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电线电缆拉力试验及国家差异解读

发布时间:2021-04-28作者:admin来源:未知点击:0

 
 
拉力试验是在规定的温度与拉伸速度下, 拉伸试件至断裂时, 记录其最大拉力及其断裂伸长率。通过检测, 考核电线电缆绝缘和护套是否具有足够的机械强度和弹性。控制好试验环境温度、拉伸速度、截面积测量等参数及试样制备对拉力试验尤为重要, 不同国家试验方法标准, 对拉力试验各参数、试样制备的要求也不尽相同。为了增加试验的可靠性, 最好由同一操作人员, 在同一试验环境以及同一台拉力机上使用同一种测试方法对老化前后的试件进行试验。以下将以国家标准GB/T2951.11-2008/IEC 60811-1-1:2001对拉力试验进行阐述, 并分析国外先进标准与国家标准的差异。
1 试件制备及处理
 
拉力试验前, 所有试件应在 (23±5) ℃温度下存放至少3h, 对于热塑性材料的存放温度为 (23±2) ℃。试件的制备及处理是做好试验非常关键的一步, 试件的好坏将直接影响到试验的测量结果。有机械损伤的任何试样均不应用于试验。
1.1 哑铃试件
 
试件应尽可能使用哑铃试件, 使用哑铃试件可确保断裂点发生在标记线之间, 哑铃试件分大小两种 (不同的国家标准, 哑铃试件尺寸不尽相同) , 大哑铃试件优先选用, 当试样不能切取大哑铃试件时, 则应切取小哑铃试件。哑铃试件标记线之间应具有平行的表面, 否则要磨平或削平, 磨平时应注意避免过热, 试件厚度应不小于0.8 mm, 不大于2.0 mm, 如果不能获得0.8 mm的厚度, 允许最小厚度为0.6 mm。对于PE和PP试件只能削平而不能磨平。对于比较厚的PE护套, 且两面均光滑, 则哑铃试件厚度不需削到2.0 mm。
 
对于标记线间表面不平的哑铃试件, 由于试件上各点厚薄不一, 所受拉伸不均匀, 试件拉伸过程中试件在最薄处断裂, 往往会造成试件的抗张强度和断裂伸长率偏小的结果。哑铃刀应加强日常的维护保养, 频繁使用且保养不当, 容易在哑铃试件上留下毛刺, 从而导致拉力试验时试样提前断裂。
1.2 管状试件
 
对于管状试件, 无法保证其拉伸样段上各点厚度的均匀性, 且存在很多管状试件内表面并不光滑, 又无法处理, 特别是一些偏心的绝缘线芯, 因此, 只有当试样无法制备哑铃试件时, 才能使用管状试件。
 
将试样切成约100 mm长的小段, 抽出导体, 去除所有外护层及隔离套, 注意不要损伤试样。如果隔离层仍保留在管状试件内, 那么在拉力试验过程中, 试样拉伸时会发现试件不规整, 则该试验结果应作废。扁平软线的绝缘线芯不应分开。
 
在日常工作中, 最常碰到的是残留在管状试件中的纸隔离层。一些操作人员在进行拉力试验时经常会忽略这层纸的存在, 结果造成一些合格的试样检测出来的数据不符合要求。对于这种情况, 可将试件在进行拉力试验前先浸入水中一段时间并采取一定的措施, 在不损伤绝缘的情况下让水与绝缘内表面充分接触, 以消除纸隔离层对检测结果的影响。[1]
1.3 截面积的测量
 
对于需要进行老化的试件, 其截面积应在试件老化前测量, 但绝缘带导体一起老化的试件除外。
 
哑铃试件的截面积是试件宽度和测量的最小厚度的乘积, 其宽度应取任意选取三个试件测量它们的宽度的最小值, 如果对宽度的均匀性有疑问, 则应在三个试件上分别取三处测量其上下两边的宽度, 计算上下测量处测量值的平均值, 取三个试件的9个平均值中的最小值为该组哑铃试件的宽度。如还有疑问, 则应在每个试件上测量宽度。哑铃试件的厚度可用测量时接触压力不超过0.07 N/mm2的指针式测厚仪测量每个试件拉伸区域内三处测量值的最小值, 有疑问时, 可采用接触压力不超过0.02 N/mm2的指针式测厚仪。测厚仪的测量头的选择很重要, 测量头与试件接触面太大, 容易造成测量最薄处厚度偏大, 接触面太小, 容易造成接触压力太大, 甚至会损伤试件, 对于中间部分成弧状的, 可使用带合适弧形测量头的指针式测厚仪。
 
对于管状试件, 其截面积A= (mm2) , 式中为平均厚度, D为平均外径, 与D可按结构尺寸测量方法进行测量。[2]
2 拉力试验
 
拉力试验时, 试件应垂直, 且处于垂直平面上。
 
由于温度对橡塑材料性能影响较大, 特别是聚氯乙烯, 温度越高, 其抗张强度下降, 断裂伸长率增大, 因此拉力试验对环境温度有比较严格的要求。根据GB/T 2951.11-2008/IEC60811-1-1:2001标准要求, 试验应在 (23±5) ℃温度下进行, 对于热塑性材料有疑问时, 试验应在 (23±2) ℃温度下进行。
 
拉伸速度对测量结果也有较大的影响, 随着拉伸速度的变小, 抗张强度下降, 断裂伸长率增大, 因此, 根据GB/T2951.11-2008/IEC 60811-1-1:2001标准规定, 试验时, 夹头移动速度应为 (250±50) mm/min, 且固定在小波动范围内, 有疑问时, 移动速度应为 (25±5) mm/min。对于PE和PP材料, 其移动速度应为 (25±5) mm/min。[3]
3 数据处理
 
试验期间测量并记录最大拉力, 同时在同一试件上测量断裂时两个标记线之间的距离。在夹头处拉断的任何试件的试验结果均应作废。
 
试验结果可根据以下公式求出:
式中:F—试验期间负荷达到的最大值 (N)
 
A—试件横截面积 (mm2)
 
L0—试件拉伸前标记线间距离 (mm)
 
L—试件断裂时标记线间距离 (mm)
 
变化率:老化后中间值与老化前中间值之差与老化前中间值之比, 以百分比表示。
 
用于拉力试验的试件每组至少5个, 计算抗张强度和断裂伸长率至少需要4个有效数据, 取中间值, 否则试验应重做。
 
不同国家的产品标准, 对老化前后的拉力数据处理方式不一致, 部分标准采用保留率来对老化前后的结果进行考核。[4]
4 关键试验参数国家差异对比

5 结语
 
本文主要对GB/T 2951.11-2008/IEC 60811-1-1:2001标准中拉力试验方法作一阐述, 并对试验过程中的一些注意事项进行探讨。不同国家试验方法标准的参数要求存在差异, 试验时, 应注意产品标准采用的试验方法标准, 以确保试验的正确性。
 

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