Composés LSZH pour câbles de transport maritime : sécurité, normes et guide de sélection

Le scénario d’incendie marin qui détermine la sélection des matériaux

Un incendie à bord d’un navire est fondamentalement différent d’un incendie dans un bâtiment. Il n’y a pas de rue où marcher, pas de hall à vider, pas d’air frais à portée de main. Lorsqu'un incendie est détecté dans un local de machines ou dans un couloir d'hébergement, la survie de l'équipage dépend de la visibilité, de l'air respirable et du temps disponible avant que le couloir ne devienne impraticable.

Les installations de câbles sont parmi les premiers éléments à s'enflammer et sont les plus susceptibles d'entretenir une combustion lors d'un incendie à bord d'un navire. Des centaines de mètres de câbles d'alimentation, de contrôle et d'instrumentation traversent chaque compartiment, et le composé qui les isole et les gaine détermine la rapidité avec laquelle la flamme se propage, la densité de la fumée et les gaz dégagés par le feu.

Les composés de PVC traditionnels émettent du chlorure d'hydrogène, une épaisse fumée noire et une épaisse suie lorsqu'ils brûlent. Dans un espace marin clos, cette combinaison peut bloquer une issue de secours en quelques minutes et provoquer des lésions respiratoires bien avant que les flammes n'atteignent l'équipage. Il existe des composés à faible émission de fumée et sans halogène (LSZH) pour les câbles de transport maritime pour changer ce résultat. En remplaçant les systèmes polymères halogénés par des produits chimiques à base de polyoléfine et des retardateurs de flamme inorganiques, ils réduisent considérablement la génération de fumée et éliminent la libération d'acides halogènes corrosifs. C'est pourquoi les spécifications modernes de la construction navale, les règles des sociétés de classification et les conventions internationales exigent de plus en plus du LSZH plutôt que du PVC pour les câbles marins.

Ce que fait réellement la chimie LSZH en cas d'incendie

Le mécanisme est important car il modifie la façon dont vous devez lire les données des fournisseurs. Dans un polymère contenant des halogènes, le retardateur de flamme provenait historiquement de radicaux à base de chlore interférant avec la combustion en phase gazeuse ; le compromis était une fumée dense et des gaz acides. Les composés LSZH empruntent un chemin différent. Ils utilisent des résines polyoléfines sans halogène avec des charges élevées de charges inorganiques telles que l'hydroxyde d'aluminium ou l'hydroxyde de magnésium. Lorsqu'elles sont chauffées, ces charges se décomposent de manière endothermique, absorbant la chaleur, libérant de la vapeur d'eau et laissant derrière elles une couche de charbon stable qui limite l'accès à l'oxygène et réduit les gouttes.

La différence mesurée est substantielle. Selon la norme CEI 61034, un composé de gaine LSZH atteint généralement une transmission lumineuse de 60 % ou plus dans une chambre de fumée de 3 m³, alors que les composés PVC conventionnels tombent souvent en dessous de 20 %. Selon la norme CEI 60754, la teneur en gaz acide halogène passe de centaines de milligrammes par gramme à moins de 5 mg/g. Pour l'équipage d'un navire, ces chiffres se traduisent par des voies de sortie visibles et de l'air respirable pendant les premières minutes critiques d'un incendie.

Normes et régimes de test pour les composés de câbles marins

La sélection des matériaux commence par le régime de tests, car les tests définissent ce qu'un composé doit prouver avant qu'une société de classification n'accepte le câble.

Au-delà de la série CEI, la partie 9 du code FTP de l'OMI et les règles des sociétés de classification ABS, DNV, Lloyd's Register et CCS régissent la certification finale à bord des navires. Un dédié guide des normes de câbles de transport LSZH explique comment les différents parcours de test sont appliqués dans la pratique.

Thermoplastique ou réticulé : la première décision de spécification

Au sein de la famille LSZH, la première décision est de savoir s'il faut utiliser un grade thermoplastique ou un grade réticulé. Les deux se comportent différemment en cas de surcharge, de température ambiante élevée et de mauvais traitements mécaniques.

Composés thermoplastiques LSZH

Les composés thermoplastiques LSZH sont extrudés, refroidis et prêts à l'emploi sans aucune étape de post-traitement. Ils offrent une production plus rapide, un nettoyage des vis plus facile et un coût par kilogramme inférieur. Pour les circuits généraux d'éclairage, de communication et de contrôle sans conditions de surcharge sévères, le thermoplastique LSZH offre des performances incendie adéquates à un coût prévisible, et il reste la famille la plus largement utilisée pour le câblage intérieur des navires.

Composés LSZH réticulés par irradiation

Le LSZH réticulé par irradiation, souvent appelé XL-LSZH ou XLPO, est exposé à un faisceau d'électrons après extrusion pour créer un réseau tridimensionnel entre les chaînes polymères. Cela change le comportement à haute température. Une gaine thermoplastique peut commencer à ramollir et se déformer à 105 °C, tandis qu'une gaine réticulée conserve sa forme et sa résistance mécanique à des températures de court-circuit supérieures à 200 °C.

Dans les salles des machines, où les câbles sont exposés à une chaleur ambiante élevée et supportent des charges de moteur fluctuantes, le LSZH réticulé est de plus en plus la solution par défaut. Le intégrité mécanique des composés de câbles de transport réticulés la chaleur, les vibrations et les cycles thermiques sont l'une des principales raisons pour lesquelles ils sont spécifiés pour les circuits électriques marins.

Au-delà du feu : à quoi un composé marin doit survivre

La sécurité incendie est le critère d'entrée, mais un composé de câble marin doit également résister à des années d'eau salée, d'humidité, d'huile, de vibrations et de températures extrêmes. Trois axes environnementaux méritent attention lors de l’évaluation.

