Прочность при растяжении изоляции до старения в термостате

Страница 3 из 4

9 Определение механических свойств композиций изоляции и оболочки

9.1 Композиции изоляции
9.1.1 Общие положения
Испытания позволяют определить прочность при растяжении и относительное удлинение при разрыве материала изоляции (без каких-либо электропроводящих слоев) кабельного изделия в исходном состоянии (т.е. без какого-либо старения), а при необходимости — после одного или нескольких видов ускоренного теплового старения, установленного в нормативной документации на кабельное изделие.
Методы испытаний на старение в термостате, воздушной и кислородной бомбах приведены в разделе 8 ГОСТ Р МЭК 811-1-2.
Образцы для испытания на старение отбирают из тех же мест, что и образцы, предназначенные для испытания до старения; испытания на растяжение образцов после и до старения проводят непосредственно друг за другом.
Примечание— Если требуется повышенная достоверность результатов, рекомендуется испытания образцов до и после старения проводить одним и тем же персоналом с использованием одних и тех же методов испытания и аппаратуры, в одной и той же лаборатории.

9.1.2 Отбор образцов
Отрезок жилы или изоляции, отбираемый от каждой жилы, на которой должны быть проведены испытания, должен иметь длину, достаточную для изготовления не менее пяти образцов для испытания на растяжение без старения и после каждого вида старения, учитывая, что для изготовления каждого образца требуется длина около 100 мм.
Жилы плоских шнуров не разделяют.
Отрезок жилы или изоляции, имеющий какое-либо механическое повреждение, для испытаний не используют.
9.1.3 Подготовка и кондиционирование образцов
Примечание – При подготовке образцов следует учесть требования 9.1.3 в).

а) Образцы в виде двусторонней лопатки
Образцы изготавливают из отрезков изоляции, снятых с жилы. Разрез производят вдоль оси жилы.
Если имеются электропроводящие слои под изоляцией и/или сверху нее, их отделяют механическим способом, без использования растворителя.
Каждый отрезок изоляции разрезают на полоски соответствующей длины. Их маркируют таким образом, чтобы была ясна последовательность, в которой они отрезались от конкретного отрезка изоляции.
Полоски изоляции шлифуют или срезают так, чтобы между контрольными отметками были две параллельные гладкие поверхности. При этом следует избегать чрезмерного нагрева. Пример режущего устройства приведен в приложении А. Для полиэтиленовой и полипропиленовой изоляции допускается только обрезка без шлифовки. После обрезки или шлифовки и удаления заусенцев толщина полосок изоляции должна быть от 0,8 до 2,0 мм. Если из полоски изоляции нельзя получить образец толщиной 0,8 мм, допускается толщина не менее 0,6 мм.
Образец в виде двусторонней лопатки вырубают из каждой полоски изоляции в соответствии с рисунком 12. Если возможно, то вырубают два образца рядом друг с другом.
Для повышения достоверности результатов рекомендуется следующее.
Вырубной нож должен быть очень острым, чтобы свести к минимуму дефекты в образце.
Между полоской изоляции и плитой-основанием следует поместить картон или другую подобную прокладку. Эту прокладку надрезают, но полностью не прорезают вырубным ножом при вырубке образцов изоляции.
Не следует допускать образования заусенцев по краям образца.

Для материалов, при вырубке из которых на образцах образуются заусенцы, может быть использован следующий метод:
1) на каждом конце вырубного ножа делают выемки шириной и высотой около 2,5 мм (см. рисунок 14);

Рисунок 14 — Конец вырубного ножа с выемкой

2) вырезанные образцы оставляют прикрепленными с обоих концов к полоске изоляции, предварительно подготовленной в соответствии с требованиями 9.1.3 (см. рисунок 15);

