额定电压450/750V及以下橡皮绝缘电缆以橡胶或弹性体护套承担机械防护职能,热氧老化会引起护套分子结构改变,拉伸性能相应衰减。本文围绕该类护套的老化后拉力试验展开,依次说明适用电缆与检测项目、检测原理与标准依据、哑铃试样制备与热老化处理、电子万能试验机测定方法、拉伸强度与断裂伸长率指标以及老化判定要点,据以评价护套耐老化性能与电缆长期运行可靠性。
适用电缆与检测项目
本试验适用于额定电压450/750V及以下橡皮绝缘电缆的橡皮或弹性体护套。覆盖对象通用橡套软电缆、电焊机电缆、橡皮绝缘软电线等GB/T 5013系列产品的护套材料。检测项目为护套经空气烘箱热老化后的拉伸性能,具体含老化后拉伸强度、断裂伸长率以及两项指标相对老化前的变化率。该项目归属电缆非电气性能中的机械物理试验范畴。其与护套失重、热延伸试验共同组成耐热老化评价链条,属型式检验常规内容。
检测原理与标准依据
检测原理基于橡胶热氧老化机理。护套橡胶在热与氧协同作用下发生分子链降解或继续交联,宏观表现为拉伸强度与断裂伸长率的改变。将哑铃试样置于强制通风空气烘箱,按产品标准规定的温度与时间完成人工加速老化,随后测定拉伸性能。以老化前后实测值及其变化率表征护套的耐老化能力。方法依据为GB/T 2951.11中绝缘和护套材料机械性能试验规定,老化条件执行GB/T 2951.12与GB/T 5013系列要求,国际对应方法为IEC 60811系列标准。
哑铃试样制备与热老化处理
试样制备先从成品电缆剥取护套。管状护套可直接截取管段试样;厚壁或需展平的护套则剖切磨平,以标准哑铃刀冲切成哑铃状试片。于试样中部有效段标出平行标线,多点测量厚度并取最小值,据以计算原始截面积。热老化处理时,试片在强制通风烘箱内呈自由悬垂状态,相互保持间距且不得接触箱壁与加热元件。老化温度与持续时间依照产品标准设定。处理结束后取出试样,置于环境温度下停放至规定时间,方可转入拉伸测定环节。
拉伸性能测定——电子万能试验机法
拉伸测定采用电子万能试验机法,主机配置楔形或气动夹具,辅以测厚仪、恒温烘箱与标距量具。测定要点:核验试验机力值与伸长测量系统处于校准合格状态;哑铃试样上下对称夹持,标线留于两夹具之外;按标准规定速度启动拉伸,连续采集拉力与位移数据,直至试样断裂,读取最大拉力及断裂瞬间标线间距。凡在夹口处断裂或发生滑移的试样,其结果判为无效,应补取样至有效数据满足数量要求。老化前对照样与老化后试样应在同一条件下测定,以控制系统误差。
拉伸强度与断裂伸长率指标
指标计算以原始截面积为基准。拉伸强度取试验过程最大拉力与试样原始横截面积之商,单位为MPa;断裂伸长率取断裂时标线间距相对原始标距的伸长百分比。结果以全部有效试样的算术平均值报出。老化评价另引入变化率,即老化前、后拉伸强度或断裂伸长率之差相对老化前数值的百分比。老化后实测值反映护套残余力学性能水平,变化率反映材料对热氧老化的敏感程度。两项结合,可区分降解主导与二次交联主导的老化形态。
应用场景与老化判定标准
从应用维度看,本试验服务于橡皮绝缘电缆的型式检验、定期监督抽检、护套材料进厂复验以及配方改进后的耐老化比对,也用于护套龟裂、发黏等早期劣化现象的失效分析。判定规则为:老化后拉伸强度与断裂伸长率实测值不得低于产品标准规定下限,两项变化率不得超出标准容许偏差。任一指标超出规定限值即判该项不合格,提示胶料配合体系或硫化工艺存在缺陷。对存疑批次,按标准仲裁条件重新取样复验,并结合失重试验、热延伸试验综合评估护套老化状态。