Résistance à l'huile et au carburant

Les câbles acheminés dans les salles des machines sont entourés d'huile lubrifiante, de liquide hydraulique et parfois de carburant. Les composés LSZH formulés avec des modificateurs élastomères peuvent réussir les tests d'immersion à température élevée avec une perte limitée de résistance à la traction. La stabilité dimensionnelle après refroidissement est également importante, car le câble reste sous tension pendant que le navire tangue et que le moteur vibre.

Flexibilité au froid

Sur les ponts exposés, en particulier sur les navires opérant sous les latitudes septentrionales, la gaine doit résister à une flexion à -40 °C sans se fissurer. Étant donné que la plupart des formulations LSZH ne contiennent aucun plastifiant, atteindre cette flexibilité constitue un véritable défi de formulation, et les qualités de tous les fournisseurs ne résistent pas à basse température.

Résistance aux UV et aux intempéries

Les câbles de pont et le stockage dans la cour exposent le complexe à la lumière du soleil pendant des mois avant le lancement d'un navire. Sans noir de carbone ou sans stabilisateur UV approprié, la surface de la gaine se fragilisera et se fissurera. Un composé de qualité marine devrait inclure cette protection en standard, et non en option.

Ces facteurs sont traités plus en profondeur dans notre examen de la résistance à l'huile, au carburant et aux intempéries dans les composés de câbles LSZH .

Une séquence pratique pour spécifier les composés marins LSZH

Lorsqu'un fabricant de câbles démarre un projet de développement de câbles marins, le processus de sélection des matériaux comprend généralement sept étapes :

1. Identifiez la norme de câble en vigueur (IEC 60092-353 pour l'alimentation et le contrôle ; IEC 60092-376 pour les circuits de communication).
2. Définissez la température nominale continue, généralement 90 °C, avec 105 °C ou 125 °C pour la salle des machines et les emplacements à température ambiante élevée.
3. Déterminez la classe de propagation de la flamme (classe A, B ou C selon la norme CEI 60332-3) exigée par le type de récipient cible.
4. Confirmez les limites de densité de fumée et de gaz acides de la règle de la société de classification.
5. Choisissez du LSZH thermoplastique ou réticulé en fonction du risque de surcharge et de l'environnement de l'itinéraire.
6. Vérifiez les exigences en matière d'huile, de carburant et de flexibilité à froid par rapport à la fiche technique du composé.
7. Certifiez le lot composé par rapport à la construction spécifique du câble et à la traçabilité des documents.

Produits LSZH de qualité marine pour les fabricants de câbles

Pour les fabricants de câbles qui développent ou étendent une gamme de produits marins, le choix du composé doit être étayé par des données incendie, mécaniques et thermiques documentées. Les qualités LSZH suivantes sont spécifiquement conçues pour la gaine des câbles marins.

Pour les câbles de la salle des machines et autres itinéraires à forte demande, le composé de gaine ignifuge à faible dégagement de fumée, sans halogène, réticulé par rayonnement combine stabilité à haute température, résistance à l'huile et résistance mécanique en une seule étape d'extrusion.

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Lorsqu'une qualité thermoplastique respectueuse du processus est préférée et que les performances de flamme de classe B sont acceptables, le Composé de gaine ignifuge de classe B, sans halogène et à faible dégagement de fumée équilibre la production d’extrusion avec les exigences de sécurité incendie marine.

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Pour les navires qui spécifient un câble évalué à 105 °C, le Matériau de gaine marine ignifuge, irradié à 105 °C, sans halogène étend l'enveloppe de température de service sans sacrifier les performances à faible fumée et sans halogène.

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Les trois qualités sont produites sur des lignes automatisées et testées pour leurs propriétés mécaniques, électriques et incendie avant expédition, ce qui est ce qu'exige une soumission à une société de classification.

Contrôle qualité et cohérence d’un lot à l’autre

Un composé de câble marin doit fonctionner de manière identique d'une livraison à l'autre, car un câble homologué est aussi bon que le matériau réellement utilisé dans chaque cycle de production. Trois paramètres ont la plus grande influence sur la tenue au feu : la dispersion des charges, la teneur en humidité et la consistance de la réticulation.

L'hydroxyde d'aluminium mal dispersé crée des points faibles dans le charbon et produit des résultats de test de fumée incohérents. Une humidité supérieure à environ 0,2 % dégrade la surface de l'extrusion et réduit le retardateur de flamme. Pour les qualités réticulées, le degré de réticulation doit être vérifié par la teneur en gel, généralement à 60 % ou plus, pour garantir les données thermiques figurant sur la fiche technique.

Notre équipement de test en laboratoire vérifie les propriétés incendie, mécaniques et électriques avant que le matériau ne quitte l'usine, et chaque lot est traçable aux paramètres de production. Pour un fabricant de câbles, cette traçabilité est la base d’un dossier d’homologation crédible.

Conclusion

Les composés LSZH pour câbles de transport maritime ne sont plus un produit de niche. Ils constituent un élément essentiel à la sécurité de la construction navale moderne, requis par les conventions internationales et les règles des sociétés de classification, et choisis parce qu'ils donnent aux équipages plus de temps pour s'échapper et plus de visibilité pour trouver une sortie. La décision de sélection se résume au thermoplastique par rapport au réticulé, à la température nominale, à la classe de propagation de la flamme et à la résistance à l'huile ou au froid appropriée au tracé du câble. Travaillez avec un fournisseur de composés dont le contrôle des processus peut reproduire les performances documentées sur chaque lot et dont la profondeur des tests peut soutenir vos efforts d'homologation du début à la fin.