До сравнительно недавнего времени (а большей частью и теперь) для пропитки джутовых защитных покровов освинцованных и бронированных кабелей применялась исключительно газовая смола, причем для пропитки верхнего слоя джута в нее прибавлялось от 10 до 30% древесного или каменноугольного пека, а иногда также и гудрона. В настоящее время имеется определенная тенденция, особенно за границей, заменять эти составы полугудронами подходящей вязкости.
Газовая смола — продукт перегонки каменного угля — представляет собой черную вязкую жидкость сложного химического состава. Она содержит в себе вещества, способные превращаться в ценные продукты, многие из которых являются основой для производства красок. Эти ценные продукты смола выделяет из себя при фракционной перегонке или во время дестилляции угля, как это делается в современных установках. Среди этих ценных продуктов можно указать на толуол, крезол, антрацен, нафталин и т. п., в остатке перегонки получается пек. Физические свойства этого пека, т. е. его твердость, тягучесть и т. п., значительно зависят от степени дестилляции и температуры, при которой она была оставлена. Твердый пек хрупок и имеет улиткообразный излом, его температура плавления от 60 до 120° С. Пек характерен своей способностью течь за длинный промежуток времени при обычной температуре. Он содержит до 20% свободного углерода и много воды, что делает его сравнительно плохим диэлектриком.
Газовая смола не представляет собой продукта с вполне определенными стандартными свойствами и сильно различается в свойствах, смотря по месту и методу производства. Для возможности пропитки джутовых покровов вязкость газовой смолы должна быть в пределах 3,5—10°Э при температуре 50° С. В наших условиях этому требованию вполне удовлетворяет смола, получаемая с городских газовых заводов. Смола же, получаемая с новых заводов как, например, с Магнитогорского, имеет вязкость при 50° С около 25—50° Э, ибо новые способы перегонки обусловливают глубокое использование газовой смолы путем отбора погонов. Такая смола совершенно не подходит для целей бронирования кабелей, и поскольку все наши заводы в ближайшем должны будут перейти на полное использование содержащихся в смоле ценных продуктов, у нас в скором времени станет вопрос о полном переходе с газовой смолы на другой продукт.
Против пропитки верхних покровов газовой смолой в настоящее время за границей имеется ряд возражений; один из противников применения газовой смолы Е. Adel [96] перечисляет следующие недостатки составов с газовой смолой:
- Содержащиеся в смоле фенолы и крезолы разъедающим образом действуют на свинцовую оболочку, причем это действие носит каталитический характер.
- Кривые вязкости газовой смолы идут очень круто, а для правильного функционирования пропиточного состава желательно получить возможно более пологую кривую зависимости вязкости от температуры.
- Газовая смола имеет очень изменчивые свойства.
- Она вредна для рабочих.
Нужно сказать, что значимость этих недостатков очень небольшая: практика нашего кабельного производства в течение нескольких десятков лет не давала возможности их выявить. Невелика и вредность газовой смолы для рабочих; обычно в нашей практике работа на бронировочных машинах не относится к числу вредных. Спорным является также и положение Е. Adel’H относительно необходимости в данном случае пологой формы кривой зависимости вязкости от температуры.
Adel предлагает применять вместо газовой смолы естественные и искусственные асфальты, которые химически очень устойчивы, не растворимы в воде, не разъедают свинцовой оболочки, имеют относительно плоскую кривую вязкости и не дают вредных испарений. Однако эти вещества недостаточно жидки при обычных температурах пропитки и требуют слишком высокой температуры разогрева. Было предложено применять для разжижения асфальтов минеральное масло, но это не может быть рекомендовано, так как при этом понижается прилипание смолы к свинцовой оболочке. Для пропитки бумаги, накладываемой на кабельную оболочку, Adel рекомендует мазут. Мазут, однако, не пригоден для общей пропитки защитных оболочек кабеля из-за своей малой вязкости, ибо он вытекает из этих оболочек при комнатной температуре. Чтобы сравнивать качество составов для пропитки защитных оболочек, Adel предлагает производить следующие испытания:
- снятие кривых вязкостей состава в зависимости от температуры;
- прилипание к металлу и гибкость на холоду;
- определение содержания веществ, экстрагируемых водой;
- определение содержания фенолов.
В последнее время над вопросом выбора составов для пропитки джутовых оболочек много работал итальянский профессор Е. Soleri [111]. По его исследованиям антраценовое масло и фенолы, содержащиеся в газовой смоле, в особенности растворимые в воде, химически действуют на свинцовую оболочку, причем фенолы служат как катализаторы. Наблюдалось, что кабели, защищенные смесью газовой смолы с антраценовым маслом, уже через год обнаруживали признаки коррозии, причем эта коррозия выражалась в форме спиральных линий, соответствующих ходу обмотки бумагой поверх свинцовой оболочки. В результате ряд почтовых ведомств различных стран запретил употребление газовой смолы, причем стали предписывать употребление битумов и асфальтов. Битумы (гудроны) могут изготовляться любой вязкости без примесей других материалов. Они могут содержать серу, но она здесь безвредна, так как при действии ее на свинец образуется нерастворимый сульфит. Однако в битумах могут содержаться вредные кислоты. Для испытания на отсутствие фальсификации битумов дешевой смолой и антраценовым маслом Soleri рекомендует исследование битума ультрафиолетовыми лучами. Недостатком асфальтов и гудронов является то, что при низкой температуре они становятся слишком хрупкими.
Soleri указывает, что кроме применения составов, не действующих химически на свинцовую оболочку, существуют другие способы предохранения свинцовой оболочки от коррозии. Эти способы состоят в том, что на свинцовой оболочке формуются свинцовые соединения, которые не растворимы в воде, как, например, сульфит свинца. Такой слой получается, когда на свинцовую оболочку кабеля при температурах, немного выше 100° С, наносится слой обычной газовой смолы с 3°/р чистой серы. Полученный на свинцовой оболочке слой свинцовых соединений хорошо защищает ее не только от влияния фенолов, крезолов и других вредных составных частей газовой смолы, но и от электролитических разрушений, ибо в месте выхода из свинцовой оболочки блуждающих токов освобождающийся кислород превращает сульфит свинца в сульфат свинца. При прокладке кабеля в бетонной канализации полезно при формовке канализационных труб прибавлять в цемент небольшое количество сульфита натрия.
При другом способе защиты свинцовой оболочки по Е. Soleri она покрывается сначала несколькими слоями горячего гудрона, затем одной лентой из невулканизированной резины, содержащей серу, а затем бумажной лентой, пропитанной воском или парафином, после чего следует слой горячего битума и железная броня. При этом получается настолько хорошая изоляция между свинцовой оболочкой и железной броней, что после погружения в воду между ними получается сопротивление изоляции около 100 М-km.
