Ghiere in ottone per cavi armati: guida alla scelta tra SWA e STA

Introduzione

Scegliere il pressacavo sbagliato per il cavo armato non è solo un inconveniente, ma anche un rischio per la sicurezza. Ho visto installazioni in cui i cavi armati con filo d'acciaio (SWA) erano terminati con pressacavi a compressione standard, lasciando l'armatura flottante senza una corretta messa a terra. Il risultato? Ispezioni elettriche fallite, protezione dai guasti compromessa e costose rilavorazioni.

I raccordi in ottone per cavi armati sono dispositivi di terminazione specializzati progettati per fissare meccanicamente e collegare elettricamente cavi armati con filo d'acciaio (SWA) o nastro d'acciaio (STA). La scelta del tipo corretto in base alla struttura dell'armatura è fondamentale per la sicurezza, la conformità e l'affidabilità a lungo termine.

Sono Samuel, direttore commerciale di Bepto Connector, e negli ultimi dieci anni ho aiutato ingegneri dei settori minerario, petrolchimico e industriale a districarsi nelle complessità delle terminazioni dei cavi armati. Che si tratti di installare sistemi di distribuzione dell'energia in aree pericolose o di posare cavi di controllo in ambienti esterni difficili, comprendere le differenze tra pressacavi SWA e STA vi farà risparmiare tempo, denaro e potenziali incidenti di sicurezza. Lasciate che vi illustri tutto ciò che dovete sapere.

Indice dei contenuti

• Cosa sono i cavi SWA e STA e perché necessitano di pressacavi speciali?
• In che modo i pressacavi in ottone SWA e STA differiscono per design e funzione?
• Come scegliere tra pressacavi SWA e STA per la tua applicazione?
• Quali sono le fasi critiche dell'installazione dei pressacavi blindati?

Cosa sono i cavi SWA e STA e perché necessitano di pressacavi speciali?

I cavi corazzati incorporano strati protettivi metallici che forniscono protezione meccanica e fungono da conduttore di protezione del circuito (CPC)¹ per i percorsi di ritorno della corrente di guasto, ma solo se correttamente terminati con pressacavi compatibili.

Comprendere i cavi SWA (Steel Wire Armored)

I cavi SWA sono caratterizzati da uno strato di fili di acciaio zincato avvolti elicoidalmente attorno all'anima del cavo. Questa struttura corazzata offre:

Vantaggi della protezione meccanica:

• Elevata resistenza allo schiacciamento (>1.000 N per 100 mm per le costruzioni tipiche)
• Eccellente resistenza ai danni da impatto durante l'installazione
• Protezione contro i danni causati dai roditori nelle installazioni sotterranee
• Adatto per interramento diretto² applicazioni

Caratteristiche elettriche:

• L'armatura funge da CPC con una resistenza tipica di 1-3 Ω/km a seconda del calibro del cavo.
• Fornisce schermatura elettromagnetica³ per circuiti sensibili
• Deve essere collegato ad entrambe le estremità per una protezione efficace dai guasti
• Comune negli standard per cavi BS 5467 e BS 6724

Costruzioni tipiche:

• Armatura a strato singolo: diametro del filo 0,9 mm, 1,25 mm o 1,6 mm
• Armatura a doppio strato: per cavi che richiedono una maggiore protezione meccanica
• Passo dei fili: tipicamente 30-45 mm a seconda del diametro del cavo

Comprendere i cavi STA (Steel Tape Armored)

I cavi STA utilizzano un nastro di acciaio piatto avvolto attorno al nucleo del cavo, offrendo diverse caratteristiche prestazionali:

Vantaggi della protezione meccanica:

• Eccellente flessibilità rispetto allo SWA (raggio di curvatura inferiore di 30-40%)
• Peso più leggero a parità di livelli di protezione
• Installazione più semplice in spazi ristretti o percorsi cavi complessi
• Preferito per installazioni industriali in ambienti interni

Caratteristiche elettriche:

• L'armatura a nastro offre una resistenza DC inferiore rispetto all'equivalente SWA (0,5-1,5 Ω/km)
• Barriera longitudinale superiore all'acqua grazie alla struttura a nastro sovrapposto
• Schermatura EMC efficace con collegamento adeguato
• Comune nelle norme BS 5467 e IEC 60502

Costruzioni tipiche:

• Nastro singolo: spessore 0,2 mm o 0,5 mm, larghezza 20-50 mm
• Doppio nastro: strati sovrapposti per una protezione maggiore
• Sovrapposizione del nastro: in genere 15-25% per impedire l'ingresso di acqua

