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內(nèi)護(hù)層老化后斷裂伸長率檢測

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發(fā)布時(shí)間：2025-08-17 17:04:59 更新時(shí)間：2025-08-16 17:04:59

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作者：中科光析科學(xué)技術(shù)研究所檢測中心

內(nèi)護(hù)層老化后斷裂伸長率檢測：原理、方法與標(biāo)準(zhǔn)詳解

在電力電纜、通信電纜等線纜產(chǎn)品的生產(chǎn)與應(yīng)用過程中，內(nèi)護(hù)層作為保護(hù)電纜內(nèi)部導(dǎo)體和絕緣層的重要結(jié)構(gòu)層，其機(jī)械性能和耐久性直接關(guān)系到電纜的使用壽命與安全運(yùn)行。隨著使用環(huán)境的復(fù)雜化和長期運(yùn)行帶來的老化問題，內(nèi)護(hù)層材料在熱、氧、紫外線、濕度等多種因素作用下會(huì)發(fā)生化學(xué)結(jié)構(gòu)變化，導(dǎo)致材料變脆、強(qiáng)度下降，進(jìn)而引發(fā)斷裂伸長率顯著降低。因此，對內(nèi)護(hù)層老化后的斷裂伸長率進(jìn)行科學(xué)、準(zhǔn)確的檢測，成為評估電纜耐老化性能和質(zhì)量穩(wěn)定性的重要環(huán)節(jié)。斷裂伸長率是衡量材料塑性的重要指標(biāo)，能夠直觀反映材料在拉伸過程中的延展能力。老化后的內(nèi)護(hù)層若斷裂伸長率下降過快，說明材料已出現(xiàn)嚴(yán)重劣化，可能在運(yùn)行中因機(jī)械應(yīng)力或安裝拉力而發(fā)生開裂，嚴(yán)重時(shí)可導(dǎo)致電纜絕緣層暴露、短路甚至火災(zāi)。因此，建立一套系統(tǒng)、規(guī)范的檢測流程，包括合適的檢測項(xiàng)目、先進(jìn)的檢測儀器、科學(xué)的檢測方法與嚴(yán)格遵循的檢測標(biāo)準(zhǔn)，是保障電纜產(chǎn)品可靠性與安全性的關(guān)鍵所在。

檢測項(xiàng)目：老化后斷裂伸長率的核心指標(biāo)

內(nèi)護(hù)層老化后斷裂伸長率檢測的核心項(xiàng)目是測定材料在經(jīng)過人工加速老化處理后，在拉伸試驗(yàn)中所能承受的最大伸長比例。該指標(biāo)直接反映材料在老化過程中的韌性保持能力。檢測過程中，通常將試樣在特定溫度、濕度及輻照條件下進(jìn)行老化處理，模擬電纜在實(shí)際運(yùn)行環(huán)境中的長期使用狀態(tài)。老化完成后，對試樣進(jìn)行拉伸測試，記錄其斷裂時(shí)的伸長量與原始長度的比值，即為斷裂伸長率（單位為%）。此外，檢測項(xiàng)目還可能包括老化前后的對比測試，以計(jì)算斷裂伸長率保留率（老化后斷裂伸長率與老化前之比），從而更全面地評估材料的老化程度。

檢測儀器：高精度拉伸試驗(yàn)機(jī)與老化箱

實(shí)現(xiàn)內(nèi)護(hù)層老化后斷裂伸長率檢測，依賴于高精度、可編程的檢測儀器。主要設(shè)備包括：

電子萬能材料試驗(yàn)機(jī)：用于施加精確拉伸力并實(shí)時(shí)記錄力-位移曲線。該儀器具備高分辨率位移傳感器，可準(zhǔn)確測量試樣在拉伸過程中的伸長量，適用于脆性、延展性材料的測試，滿足GB/T 2951、IEC 60811等標(biāo)準(zhǔn)對拉伸性能測試的要求。
恒溫恒濕老化箱或紫外老化箱：用于模擬電纜在長期運(yùn)行中可能經(jīng)歷的環(huán)境老化條件。例如，采用100℃、125℃或150℃的高溫老化箱，對試樣進(jìn)行7天至30天的熱老化處理；或采用氙燈老化箱模擬太陽輻射，評估紫外老化對內(nèi)護(hù)層的影響。
自動(dòng)夾具與引伸計(jì)：用于夾持試樣并精確測量其變形量，尤其是對于薄型內(nèi)護(hù)層材料，使用非接觸式引伸計(jì)可有效避免夾持力對測試結(jié)果的干擾。

