电线电缆绝缘护套的老化测试是评估其长期使用寿命和可靠性的核心环节。这些测试通过在实验室模拟或加速现实中的老化因素,来预测材料在多年使用后的性能表现。
老化测试主要分为热老化、环境老化和机械老化等几大类,以下是电线电缆绝缘护套老化测试的全面详解。
一、 热老化试验 (Thermal Aging Test)
这是最基础、最重要的老化测试,用于评估材料在长期受热条件下的抗老化能力。
原理:根据阿伦尼乌斯方程,化学反应速率(老化速率)随温度升高而指数级增加。通过在高于额定温度的环境下加速测试,可以在短时间内推算出材料在长期使用下的寿命。
主要方法:
标准:IEC 60811-501 和 502 (或 GB/T 2951.11 和 .12)。
过程:这是电缆行业更常见的质量控制测试。将试样在特定温度下(根据材料类型规定,如空气箱老化通常为80℃-135℃)老化一定时间(通常为7 x 24小时 = 168小时)。老化后,测试其力学性能(抗张强度、断裂伸长率)的变化率。
判定:标准通常要求老化后断裂伸长率的变化率绝对值不超过±25%,且抗张强度变化率不超过±25%。这是判断材料热老化性能是否合格的直接依据。
设备:热空气老化试验箱(注意与前文所述烘箱的区别)。
标准:IEC 60216 (或 GB/T 11026) 系列标准,它规定了详细的方法来确定材料的温度指数(TI)和相对温度指数(RTI)。
过程:将试样放入老化箱,在多个高于使用温度的设定点(如136℃, 150℃, 166℃)下进行长时间加热。定期取出试样,测试其关键性能(如拉伸强度、断裂伸长率)直至其下降到初始值的50%或以下。
结果:绘制性能保留率与时间的关系图,推算出在额定温度(如90℃或105℃)下性能降至临界值所需的时间,即寿命。
长期热老化试验 (Long-Term Thermal Aging):
短期热老化后性能测定:
二、 环境老化试验 (Environmental Aging Test)
模拟各种环境应力对绝缘护套的协同破坏作用。
1.湿热老化 (Damp Heat Aging):
目的:评估材料在高温高湿环境下的性能,特别是耐水解性。
设备:恒温恒湿箱。
标准:IEC 60068-2-78, IEC 60811-504。
应用:对聚酯类材料(如某些弹性体)至关重要。
2.臭氧老化 (Ozone Aging):
目的:评估材料(特别是橡胶类,如CR, EPR)抵抗臭氧龟裂的能力。
设备:臭氧老化箱。
条件:将试样拉伸一定比例(如20%),置于含有一定浓度臭氧(如200-500 pphm)的密闭箱中,在特定温度下保持一定时间。
标准:GB/T 2951.21 (IEC 60811-2-1)。
判定:用放大镜观察表面是否出现龟裂。
3.紫外老化 (UV Aging):
目的:评估户外用电线电缆护套的抗阳光(紫外线)降解能力。
设备:紫外老化试验箱(QUV)。
过程:模拟紫外光照、冷凝、淋雨等循环。
标准:ASTM G154, ISO 4892-3。
4.耐化学试剂测试:
目的:测试绝缘护套抵抗油、酸、碱、溶剂等化学物质的能力。
过程:将试样浸泡在特定试剂(如IRM 902油)中,在特定温度下保持一段时间,然后测试其体积、重量、力学性能的变化。
标准:IEC 60811-503。
三、 机械性能老化试验
评估材料在机械应力下的长期性能。
压力老化 (Pressure Aging):主要用于评估电缆绝缘在长期压力下的变形(如敷设在管道中)。
动态切痕试验 (Dynamic Cut-through Test):评估绝缘在高温和机械压力下的抗切割能力。