Hassan, responsabile della qualità di un progetto di distribuzione elettrica a Dubai, inizialmente aveva specificato l'uso di cavi SWA per tutte le applicazioni. Tuttavia, il suo team di installatori ha avuto difficoltà a causa dei raggi di curvatura ridotti richiesti nelle sale elettriche affollate. Dopo aver consigliato l'uso di cavi STA per i percorsi interni (riservando i cavi SWA alle sezioni esterne e sotterranee), i tempi di installazione sono diminuiti del 35% e gli incidenti di danneggiamento dei cavi sono scomparsi.

Perché i pressacavi standard non funzionano con i cavi armati

Il tentativo di terminare cavi armati con pressacavi a compressione standard causa tre guasti critici:

1. Nessuna interruzione dell'armatura: L'armatura in acciaio galleggia liberamente, senza fornire alcuna ritenzione meccanica o continuità elettrica.
2. Violazioni delle norme di sicurezza: Le norme britanniche BS 7671, IEC 60364 e NEC richiedono il collegamento dell'armatura per la protezione dai guasti.
3. Guasto accelerato del cavo: I cavi dell'armatura non protetti possono sfilacciarsi, forare la guaina esterna e causare cortocircuiti.

I pressacavi blindati specializzati risolvono questi problemi grazie a meccanismi di serraggio integrati che bloccano la blindatura mantenendo la tenuta IP sulla guaina esterna.

In che modo i pressacavi in ottone SWA e STA differiscono per design e funzione?

La differenza fondamentale tra le guaine SWA e STA risiede nei loro meccanismi di fissaggio dell'armatura, ciascuno progettato specificamente per la geometria dell'armatura in filo metallico o nastro.

Progettazione e componenti delle guarnizioni SWA

Le ghiandole SWA utilizzano un sistema a cono e compressione per afferrare i singoli fili di acciaio:

Componenti chiave:

1. Corpo ghiandolare: Ottone nichelato⁴ con filettatura metrica o PG, fornisce il collegamento elettrico all'involucro
2. Cono dell'armatura: Cono affusolato in ottone che si incastra tra i singoli fili dell'armatura
3. Anello di compressione: Si stringe attorno al cono, spingendo i fili radialmente verso l'interno per garantire una presa meccanica
4. Guarnizione interna: Guarnizioni contro la guaina interna del cavo (sotto lo strato di armatura)
5. Guarnizione esterna: Guarnizioni contro la guaina esterna del cavo (sopra lo strato di armatura)
6. Controdado e rondella: Fissa il premistoppa al pannello e garantisce la continuità elettrica

Principio di funzionamento:
Man mano che si stringe l'anello di compressione, il cono dell'armatura si incastra più profondamente tra i fili d'acciaio. Questo crea contemporaneamente due funzioni fondamentali:

• Presa meccanica: Resistenza allo strappo 80-150 N a seconda delle dimensioni del cavo
• Collegamento elettrico: Percorso a bassa resistenza (<0,1 Ω) dall'armatura attraverso il corpo del pressacavo alla messa a terra dell'involucro

Progettazione e componenti della guarnizione STA

Le ghiandole STA utilizzano un approccio diverso ottimizzato per le armature a nastro piatto:

Componenti chiave:

1. Corpo ghiandolare: Struttura simile in ottone con continuità di messa a terra
2. Anello di serraggio dell'armatura: Superficie di serraggio piatta che afferra l'armatura del nastro in modo circonferenziale
3. Ghiandola di compressione: Meccanismo di compressione separato per la guarnizione della guaina esterna
4. Guarnizione interna: Guarnizioni sotto l'armatura in nastro adesivo
5. Tag o vite di messa a terra: Alcuni modelli includono connessioni di messa a terra dedicate per la protezione a nastro.
6. Controdado e rondella: Montaggio su pannello e collegamento a terra

Principio di funzionamento:
L'anello di serraggio dell'armatura comprime l'armatura a nastro contro il corpo del pressacavo, creando una ritenzione basata sull'attrito e un contatto elettrico. Poiché l'armatura a nastro ha una superficie di contatto maggiore, i pressacavi STA spesso raggiungono una resistenza di contatto inferiore (<0,05 Ω) rispetto ai pressacavi SWA equivalenti.

