضخامت در ساده ترین و راحت ترین شرایط نصب، ضخامت نیکل در شرایط خشک و گرم حداقل ۵ میکرومتر و کروم ۰.۱ میکرومتر است ولی در مدارک ITP شرکت های ایرانی تنها عدد ۴ میکرومتر ذکر شده است که به نظر نمی رسد صحیح باشد.

در توصیه نامه MFSA (Metal Finishing Suppliers' Association)، به طور خاص در "Copper-Nickel-Chromium Coatings"، به طور معمول به استانداردهایی مانند ASTM B456 ارجاع می‌دهد که ضخامت‌های حداقل را بر اساس شرایط خدماتی (Service Conditions - SC) که قطعه در آن قرار می‌گیرد، تعیین می‌کند.

بنابراین، یک عدد حداقل ثابت برای ضخامت نیکل کروم در گلند وجود ندارد و این ضخامت به شدت به میزان خوردگی محیط و دوام مورد انتظار بستگی دارد. این استاندارد (ASTM B456) پنج گرید از پوشش‌ها را برای شرایط خدماتی مختلف ارائه می‌دهد:

SC1 (Mild): شرایط ملایم (مثلاً محیط‌های داخلی گرم و خشک)
SC2 (Moderate): شرایط متوسط (مثلاً محیط‌های داخلی با رطوبت متغیر)
SC3 (Severe): شرایط سخت (مثلاً محیط‌های خارجی با رطوبت بالا یا تغییرات دمایی)
SC4 (Very Severe): شرایط بسیار سخت (مثلاً محیط‌های صنعتی خورنده، ساحلی، یا با رطوبت و نمک بالا)
Extended Very Severe: شرایط با خورندگی شدیدتر و نیاز به طول عمر بسیار بالا

در صورت استفاده از گلند با متریال استنلس استیل حتی اگر ضعیف ترین حالت آن یعنی ۳۰۴ باشد، هیچ یک از موارد بالا و نگرانی های ممکن وجود نخواهد داشت. قابل ذکر است گلند استنلس استیل ۳۰۴ در هر حالتی از گلند برنجی با بهترین پوشش نیکل کروم قویتر و مستحکم تر و مقاوم تر خواهد بود. امروزه اختلاف قیمت بین گلند کابل استیل و برنجی بسیار ناچیز و قابل چشم پوشی است.

۷ ˗ مشخصات گلند ضد انفجار

در این بخش به این موضوع می پردازیم که چگونه و با چه مکانیزمی یک گلند ضد انفجار می شود. پارامترهای تست و آزمون آن کدام است.

در رابطه با پارامترهای فوق دو مساله مهم است: چگونگی ارتباط بین گلند و جعبه – مشخصات خود گلند

گلندهای ضد انفجار (Explosion-Proof / Hazardous Area Cable Glands) برای استفاده در محیط‌هایی طراحی شده‌اند که گازها، بخارات، غبارات یا الیاف قابل اشتعال در اتمسفر وجود دارند. هدف اصلی آن‌ها جلوگیری از وقوع یا گسترش انفجار است. دو روش اصلی حفاظت که گلندها می‌توانند در آن نقش داشته باشند، Ex d (Flameproof) و Ex e (Increased Safety) هستند.

تمرکز بر Ex d (Flameproof ) محفظه مقاوم در برابر شعله:

گلندهای Ex d برای اتصال کابل به محفظه‌های Ex d طراحی شده‌اند. مکانیزم ضد انفجار شدن گلند در این حالت بر اساس اصل "مسیر شعله‌گیر" (Flamepath) است:

مکانیزم اصلی (مسیر شعله‌گیر):

اگر انفجاری در داخل محفظه Ex d رخ دهد، فشار و شعله حاصله از طریق منافذ و رزوه‌های محفظه (و در این مورد، رزوه‌های گلند) سعی در خروج دارند.
طراحی دقیق و با تلرانس‌های بسیار کم این رزوه‌ها و مسیرهای عبوری در گلند و محل اتصال به محفظه، باعث می‌شود که گازهای داغ انفجار هنگام عبور از این مسیر طولانی و باریک، خنک شده و انرژی خود را از دست بدهند.
با کاهش دما و انرژی، شعله خاموش شده و گازها به دمایی کمتر از دمای اشتعال اتمسفر خارجی می‌رسند، در نتیجه از گسترش انفجار به خارج از محفظه جلوگیری می‌شود.