Рисунок 15 — Образцы, вырубленные ножом с выемкой

3) при помощи устройства, приведенного в приложении А, для удаления возможных образующихся от вырубного ножа заусенцев дополнительно срезают слой толщиной 0,10—0,15 мм. После этого оставшиеся перемычки разрезают и образцы отделяют от полоски изоляции.
Если диаметр изолированной жилы слишком мал, чтобы изготовить образец в соответствии с рисунком 12, из подготовленной полоски изоляции вырубают меньший по размерам образец в соответствии с рисунком 13.
Непосредственно перед испытанием на растяжение в центральной части каждого образца наносят две контрольные отметки. Для образцов небольших размеров длина центральной части 10 мм, для образцов большей величины — 20 мм.
Допускается применение образцов с концами, не соответствующими рисунками 12 и 13, при условии, что разрыв происходит между контрольными отметками.
б) Образцы в виде трубочек
Образцы в виде трубочек используют только в случае, когда небольшие размеры изолированной жилы не позволяют изготовить образцы в виде двусторонней лопатки.
Отрезки изолированной жилы разрезают на части длиной около 100 мм и удаляют жилу и наружные покровы без повреждения изоляции. Трубочки маркируют, чтобы была ясна последовательность, в которой они отрезались от конкретного отрезка изолированной жилы.
Удаление токопроводящей жилы может быть облегчено при помощи одного или нескольких следующих приемов:
1) удлинение при растяжении однопроволочных токопроводящих жил;
2) раскатка изолированной жилы при слабом механическом воздействии;
3) первоначальное удаление одной или нескольких центральных стренг или проволок многопроволочных токопроводящих жил.
После извлечения токопроводяшей жилы удаляют сепараторы, если они имеются. В затруднительных случаях может быть использован один из следующих приемов:
— погружение в воду, если сепаратор из бумаги;
— погружение в этиловый спирт, если сепаратор из полиэтилентерефталата;
— раскатка изоляции на гладкой поверхности.
Непосредственно перед испытанием на растяжение в центральной части образца наносят две контрольные отметки на расстоянии 20 мм.
Наличие кусочков сепаратора, оставшихся внутри образца, можно определить при испытании на растяжение по образованию неровностей в образце при удлинении.
В таких случаях результат испытаний считают недействительным.
в) Кондиционирование образцов
Кондиционирование образцов проводят следующим образом.
1) Кондиционирование при повышенной температуре
Если в нормативной документации на конкретное кабельное изделие указано, что кондиционирование проводят при повышенной температуре, или если проводят повторное испытание в спорном случае, кондиционирование проводят:
— для образцов в виде двусторонней лопатки;
А) после снятия изоляции с кабеля и удаления электропроводящих слоев (если они имеются), но перед обработкой полосок;
Б) после шлифовки (или обрезки) полосок для получения параллельных поверхностей.
Если шлифовка (или обрезка) не требуется, кондиционирование проводят по А);
— для образцов в виде трубочек кондиционирование проводят после удаления токопроводящей жилы и сепараторы, но перед нанесением отметок для измерения растяжения.
Если в нормативной документации на конкретное кабельное изделие предусмотрено кондиционирование при повышенной температуре, его проводят при температуре и продолжительности, указанных в этой нормативной документации. Если проводят повторное испытание в спорном случае, образцы выдерживают в течение 24 ч при температуре (70±2) °С или более низкой, равной максимально допустимой рабочей температуре на токопроводящей жиле.
2) Кондиционирование при температуре окружающей среды
Перед определением сечения все образцы должны быть защищены от прямого солнечного излучения и выдержаны в течение не менее 3 ч при температуре (23±5) °С, образцы из термопластичных материалов должны быть выдержаны при температуре (23±2) °С.