Confronto delle prestazioni: ghiandole SWA vs STA

Perché la scelta dei materiali è importante: ottone vs. alternative

L'ottone nichelato domina le applicazioni dei pressacavi blindati per specifici motivi tecnici:

Conducibilità elettrica: L'ottone offre una conduttività IACS (International Annealed Copper Standard) di 15-20%, sufficiente per l'incollaggio CPC mantenendo la resistenza meccanica.

Resistenza alla corrosione: La nichelatura (in genere 5-10 micron) protegge dalla corrosione galvanica quando l'ottone entra in contatto con l'armatura in acciaio. Senza nichelatura, la corrosione dei metalli dissimili può aumentare la resistenza di contatto di 10 volte entro 2-3 anni in ambienti umidi.

Lavorabilità: L'ottone CW617N consente una filettatura di precisione e una geometria conica difficili da ottenere con l'acciaio inossidabile a un costo comparabile.

Prestazioni EMC: Le guarnizioni in ottone garantiscono una continuità elettromagnetica a 360° se correttamente collegate, caratteristica fondamentale per le applicazioni con cavi schermati nell'automazione industriale e nella strumentazione.

David, responsabile degli acquisti di un impianto chimico britannico, inizialmente metteva in discussione il sovrapprezzo di 40% per i pressacavi SWA in ottone nichelato rispetto alle alternative in alluminio. Tuttavia, dopo che il suo team di manutenzione ha scoperto dei pressacavi in alluminio corrosi durante un'ispezione di routine (appena 18 mesi dopo l'installazione in un ambiente leggermente corrosivo), il valore è diventato evidente. Il progetto di sostituzione è costato 8 volte la differenza di prezzo originale, senza contare i tempi di fermo della produzione.

Come scegliere tra pressacavi SWA e STA per la tua applicazione?

La scelta del pressacavo blindato corretto richiede l'adeguamento della struttura del cavo, delle condizioni ambientali e dei vincoli di installazione alle specifiche del pressacavo.

Passaggio 1: Identificare il tipo di rivestimento del cavo

Sembra ovvio, ma gli errori di identificazione sono sorprendentemente comuni, specialmente con cavi provenienti da regioni con standard diversi.

Identificazione visiva:

• SWA: Rimuovere 50 mm della guaina esterna: vedrete singoli fili rotondi avvolti a spirale.
• STA: Rimuovere la guaina esterna: vedrete un nastro metallico piatto avvolto attorno al nucleo.
• AWA (filo di alluminio armato): Simile allo SWA ma con fili in alluminio (richiede specifiche diverse per il pressacavo)

Controllare i contrassegni dei cavi:

• I cavi BS 5467 specificano tipicamente “SWA” o “STA” nella designazione.
• I cavi IEC possono utilizzare codici come “SWA” o “STA” nella descrizione della struttura.
• In caso di dubbi, consultare la scheda tecnica del produttore del cavo.

Consiglio dell'esperto: Alcuni cavi utilizzano una doppia armatura (nastro + filo). Questi richiedono pressacavi speciali: contattate il nostro team tecnico Bepto per consigli.

Fase 2: Abbinare le dimensioni della guarnizione alle dimensioni del cavo

I pressacavi blindati richiedono tre misurazioni fondamentali:

1. Diametro esterno del cavo (oltre la guaina esterna):

• Misurare con calibri in tre punti
• Utilizzare la lettura massima per la selezione della ghiandola
• Intervallo tipico: 10-75 mm per cavi di alimentazione industriali

2. Diametro del filo dell'armatura (SWA) o spessore del nastro (STA):

• SWA: Misurare il diametro dei singoli fili (dimensioni comuni: 0,9 mm, 1,25 mm, 1,6 mm, 2,0 mm)
• STA: Misurare lo spessore del nastro con un micrometro (comunemente: 0,2 mm, 0,5 mm, 0,8 mm)
• Questo determina la dimensione corretta del cono o del morsetto dell'armatura.

3. Diametro interno della guaina (sotto l'armatura):

• Determina le dimensioni della guarnizione interna
• Fondamentale per ottenere la classificazione IP68

Fase 3: Considerare i fattori ambientali e applicativi

Fase 4: Verifica dei requisiti di conformità

Settori e regioni diversi impongono requisiti specifici:

Installazioni nel Regno Unito (BS 7671):

• L'armatura deve essere fissata ad entrambe le estremità per garantire il funzionamento del CPC.
• La guarnizione deve mantenere il grado di protezione IP dell'involucro
• È necessario verificare la capacità minima di corrente di cortocircuito.