نقش اجزای گلند در ضد انفجار شدن (Ex d):

الف) چگونگی ارتباط بین گلند و جعبه (ورودی محفظه):

رزوه‌های دقیق (Flameproof Threads): رزوه‌های گلند و ورودی محفظه (معمولاً متریک M یا NPT) باید دارای دقت ابعادی بسیار بالا و تلرانس‌های سختگیرانه باشند.
حداقل تعداد رزوه درگیر (Engagement Length): همانطور که قبلاً اشاره شد، استانداردها (مانند IEC ۶۰۰۷۹-۱) حداقل ۵ دنده کامل درگیری بین گلند و محفظه را برای ایجاد یک مسیر شعله‌گیر کافی الزامی می‌کنند (و معمولاً تولیدکنندگان ۷ دنده یا بیشتر ارائه می‌دهند). این طول درگیری رزوه حیاتی است.
مواد فلزی مستحکم: هم گلند و هم محفظه باید از مواد فلزی با استحکام بالا (مانند برنج نیکل‌اندود یا استنلس استیل S316L) ساخته شوند تا بتوانند فشار انفجار داخلی را بدون تغییر شکل یا شکست تحمل کنند.

ب) مشخصات خود گلند (Gland's Internal Design):

آب‌بندی کابل با خواص شعله‌گیر (Flameproof Sealing): در برخی گلندهای Ex d، واشر آب‌بندی کابل نیز باید دارای خواص شعله‌گیر باشد. این واشرها باید در برابر حرارت و فشار بالای انفجار داخلی مقاوم باشند و اطمینان حاصل کنند که شعله از طریق فضای بین کابل و گلند خارج نمی‌شود.
گلندهای سدکننده (Barrier Glands) : برای کابل‌هایی که ممکن است از طریق رشته‌های درونی کابل "تنفس" کنند یا گاز را منتقل کنند به خصوص در محیط‌های پرخطر مانند Zone 1 ، از "Barrier Glands" استفاده می‌شود. این گلندها دارای یک سد شیمیایی (معمولاً رزین اپوکسی دو جزئی) هستند که پس از نصب، دور هادی‌ها و رشته‌های کابل سخت شده و یک سد گازی و شعله‌گیر کامل ایجاد می‌کنند تا از "انتقال شعله از داخل کابل" جلوگیری کنند. این مکانیزم برای کابل‌هایی با مغزی‌های متعدد یا الیاف جاذب گاز بسیار حیاتی است.
استحکام مکانیکی: گلند باید قادر به تحمل نیروهای کششی و ضربه‌ای باشد بدون اینکه مسیر شعله‌گیر آن دچار آسیب شود.

پارامترهای تست و آزمون گلند ضد انفجار (Ex d)

تست‌های گلندهای ضد انفجار بسیار دقیق و تحت استانداردهایی مانندIEC ۶۰۰۷۹-۰ الزامات عمومی و IEC ۶۰۰۷۹-۱ تجهیزات ضد انفجار نوع d انجام می‌شوند. مهمترین پارامترها و تست‌ها عبارتند از:

تست انفجار (Explosion Test)

هدف: اطمینان از اینکه گلند می‌تواند یک انفجار داخلی را مهار کند و شعله را به محیط بیرونی انتقال ندهد.
مکانیزم: گلند به یک محفظه آزمایشی وصل می‌شود و محفظه با گاز قابل اشتعال (مانند متان یا پروپان) پر می‌شود. مخلوط گاز در داخل محفظه مشتعل می‌شود و سنسورها بررسی می‌کنند که آیا شعله‌ای به خارج از محفظه (از طریق گلند) منتقل می‌شود یا خیر. این تست در دماهای مختلف و با مخلوط‌های گازی گوناگون (بسته به گروه گازی) انجام می‌شود.
نکته: در این تست، فشار داخلی محفظه نیز اندازه‌گیری می‌شود تا اطمینان حاصل شود که گلند و محفظه می‌توانند فشار انفجار را تحمل کنند.

