额定电压450/750V及以下电缆用橡皮混合物绝缘,其长期运行可靠性与其耐热老化性能密切相关。空气烘箱老化后机械性能试验以加速热老化为手段,模拟绝缘材料在长期热应力下的劣化过程,进而测定老化前后抗张强度与断裂伸长率的变化。本文围绕该试验,依次说明样品制备与预处理、烘箱老化操作方法、老化后机械性能测定步骤、判定要求及适用范围,为电缆绝缘材料的质量评价提供系统的方法参考。
橡皮混合物绝缘老化试验检测概述
橡皮混合物绝缘在空气烘箱中老化后的机械性能试验,属于加速老化类考核项目。其原理是将按规定制备的绝缘试样置于强制通风的空气烘箱内,在设定温度下保持规定时间,使材料发生以氧化交联与断链为主的热老化反应。老化结束后测定试样的抗张强度与断裂伸长率,并与老化前的数值比对,以变化率评价绝缘混合物的耐热老化能力。该项试验是橡皮绝缘电缆产品例行试验与型式试验体系中的关键组成部分,试验依据为额定电压450/750V及以下电缆的通用试验方法标准。
检测样品制备与预处理要求
试样应从成品电缆的绝缘上截取,优先采用管状试样,即去除导体及可能存在的隔离层后保留绝缘管段。当绝缘壁厚不足以制备管状试样时,可剖切为条状试样并以哑铃片冲制。试样应表面平整、无机械损伤与可见缺陷,数量应满足老化前、后两组测定及备用的需要。截取时不得过度拉伸或受热,以免引入附加应力。制样完成后,试样需在标准环境条件下状态调节,通常置于温度23℃、相对湿度50%左右的环境中不少于规定时间,使测试前的状态趋于一致。每组试样应编号并记录来源位置,保证老化前后数据可对应。
空气烘箱老化试验操作方法
老化试验采用自然通风或压力通风的空气烘箱,箱内温度由经校准的温度测量装置监控。试验时将试样自由悬挂或置于支架上,试样之间及试样与箱壁之间应保留间距,保证空气循环通畅。老化温度与持续时间按绝缘混合物的型号类别确定,不同橡皮配方对应不同的老化条件,试验中不得随意更改。烘箱应在试样放入前预先升至设定温度,老化期间温度波动须控制在允许偏差以内。试样老化完成后取出,在环境温度下放置不少于十六小时再进行机械性能测定,以消除冷却残余应力对结果的干扰。
老化后机械性能测定项目与步骤
老化后的测定项目抗张强度与断裂伸长率两项。测定采用拉力试验机,配以接触式或非接触式引伸计。试验前逐一测量试样中部三点的截面尺寸,取最小截面积用于应力计算。将试样夹持于夹具内,夹持力度以不打滑、不夹伤为宜。启动试验机以规定速率匀速拉伸,记录试样断裂时的最大负荷及对应伸长量。断裂发生在夹持部位内侧标线之外的数值应予剔除,并补测备用试样。每一老化条件下的试样数量应满足有效数据要求,结果取各有效测定值的中值。老化前对照组按相同步骤测定。
抗张强度与断裂伸长率判定标准
判定包含两个层面。其一为老化后的绝对值要求,即老化后抗张强度与断裂伸长率均不得低于相应混合物规范规定的最小值。其二为变化率要求,即将老化后中值与老化前中值比较,计算中间值变化率,其绝对值不得超过标准规定的允许范围。两项要求须同时满足,任一项超出即判为不合格。计算变化率时应注意老化前后的取值方式一致,剔除无效数据后重新统计。当试验结果处于合格边界附近时,应核查试验条件记录并考虑复测,以确认数据的代表性与可重复性,避免误判。
电缆绝缘老化试验适用范围与应用场景
本试验适用于额定电压450/750V及以下橡皮绝缘电缆的绝缘混合物,涵盖通用橡套软电缆、电焊机电缆、橡皮绝缘固定敷设电线等多种产品的绝缘考核。应用场景新产品定型时的型式试验、批量生产的抽样检验、原材料或配方变更后的验证,以及供应商材料一致性比对。对于以乙丙橡胶、天然橡胶与合成橡胶并用体系为基材的绝缘,该试验可直接反映其热氧老化稳定性。具备权威资质认证的实验室通常将本项与热延伸、耐臭氧等试验组合实施,构成橡皮绝缘耐热性能的完整评价方案。
常见问题与注意事项
橡皮混合物绝缘老化试验对送检样品数量有何要求?
样品应从成品电缆上截取足够长度的绝缘段,满足老化前、后两组哑铃或管状试样的制备需要,并保留一定数量的备用试样。数量不足会造成剔除无效数据后样本不够,影响中值统计。
管状试样与哑铃状试样在测定中如何选择?
绝缘壁厚较大、可完整脱除导体的,优先采用管状试样;壁厚较薄或剖切困难的,可制备哑铃状试样。两种试样的截面测量与计算方式不同,试验报告中应予注明。
老化后机械性能的判定依据是什么?
判定依据为相应产品标准对橡皮混合物规定的老化后抗张强度、断裂伸长率最小值,以及老化前后中间值变化率的允许范围,两项要求须同时满足方可判为合格。