Nederlands
HCF kabels voor de olie, gas en petrochemie
In de olie, gas en petrochemische sector heeft men te maken met grote uitdagingen wat betreft gezond- en veiligheid van de mensen die er werken. Het is een sector die op dit gebied zeer innoverend is. Op het gebied van kabels kom je hier producten tegen die speciaal voor deze markt zijn ontwikkeld. Het beste voorbeeld hiervan zijn HydroCarbon Fire (HCF) bestendige kabels. In dit blog vertellen wij je daar meer over. Voordat we specifiek over de kabel zelf vertellen praten we je eerst bij over HydroCarbon Fires en waarom deze kabels zijn ontwikkeld.
Hydrocarbons – Koolwaterstoffen
In de kabelindustrie praten we over ‘Hydrocarbon Fire resistant kabels’ (HCF kabels). Dit is vrij vertaald naar het Nederlands, koolwaterstofbrand bestendige kabels. We gaan het straks over koolwaterstofbranden (hydrocarbon fire) hebben. Nu duiken we eerst in het stukje ‘hydrocarbon’.
Hydrocarbons zijn chemische verbindingen die bestaan uit waterstof en koolstof, kortom koolwaterstoffen. De verbindingen worden vervaardigd uit aardgas en aardolie. Er zijn koolwaterstoffen in gasvorm zoals methaan, ethaan en propaan. Je vindt koolwaterstoffen terug in vloeibare vorm in brandstoffen zoals benzine, diesel en kerosine of als oplosmiddel in de vorm van terpentine. In vaste vorm zijn koolwaterstoffen de basisgrondstoffen voor organisch-chemische producten zoals kunststoffen, vezels en zelfs geneesmiddelen.
Cellulose brand
Voor dat we het over een koolwaterstofbrand gaan hebben, dienen we eerst een cellulose brand toe te lichten. Door classificatie instanties wordt, wanneer men spreekt over (brand) gevaarlijke zones, uit gegaan van de gegevens van een cellulose brand. Terwijl dit voor de olie, gas en petrochemie sector niet toereikend is. Bij dit soort branden is de brandstof een cellulose houdend materiaal. Dit zijn plantaardige producten. De meest bekende vorm hiervan is hout. Dit houdt automatisch in dat papier hier onder valt maar ook katoen. Dit soort branden hebben en relatief trage opwarmingscurve en bereiken na 60 minuten een maximum temperatuur van ca. 950˚C.
Koolwaterstofbrand
In de olie, gas en petrochemische sector komen dus niet alleen cellulose branden voor. Op internationaal gebied is er uitvoerig onderzoek gedaan naar branden met koolwaterstoffen. Hieruit zijn twee andere soorten vormen van brand benoemd. Nu worden branden onderverdeeld in drie categorieën; cellulose brand (Cellulosic fire), koolwaterstofbrand (Hydrocarbon fire) en een ‘Jet Fire’. Die laatste lichten we later kort toe.
Waar een koolwaterstofbrand vergeleken met een cellulose brand verschilt, is de opwarmingscurve. Deze stijgt veel sneller en daarbij komend bereiken dit soort branden een hogere temperatuur. Al na 20 minuten kan dit ca. 1100˚C zijn. Om dit beter inzichtelijk te maken hebben we onderstaande grafiek voor je.
Jet Fire
Dit is een unieke vorm van een brand met koolwaterstoffen. Een ‘Jet Fire’ wordt veroorzaakt door gassen of vloeistoffen die onder druk vrijkomen door bijvoorbeeld een lekkage, en dan ontsteken. Een Jet fire heeft grotere hitte schommelingen dan een HCF-brand en kan een temperatuur hoger dan 1200˚C bereiken. Een bijkomende eigenschap van deze brand is de hoge erosieve kracht ervan. Om je een idee te geven, zie je in dit filmpje een Jet Fire test van een BFOU-JF Draka kabel volgens de ISO 22899-1.