تست مقاومت در برابر کشش کابل (Cable Pull-Out Resistance Test)

هدف: اطمینان از اینکه گلند می‌تواند کابل را به طور ایمن نگه دارد و در برابر نیروهای کششی کابل (مثلاً در اثر نصب یا اتفاقات مکانیکی) مقاومت کند، بدون اینکه آب‌بندی یا خاصیت ضد انفجار آن دچار اختلال شود.
مکانیزم: نیروی کششی مشخصی به کابل وارد می‌شود و بررسی می‌شود که کابل از گلند خارج نشود یا آب‌بندی از بین نرود.

تست مقاومت ضربه (Impact Test)

هدف: ارزیابی مقاومت مکانیکی گلند در برابر ضربه‌های خارجی.
مکانیزم: وزنه‌ای استاندارد از ارتفاع مشخصی روی گلند رها می‌شود و پس از ضربه، گلند برای هرگونه آسیب یا اختلال در عملکرد ضد انفجار بررسی می‌شود.

تست مقاومت حرارتی (Thermal Endurance Test)

هدف: اطمینان از پایداری مواد گلند (به خصوص پلاستیک‌ها) در محدوده دمایی عملیاتی (حداقل و حداکثر دمای مجاز).
مکانیزم: گلند در دماهای شدید (سرد و گرم) قرار می‌گیرد و سپس تست‌های دیگر (مانند آب‌بندی و ضربه) روی آن انجام می‌شود تا اطمینان حاصل شود که خواص آن تغییر نکرده است.

تست درجه حفاظت (IP Rating Test)

هدف: اطمینان از حفظ درجه IP (ضد گرد و غبار و ضد آب) در شرایط مختلف.
مکانیزم: تست اسپری آب و نفوذ گرد و غبار بر اساس استاندارد IEC ۶۰۵۲۹.

تست مقاومت به خوردگی (Corrosion Resistance Test)

هدف: ارزیابی مقاومت مواد فلزی (مانند برنج نیکل‌اندود یا استنلس استیل) در برابر خوردگی.
مکانیزم: تست اسپری نمک (Salt Spray Test) بر اساس استانداردهایی مانند ISO ۹۲۲۷.

تست مقاومت در برابر چرخش کابل (Cable Twist Test)

هدف: اطمینان از اینکه گلند می‌تواند چرخش‌های احتمالی کابل را بدون آسیب به آب‌بندی یا اتصال تحمل کند.

نکته مهم: هر گلند ضد انفجار معتبر باید دارای گواهینامه‌های رسمی از مراجع بین‌المللی مانند ATEX اروپا و IECEx بین‌المللی باشد که نشان‌دهنده گذراندن موفقیت‌آمیز این تست‌ها و مطابقت با استانداردهاست.

8 ˗ فرآیند بازرسی گلند کابل

مطابق استاندارد BS IEC ۶۲۴۴۴ موارد زیر بایستی برای گلند مورد تست قرار گیرد. این موارد جدا از تست های ضد انفجار (EXd) است.

Mechanical Properties

Cable retention test

Cable anchorage test for Non-Armoured and Armoured Cable

Resistance to Impact test

Seal Performance

Electrical Properties

Equipotential bonding to electrical equipment

Equipotential bonding to metallic layer(s) of cable

Protective connection to earth (Electrical current test)

Electromagnetic compatibility (EMC)

External influences

Degree of protection in accordance with IEC 60529 (IP Code)

Resistance to corrosion

Resistance to ultraviolet light

تشریح هر یک از تست های فوق در مدارک مهندسی شرکت ژیکاسه الکتریک آمده است. به جهت خلاصه گویی از نوشتن جزئیات آنها در اینجا خودداری می گردد.

پایان./

"تمامی حقوق مادی و معنوی محتوای این وب‌سایت، شامل متن، تصاویر و هرگونه اطلاعات دیگر، متعلق به شرکت ژیکاسه الکتریک است. هرگونه استفاده، کپی‌برداری یا بازنشر مطالب بدون اجازه کتبی، غیرمجاز بوده و پیگرد قانونی خواهد داشت."