檢測方法：標(biāo)準(zhǔn)化的測試流程

內(nèi)護(hù)層老化后斷裂伸長率的檢測需遵循標(biāo)準(zhǔn)測試流程，以確保結(jié)果的可比性與可靠性。典型檢測方法如下：

試樣制備：從電纜樣品中切取符合標(biāo)準(zhǔn)尺寸的內(nèi)護(hù)層試樣，通常為啞鈴型或直條形，長度約100mm，寬度和厚度依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求（如GB/T 2951.12-2008中規(guī)定）。
老化處理：將試樣置于設(shè)定溫度（如100℃）的烘箱中，連續(xù)老化72小時(shí)（或根據(jù)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定），期間保持空氣流通，避免氧化加劇。
預(yù)處理與狀態(tài)調(diào)節(jié)：老化后取出試樣，在標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境（23±2℃，50%±5%相對濕度）下靜置至少4小時(shí)，以消除熱應(yīng)力影響。
拉伸試驗(yàn)：將試樣裝入萬能試驗(yàn)機(jī)，以25mm/min的恒定拉伸速率進(jìn)行拉伸，直至斷裂。記錄斷裂時(shí)的伸長量與原始標(biāo)距的比值。
數(shù)據(jù)計(jì)算：斷裂伸長率（%）=（斷裂時(shí)標(biāo)距長度 - 原始標(biāo)距長度）/原始標(biāo)距長度 × 100%。重復(fù)測試至少5個(gè)試樣，取平均值作為最終結(jié)果。

檢測標(biāo)準(zhǔn)：國內(nèi)外權(quán)威規(guī)范依據(jù)

內(nèi)護(hù)層老化后斷裂伸長率檢測必須依據(jù)權(quán)威標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，以確保檢測結(jié)果具有法律效力與行業(yè)認(rèn)可度。主要參考標(biāo)準(zhǔn)包括：

GB/T 2951.12-2008《電纜和光纜絕緣和護(hù)套材料通用試驗(yàn)方法第12部分：通用試驗(yàn)方法—熱老化試驗(yàn)方法》
GB/T 2951.13-2008《電纜和光纜絕緣和護(hù)套材料通用試驗(yàn)方法第13部分：通用試驗(yàn)方法—機(jī)械性能測定方法》
IEC 60811-1-2:2018《電纜和光纜絕緣和護(hù)套材料通用試驗(yàn)方法第1-2部分：通用試驗(yàn)方法—熱老化試驗(yàn)》
IEC 60811-1-3:2018《電纜和光纜絕緣和護(hù)套材料通用試驗(yàn)方法第1-3部分：通用試驗(yàn)方法—拉伸試驗(yàn)方法》

上述標(biāo)準(zhǔn)詳細(xì)規(guī)定了試樣尺寸、老化條件、拉伸速率、溫度控制、數(shù)據(jù)處理等關(guān)鍵參數(shù)，為檢測提供了統(tǒng)一的技術(shù)框架。例如，GB/T 2951.12-2008中明確指出，對于聚乙烯（PE）類內(nèi)護(hù)層材料，老化溫度為100℃，時(shí)間為72小時(shí)，斷裂伸長率保留率應(yīng)不低于原值的60%；而對于聚氯乙烯（PVC）材料，要求保留率不低于50%。

綜上所述，內(nèi)護(hù)層老化后斷裂伸長率檢測不僅是電纜質(zhì)量控制的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，更是保障電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的重要技術(shù)手段。通過科學(xué)選擇檢測項(xiàng)目、配備先進(jìn)檢測儀器、規(guī)范執(zhí)行檢測方法，并嚴(yán)格遵循國家標(biāo)準(zhǔn)，可有效評估電纜內(nèi)護(hù)層的耐久性與可靠性，為產(chǎn)品設(shè)計(jì)優(yōu)化和壽命預(yù)測提供有力支撐。