Koolwaterstofbrand bestendige kabels – Hydrocarbon fire resistant cables
De BFOU en de RFOU kabels die onder de NEK 606 standaard vallen worden als het ware geüpgraded naar een HydroCarbon Fire resitant kabel. Over deze kabels, en in het bijzonder de NEK 606 norm, hebben wij eerder een blog geschreven.
Deze BFOU en RFOU kabels hebben al de eigenschappen van brandvertragend, brandbestendig, halogeen vrij, een lage rook ontwikkeling, olie en modder bestendig. Deze kabels zijn niet opgewassen tegen de hoge temperaturen van een koolwaterstofbrand. Wat er gebeurt, men brengt op deze NEK 606 kabels een HCF beschermende mantel aan.
Als voorbeeld nemen we nu een BFOU 0,6/1(1,2)kV P5/P12 kabel. Links zie je de gewone BFOU kabel en rechts de BFOU-HCF variant. Wat je ziet is dat de HCF variant dikker is vanwege de extra mantel en lagen die om de kabel zijn aangebracht.
De constructie van HCF Kabels
We pluizen de BFOU-HCF 0,6/1(1,2)kV P34 nu verder uit. En zoals hier boven verteld en weergegeven bestaat de kabel in principe uit twee delen. De BFOU kabel zelf en de HCF mantel. Deze twee delen splitsen we nu op in ondestaande tabelen om vervolgens dieper in te gaan op de HCF mantel.
| Construction | Code letter | |
| Conductor | Tinned stranded circular copper, IEC 60228 class 2 | |
| Insulation | B | Mica tape + EP Rubber IEC 60092-360 (EPR) |
| Lay up / Shielding | Cores laid up in concentric layers | |
| Inner covering | F | Flame retardant and halogen-free thermoplastic compound |
| Tape over bedding | PET tape | |
| Armour/screen | O | Tinned copper wire braid |
| Tape over armour/screen | PET tape | |
| Outer sheath | U | Flame retardant, halogen-free and mud resistant thermoset compound, SHF2 (IEC 60092-360) |
| Construction | Code letter | |
| HCF protection | -HCF | Extruded heatblock compound |
| Tape | Lapped glassfibre tape | |
| Overall sheath | Flame retardant, halogen-free thermoplastic compound, SHF1 (IEC 60092-360) |
De HCF buitenmantel
Het doel van de HCF buitenmantel is dat de functionaliteit van de kabel voor een bepaalde tijd behouden blijft, mocht er een brand uitbreken. Wanneer dit gebeurt op bijvoorbeeld een boorplatform of in een raffinaderij kan men zo doende machines en brandstoffen blijven besturen of afsluiten. Het alarmsysteem en de verlichting waar vluchtroutes mee worden aangegeven dienen te blijven werken. En bij brand erg belangrijk; de brandblus- / sprinklerinstallatie moet aanslaan en operationeel blijven.
Tijdens normale bedrijfstemperatuur zorgt de HCF mantel voor een goede geleiderwarmte overdracht. Deze extra mantel heeft dus geen negatief effect als het gaat op de-rating factoren van een kabel. Op het moment dat de kabel wordt blootgesteld aan een (koolwaterstof)brand verandert de samenstelling van de HCF mantel. De mantel doorloopt drie fasen die zijn weergegeven in onderstaande afbeelding.
Tot een omgevingstemperatuur van 350°C blijft de HCF-mantel in zijn originele staat. Wanneer de temperatuur boven de 350°C stijgt zal de staat van het materiaal van de mantel veranderen. Het materiaal zet namelijk uit en dit verklaart de open ruimtes in de HCF mantel. De waterkristallen die in de mantel zitten zullen gedurende de transformatie voor een verkoelend effect op de kabel zorgen. Uiteindelijk zal de HCF mantel bij een temperatuur van 1100°C getransformeerd zijn naar een stevige, solide keramische beschermlaag rondom de kabel. Zo zorgt deze HCF mantel voor behoud van de functionaliteit bij 1100°C voor een bepaalde tijd.
Onze HCF Kabels
Incore Cables helpt je graag verder bij alle uitdagingen en vragen als het gaat om kabels. Binnen deze specifieke productgroep leveren wij een standaard pakket aan HCF kabels:
