額定電壓450/750V及以下橡皮絕緣軟線和軟電纜通用橡套軟電纜熱延伸試驗(yàn)檢測(cè)

檢測(cè)原理
熱延伸試驗(yàn)是評(píng)估橡皮絕緣和護(hù)套材料在高溫和負(fù)重條件下抗永久變形和耐熱老化能力的關(guān)鍵項(xiàng)目。其科學(xué)依據(jù)基于高分子材料的粘彈性行為。

1. 交聯(lián)度評(píng)估原理：對(duì)于硫化（交聯(lián)）橡皮，如乙丙橡膠（EPR）、氯丁橡膠（CR）等，其分子鏈間通過(guò)化學(xué)鍵形成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。在高溫（如200±3°C）下施加恒定應(yīng)力，材料將發(fā)生彈性伸長(zhǎng)和粘性蠕變。交聯(lián)度高的材料，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)致密，分子鏈運(yùn)動(dòng)受阻，表現(xiàn)出較小的負(fù)載伸長(zhǎng)率和冷卻后的永久變形。反之，交聯(lián)不足則導(dǎo)致分子鏈間相對(duì)滑移，產(chǎn)生不可恢復(fù)的塑性變形。通過(guò)測(cè)量負(fù)載下的伸長(zhǎng)率（熱延伸）和撤去負(fù)載后的殘留伸長(zhǎng)率（永久變形），可間接定量評(píng)估橡皮的交聯(lián)質(zhì)量。

2. 耐熱老化原理：試驗(yàn)過(guò)程本身也是一種短時(shí)熱老化。高溫會(huì)加速橡皮內(nèi)部可能存在的殘留硫化劑、防老劑的消耗以及聚合物鏈的氧化、裂解等反應(yīng)。性能不穩(wěn)定的材料在此過(guò)程中會(huì)發(fā)生過(guò)度伸長(zhǎng)或永久變形超標(biāo)，預(yù)示其在長(zhǎng)期運(yùn)行溫度下易發(fā)生軟化、流動(dòng)或開裂，導(dǎo)致絕緣性能下降或物理保護(hù)失效。

檢測(cè)項(xiàng)目
熱延伸試驗(yàn)本身是一個(gè)獨(dú)立的檢測(cè)項(xiàng)目，但其評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)與材料的類型和用途緊密相關(guān)。在電纜檢測(cè)體系中，它通常隸屬于以下類別：

1. 物理機(jī)械性能試驗(yàn)：熱延伸是橡皮電纜物理機(jī)械性能的核心項(xiàng)目之一，與抗張強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率等試驗(yàn)并列，共同評(píng)估材料的力學(xué)完整性。

2. 熱性能試驗(yàn)：作為耐熱性評(píng)估的一部分，與熱老化后機(jī)械性能保持率試驗(yàn)、熱變形試驗(yàn)等相互補(bǔ)充，綜合評(píng)價(jià)材料的熱穩(wěn)定性。

3. 材料定性試驗(yàn)：不同類型的橡皮（如EPR, CR, CSPE）有其特定的熱延伸合格指標(biāo)，因此該試驗(yàn)也常用于驗(yàn)證絕緣和護(hù)套材料是否符合規(guī)定的配方和類型。

檢測(cè)范圍
額定電壓450/750V及以下的通用橡套軟電纜廣泛應(yīng)用于各行業(yè)需要移動(dòng)敷設(shè)、頻繁彎曲和承受機(jī)械應(yīng)力的場(chǎng)合。

1. 工業(yè)設(shè)備與自動(dòng)化：連接至便攜式電動(dòng)工具（電鉆、角磨機(jī)）、工業(yè)機(jī)器人、流水線設(shè)備、電焊機(jī)等。

2. 建筑施工：用于建筑工地臨時(shí)電力分配、照明系統(tǒng)、大型施工機(jī)械供電。

3. 農(nóng)業(yè)礦業(yè)：農(nóng)用機(jī)械、礦山移動(dòng)設(shè)備、潛水泵等潮濕、惡劣環(huán)境下的電力傳輸。

4. 舞臺(tái)音響與場(chǎng)館：移動(dòng)音響設(shè)備、舞臺(tái)燈光系統(tǒng)的連接電纜，要求柔韌且耐彎曲。

5. 船舶與港機(jī)：船用軟電纜、港口起重機(jī)用電纜，需耐受日曬、鹽霧及機(jī)械拖拽。
   所有上述應(yīng)用場(chǎng)景均要求電纜在可能遇到的短期過(guò)載或較高環(huán)境溫度下，其絕緣和護(hù)套不因軟化而產(chǎn)生導(dǎo)致安全隱患的永久變形，熱延伸試驗(yàn)正是驗(yàn)證此關(guān)鍵性能的手段。

檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)
國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)對(duì)熱延伸試驗(yàn)的規(guī)定在核心原理上一致，但在具體參數(shù)（溫度、時(shí)間、載荷）和合格判據(jù)上存在差異。

1. 中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)（GB/T）：

   • GB/T 5013系列（等同采用IEC 60245）：該系列標(biāo)準(zhǔn)對(duì)通用橡套軟電纜（如YZ, YZWB, YCW等）的熱延伸試驗(yàn)做出了明確規(guī)定。通常試驗(yàn)條件為：溫度200±3°C，負(fù)重時(shí)間15分鐘，機(jī)械應(yīng)力為20 N/cm²（針對(duì)絕緣）。合格判據(jù)一般為：負(fù)載伸長(zhǎng)率≤175%，冷卻后永久變形≤25%。

   • GB/T 2951.21（電纜和光纜絕緣和護(hù)套材料通用試驗(yàn)方法）：提供了熱延伸試驗(yàn)的詳細(xì)方法指導(dǎo)。

2. 標(biāo)準(zhǔn)（IEC）：

   • IEC 60245系列：與GB/T 5013完全對(duì)應(yīng)，技術(shù)要求相同，是貿(mào)易的通用技術(shù)規(guī)范。

3. 歐洲標(biāo)準(zhǔn)（EN）：

   • EN 50525系列：協(xié)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)，其技術(shù)要求與IEC 60245及GB/T 5013基本一致。

4. 北美標(biāo)準(zhǔn)（UL, CSA）：

   • UL 62（軟線和電纜）：其對(duì)熱延伸（通常稱為Deformation Test）的要求可能與IEC體系有所不同，例如試驗(yàn)溫度、負(fù)重可能基于材料類型有特定規(guī)定。UL標(biāo)準(zhǔn)更關(guān)注于成品電纜在特定裝置中的性能表現(xiàn)。

對(duì)比分析：IEC/GB體系應(yīng)用為廣泛，參數(shù)統(tǒng)一。制造商和檢測(cè)機(jī)構(gòu)需根據(jù)目標(biāo)市場(chǎng)嚴(yán)格遵循相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)版本。關(guān)鍵差異可能體現(xiàn)在對(duì)特定橡皮材料（如氯磺化聚乙烯CSPE、氯化聚乙烯CPE）的判據(jù)上。

檢測(cè)方法

1. 試樣制備：從成品電纜上小心剝離絕緣或護(hù)套，制備成啞鈴狀試片或管狀試片。啞鈴狀試片需精確測(cè)量其狹窄處的截面積。

2. 標(biāo)記與裝樣：在試樣上標(biāo)記規(guī)定間距的標(biāo)線（通常為20mm）。將試樣垂直懸掛于已預(yù)熱至規(guī)定溫度（如200±3°C）的熱延伸試驗(yàn)箱內(nèi)。下端通過(guò)夾具連接計(jì)算好的砝碼。砝碼重量根據(jù)試樣的標(biāo)稱截面積和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的機(jī)械應(yīng)力（如20 N/cm²）計(jì)算得出。

3. 加熱與負(fù)重：試樣在烘箱中，在負(fù)重下持續(xù)加熱規(guī)定時(shí)間（如15分鐘）。到達(dá)時(shí)間后，在負(fù)重狀態(tài)下迅速測(cè)量標(biāo)線間的伸長(zhǎng)量。

4. 冷卻與測(cè)量：從烘箱中取出試樣（小心移除負(fù)重），使其在室溫下冷卻。冷卻后（或標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的時(shí)間后），再次測(cè)量標(biāo)線間的殘留長(zhǎng)度。

5. 計(jì)算：

   • 負(fù)載伸長(zhǎng)率(%) = [(負(fù)重下長(zhǎng)度 - 原始標(biāo)距) / 原始標(biāo)距] ×

   • 永久變形(%) = [(冷卻后長(zhǎng)度 - 原始標(biāo)距) / 原始標(biāo)距] ×

操作要點(diǎn)：

• 烘箱溫度均勻性必須符合標(biāo)準(zhǔn)要求（如±3°C）。

• 試樣制備過(guò)程中不能損傷或過(guò)度拉伸試料。

• 負(fù)重計(jì)算必須精確，確保施加的應(yīng)力準(zhǔn)確。

• 從烘箱中取出到測(cè)量負(fù)載下伸長(zhǎng)的動(dòng)作要迅速，以防冷卻影響結(jié)果。

• 每個(gè)樣品至少測(cè)試三個(gè)有效試樣，取中值作為結(jié)果。

檢測(cè)儀器

1. 熱延伸試驗(yàn)箱：

   • 技術(shù)特點(diǎn)：強(qiáng)制空氣循環(huán)式烘箱，確保箱內(nèi)溫度均勻穩(wěn)定?？販鼐雀?，通常達(dá)±1°C甚至更高。內(nèi)膽由耐腐蝕、不易污染的材料制成。具備觀察窗和內(nèi)照明，便于觀察和測(cè)量。帶有用于懸掛試樣的導(dǎo)桿或支架。

2. 試樣夾具與負(fù)重單元：

   • 技術(shù)特點(diǎn)：上夾具固定于烘箱內(nèi)支架，下夾具連接負(fù)重。夾具應(yīng)設(shè)計(jì)合理，防止試樣滑脫或應(yīng)力集中。砝碼需經(jīng)過(guò)校準(zhǔn)，精度符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

3. 測(cè)量裝置：

   • 技術(shù)特點(diǎn)：通常使用精度不低于0.02mm的游標(biāo)卡尺或?qū)Ｓ脺y(cè)量尺?，F(xiàn)代自動(dòng)化設(shè)備可能集成光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)，可在高溫箱內(nèi)或取出后自動(dòng)測(cè)量標(biāo)線距離，減少人為誤差和提率。

結(jié)果分析

1. 數(shù)據(jù)分析方法：

   • 分別計(jì)算每組試樣的負(fù)載伸長(zhǎng)率和永久變形的平均值。

   • 觀察數(shù)據(jù)的離散性，若個(gè)別數(shù)據(jù)與平均值偏差過(guò)大，需檢查試樣制備或試驗(yàn)過(guò)程是否存在問(wèn)題，必要時(shí)補(bǔ)做試驗(yàn)。

2. 評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)：

   • 負(fù)載伸長(zhǎng)率：實(shí)測(cè)平均值不應(yīng)超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的上限（如175%）。此值過(guò)高表明材料在高溫下過(guò)于柔軟，交聯(lián)度可能不足，在使用中易因受力而產(chǎn)生過(guò)度拉伸，導(dǎo)致絕緣減薄或損壞。

   • 永久變形：實(shí)測(cè)平均值不應(yīng)超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的上限（如25%）。此值是衡量材料彈性恢復(fù)能力的直接指標(biāo)。永久變形過(guò)大，表明材料發(fā)生了不可逆的塑性流動(dòng)或網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)破壞，撤去外力（如電纜彎曲后伸直）后無(wú)法恢復(fù)原狀，長(zhǎng)期累積可能導(dǎo)致變形加劇、結(jié)構(gòu)松散，嚴(yán)重影響電纜的使用壽命和安全性。

3. 綜合判定：兩項(xiàng)指標(biāo)必須同時(shí)滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，任一指標(biāo)超標(biāo)即判定該批次電纜的橡皮材料熱延伸性能不合格。不合格樣品通常意味著原材料配方、硫化工藝（溫度、時(shí)間、壓力）控制不當(dāng)或使用了不合格的代用材料。結(jié)果分析應(yīng)結(jié)合其他試驗(yàn)（如老化前后機(jī)械性能）進(jìn)行綜合判斷，以定位根本原因。