(Измененная редакция, Изм. № 1)

9.1.4 Определение площади поперечного сечения
а) Образцы в виде двусторонней лопатки
Поперечное сечение каждого образца определяют как произведение ширины и минимальной толщины, измеренных на каждом образце. Размеры образцов определяют следующим образом.
Определение ширины
За ширину образцов принимают минимальную ширину трех произвольно выбранных образцов.
При относительной неоднородности ширины ее измеряют в трех точках по обеим сторонам трех образцов. Для каждых двух симметричных точек на обеих сторонах образца определяют среднее значение. За ширину принимают минимальное значение из девяти средних значений, полученных на трех образцах.
При значительной неоднородности ширины ее измеряют на каждом образце.
Определение толщины
За толщину каждого образца принимают минимальное значение из трех измерений толщины, проведенных в зоне, подвергаемой растяжению.
Измерение проводят при помощи оптического инструмента или циферблатного микрометра с измерительным давлением не более 0,07 Н/мм2.
Погрешность измерительного инструмента должна быть для толщины — не более 0,01 мм, для ширины — не более 0,04 мм.
В спорных случаях следует использовать оптический инструмент. Допускается использовать циферблатный микрометр с измерительным давлением не более 0,02 Н/мм2.
Примечание — Если центральная часть образца изогнута, допускается использовать циферблатный микрометр с сферическим контактом измерительного стержня.

б) Образцы в виде трубочек
Для изготовления образцов используют центральную часть отрезка изолированной жилы. По образцу определяют площадь поперечного сечения А, в мм2, используя один из приведенных методов. В спорных случаях используют метод б2).
б1) Площадь поперечного сечения определяют по формуле
А = p (D — d) d,
где d — среднее значение толщины изоляции, определенное в соответствии с разделом 8 и округленное до двух десятичных знаков (см. 8.1.4), мм;
D — среднее значение наружного диаметра образца, определенное по 8.3.2б) и округленное до двух десятичных знаков, мм.
б2) Площадь поперечного сечения при известных плотности, массе и длине определяют по формуле
,
где т — масса образца, определенная с точностью до трех десятичных знаков, г;
l — длина, определенная с точностью до одного десятичного знака, мм;
d — плотность, измеренная в соответствии с разделом 8 ГОСТ 12175 на дополнительном образце такой же изоляции (без старения) с точностью до трех десятичных знаков, г/см3.
б3) Площадь поперечного сечения при известных объеме (объем определяют погружением в этиловый спирт) и длине определяют по формуле
,
где V — объем, определенный с точностью до двух десятичных знаков, мм3;
l — длина, определенная с точностью до одного десятичного знака, мм.
Следует принять меры, чтобы избежать образования пузырьков воздуха на образце при погружении.
в) Если старению подвергают изоляцию, снятую с токопроводящей жилы, то площадь поперечного сечения образцов, предназначенных для старения, измеряют до начала проведения старения.
9.1.5 Старение
Старению каждого вида подвергают пять образцов (см. 9.1.2) в соответствии с разделом 8 ГОСТ Р МЭК 811-1-2 в условиях, указанных в нормативной документации на конкретное кабельное изделие.
9.1.6 Резервный пункт
9.1.7 Испытание на растяжение
а) Температура испытания
Испытание проводят при температуре (23±5) °С.
В спорных случаях для термопластичной изоляции испытания проводят при температуре (23±2) °С.
б) Расстояние между зажимами и скорость растяжения
Разрывная машина может иметь самозахватывающие или обычные зажимы.
Расстояние между зажимами должно быть приблизительно:
34 мм — для образцов в виде двусторонних лопаток в соответствии с рисунком 13;
50 мм — то же, в соответствии с рисунком 12;
50 мм — для образцов в виде трубочек при испытании с самозахватывающими зажимами;
85 мм — то же, с обычными зажимами.
Скорость растяжения должна быть (250±50) мм/мин для изоляции всех видов, кроме полиэтиленовой и полипропиленовой, а в спорных случаях — (25±5) мм/мин.
Для полиэтиленовой и полипропиленовой изоляции или изоляции, содержащей эти материалы, скорость растяжения должна быть (25±5) мм/мин; для приемо-сдаточных испытаний допускается скорость растяжения (250±50) мм/мин.
в) Проведение измерения
Максимальное разрывное усилие и расстояние между двумя контрольными отметками после разрыва определяют на одном и том же образце.
Неудовлетворительный результат испытания образца из-за повреждения в зажимах не учитывают. В этом случае для подсчета прочности при растяжении и относительного удлинения при разрыве достаточно иметь четыре действительных результата. В противном случае испытания должны быть повторены.
9.1.8 Обработка результатов
Прочность при растяжении и относительное удлинение при разрыве подсчитывают в соответствии с 7.3 и 7.4.
Определяют медианное значение полученных результатов.
9.2 Композиции оболочки
9.2.1 Общие положения
Испытания позволяют определить прочность при растяжении и относительное удлинение при разрыве материала оболочки кабельного изделия в исходном состоянии, а при необходимости — после одного или нескольких видов ускоренного старения.
Старение проводят на заранее подготовленных образцах в соответствии с ГОСТ Р МЭК 811-1-2 (пункт 8.1.3) или ГОСТ Р МЭК 60811-2-1 (раздел 10). Для старения отбирают образцы соседние с образцами, используемыми для испытаний без старения, а испытания на растяжение образцов после старения и образцов, не подвергавшихся старению, проводят непосредственно друг за другом.
Примечание — Если требуется повышенная достоверность результатов, рекомендуется испытания образцов до и после старения проводить одним и тем же персоналом, с использованием одних и тех же методов испытания и аппаратуры, в одной и той же лаборатории.