Impianti europei (IEC 60364):

• La guarnizione deve garantire una resistenza di collegamento inferiore a 0,1 Ω.
• Requisiti di resistenza al fuoco negli edifici pubblici
• Conformità RoHS e REACH per i materiali

Installazioni nordamericane (NEC):

• Ghiandole elencate necessarie per luoghi pericolosi
• Requisiti specifici di coppia per i componenti di compressione
• La continuità della messa a terra deve essere verificata e documentata.

Installazioni in aree pericolose (ATEX/IECEx):

• Ghiandole certificate obbligatorie (classificazione standard delle ghiandole con area vuota)
• La classe di temperatura deve corrispondere alle caratteristiche del cavo e delle apparecchiature
• L'installazione deve seguire esattamente i disegni certificati dal produttore.

Fase 5: Calcolare la quantità richiesta e la strategia di riserva

Pianificazione dell'installazione:

• Ordinare 5-10% ghiandole extra per danni/errori di installazione
• Ricambi di serie delle misure più comuni per la manutenzione (in genere 2-5 per misura)
• Considerare la possibilità di standardizzare un numero inferiore di dimensioni di premistoppa per semplificare l'inventario.

Manutenzione a lungo termine:

• I pressacavi blindati raramente si guastano se installati correttamente.
• Tenere a magazzino guarnizioni di ricambio (le guarnizioni si deteriorano prima dei componenti metallici)
• Documentare le dimensioni dei pressacavi e le specifiche dei cavi per future espansioni.

Quali sono le fasi critiche dell'installazione dei pressacavi blindati?

L'installazione corretta dei pressacavi blindati richiede precisione e attenzione ai dettagli: le scorciatoie comportano rischi per la sicurezza e guasti prematuri.

Preparazione pre-installazione

Strumenti necessari:

• Coltello per spellare cavi o strumento per spellare armature
• Seghetto (per tagliare fili metallici/nastro adesivo)
• Lima (per sbavare le estremità tagliate dell'armatura)
• Chiave dinamometrica (per il serraggio finale)
• Tester di continuità (per verificare il collegamento di terra)

Precauzioni di sicurezza:

• Indossare guanti resistenti al taglio: le estremità dei fili metallici sono estremamente affilate.
• Assicurarsi che il cavo sia disenergizzato e isolato.
• Verificare l'identificazione dei cavi prima di tagliarli

Installazione passo passo per pressacavi SWA

1. Rimuovere la guaina esterna (50-75 mm):

• Utilizzare con cautela un coltello per cavi per evitare di danneggiare i fili dell'armatura.
• Rimuovere la guaina per esporre i fili dell'armatura puliti
• Lunghezza tipica: 60 mm per pressacavi M20-M32, 80 mm per M40-M63

2. Tagliare e preparare i fili dell'armatura:

• Tagliare i cavi alla lunghezza richiesta (in genere 40-50 mm dall'estremità della guaina).
• Limate le estremità dei fili per rimuovere eventuali sbavature taglienti (misura di sicurezza fondamentale).
• Allargare leggermente i fili per consentire l'inserimento del cono
• Avvertenza: NON srotolare i fili: mantenere la struttura elicoidale.

3. Assemblare i componenti del pressacavo sul cavo:

• Far scorrere il controdado, la rondella e il corpo del premistoppa sul cavo (prima di inserire il cono).
• Inserire il cono di protezione tra i fili, assicurando una distribuzione uniforme.
• Posizionare il cono in modo che i fili si trovino nelle scanalature del cono.

4. Rimuovere la guaina interna per la tenuta interna:

• Rimuovere altri 15-25 mm di guaina interna (sotto l'armatura)
• Assicurarsi che la superficie di contatto della guarnizione sia pulita e integra.
• Controllare che non vi siano forature del filo dell'armatura nella guaina interna.

5. Installare le guarnizioni e serrare l'anello di compressione:

• Inserire la guarnizione interna sul cavo sotto l'armatura
• Posizionare la guarnizione esterna sulla guaina esterna
• Avvitare l'anello di compressione sul corpo del premistoppa
• Serrare a mano fino a sentire resistenza
• Applicare una chiave dinamometrica: in genere 15-25 Nm per M20-M32, 30-45 Nm per M40-M63

6. Montare sul contenitore e verificare:

• Filo di tenuta attraverso il foro del pannello
• Installare la rondella e il controdado all'interno dell'involucro
• Serrare il controdado secondo le specifiche del produttore (in genere 20-35 Nm).
• Critico: Verificare la continuità elettrica dall'armatura attraverso il pressacavo alla messa a terra dell'involucro (<0,1 Ω).

Installazione passo passo per pressacavi STA

1. Spellare la guaina esterna (40-60 mm):

• Rimuovere con cautela la guaina esterna senza danneggiare la protezione in nastro adesivo.
• Esporre la superficie pulita dell'armatura adesiva
• Lunghezza tipica: 50 mm per ghiandole standard

2. Preparare l'armatura adesiva:

• NON tagliare il nastro protettivo in questa fase.
• Assicurarsi che i bordi del nastro siano lisci e non sfrangiati.
• Pulire eventuali residui di adesivo dalla superficie del nastro

3. Assemblare i componenti del premistoppa:

• Far scorrere il controdado, la rondella, il corpo del premistoppa e l'anello di serraggio dell'armatura sul cavo.
• Posizionare l'anello di fissaggio dell'armatura sopra la sezione dell'armatura nastrata.

4. Protezione con nastro adesivo di sicurezza:

• Alcuni modelli richiedono il taglio del nastro dopo il posizionamento del morsetto.
• Altri si fissano sul nastro intatto: seguire le istruzioni del produttore.
• Assicurarsi che il morsetto sia a contatto con il nastro su una circonferenza di 360°.

5. Rimuovere la guaina interna e installare le guarnizioni:

• Rimuovere la guaina interna sotto la protezione in nastro adesivo (15-20 mm)
• Installare la guarnizione interna
• Posizionare la guarnizione esterna sulla guaina esterna
• Serrare il pressacavo alla coppia specificata (in genere 12-20 Nm per M20-M32)

6. Assemblaggio finale e collaudo:

• Montare sul pannello dell'involucro
• Serrare il controdado secondo le specifiche
• Verificare la continuità della messa a terra (<0,1 Ω)
• Eseguire il test di classificazione IP se richiesto dagli standard di installazione.

Errori comuni di installazione da evitare

Errore #1: Utilizzo di pressacavi SWA su cavi STA (o viceversa)

• Conseguenza: Armatura non fissata correttamente, nessun collegamento elettrico, violazione delle norme di sicurezza
• Soluzione: Verificare sempre il tipo di cavo prima di ordinare i pressacavi.

Errore #2: serraggio eccessivo dei componenti di compressione

• Conseguenza: Anime dei cavi schiacciate, isolamento danneggiato, capacità di corrente ridotta
• Soluzione: Utilizzare sempre una chiave dinamometrica conforme alle specifiche del produttore.

Errore #3: Preparazione inadeguata del filo dell'armatura

• Conseguenza: Le estremità appuntite del filo perforano la guarnizione interna, causando il mancato rispetto della classificazione IP.
• Soluzione: Smerigliare sempre le estremità dei fili e ispezionarle prima dell'assemblaggio.

Errore #4: dimenticare di infilare i componenti prima dell'inserimento del cono

• Conseguenza: Dover smontare e riavviare l'installazione
• Soluzione: Disporre tutti i componenti nell'ordine di assemblaggio prima di iniziare.

Errore #5: Mancata verifica della continuità della messa a terra

• Conseguenza: Protezione dai guasti inefficace, ispezione elettrica non superata
• Soluzione: Testare ogni valvola con un tester di continuità prima di alimentarla.

Conclusione

La scelta tra pressacavi in ottone SWA e STA non riguarda solo l'adeguatezza al tipo di armatura, ma anche la garanzia di sicurezza, conformità e affidabilità a lungo termine in impianti critici di alimentazione e controllo. Comprendendo le differenze meccaniche ed elettriche tra le terminazioni con armatura a filo e quelle con armatura a nastro, è possibile specificare fin da subito i pressacavi corretti ed evitare costose rilavorazioni o incidenti di sicurezza.

Bepto Connector produce una gamma completa di pressacavi armati in ottone per applicazioni SWA e STA, con dimensioni da M20 a M75 e certificazioni ATEX, IECEx e approvazioni marine. Il nostro team di ingegneri offre consulenze gratuite sull'abbinamento cavo-pressacavo e può fornire disegni tecnici di installazione per le specifiche esigenze del vostro progetto. Contattateci oggi stesso per ricevere guide dettagliate alla scelta, certificati dei materiali e prezzi competitivi direttamente dal produttore sui pressacavi blindati.

Domande frequenti sui pressacavi in ottone SWA e STA