9.2.2 Отбор образцов
Отрезок кабеля, провода, шнура или оболочки, снятой с кабельного изделия, должен иметь длину, достаточную для изготовления не менее пяти образцов для испытания на растяжение без старения и определенного числа образцов для испытаний после старения в соответствии с нормативной документацией на конкретное кабельное изделие, учитывая, что для изготовления каждого образца требуется длина около 100 мм.
Отрезок кабельного изделия или оболочки, имеющий какое-либо механическое повреждение, не используют для испытаний.
9.2.3 Подготовка и кондиционирование образцов
Образцы изготовляют из оболочки, как указано в 9.1.3 для изоляции.
При подготовке образцов в виде двусторонних лопаток из оболочки вырезают полоску в направлении оси кабеля. Все остальные конструктивные элементы кабеля из полоски удаляют. Если на полоске имеются выступы или маркировка тиснением, их удаляют срезанием или шлифованием.
Для образцов оболочки из полиэтилена, полипропилена и аналогичных им материалов допускается только срезание.
Примечание — Для полиэтиленовых оболочек толщина образцов в виде двусторонних лопаток должна быть не менее 2,0 мм, если толщина оболочки больше этого значения, а также при условии, что образцы имеют с обеих сторон гладкую поверхность.

При подготовке образцов в виде трубочек все конструктивные элементы кабеля внутри оболочки, включая жилы, заполнение и внутренние покрытия, должны быть удалены.
Кондиционирование образцов проводят в соответствии с 9.1.3в).
9.2.4 Определение площади поперечного сечения
Площадь поперечного сечения каждого образца определяют методами б1) и б2), установленными в 9.1.4, со следующими отличиями для образцов в виде трубочек:
— если толщину и диаметр оболочки измеряют в соответствии с разделом 8 настоящего стандарта (с учетом 8.2.4 для толщины и 8.3.2 для диаметра), то используют метод б1);
— если используют метод б2), плотность определяют на дополнительном образце этой же оболочки.
Примечание— Метод б2) не следует применять для многослойных материалов.

9.2.5 Старение
Старение проводят на пяти образцах (см. 9.2.2) в соответствии с разделом 8 ГОСТ Р МЭК 811-1-2 в условиях, установленных в нормативной документации на конкретное кабельное изделие.
9.2.6 Резервный пункт
9.2.7 Испытание на растяжение
В соответствии с 9.1.7.
9.2.8 Обработка результатов
В соответствии с 9.1.8.