Lão hóa cao su cách điện của dây và cáp

Sự lão hóa nhanh của các mẫu cao su trong quá trình gia nhiệt đối với cao su chịu nhiệt chậm hơn nhiều so với cao su chứa lưu huỳnh. Phương pháp lão hóa thường được sử dụng trong bộ điều nhiệt không tạo ra sự thay đổi đáng kể về tính chất cơ học của cao su chịu nhiệt ngay cả sau vài tháng.

Việc tăng nhiệt độ tiến hành lão hóa nhân tạo từ 70°C đối với cao su lưu huỳnh lên 120°C đối với cao su chịu nhiệt làm thay đổi đáng kể các điều kiện lão hóa và do đó gây khó khăn cho việc so sánh tuổi thọ của cao su thông thường và cao su chịu nhiệt dựa trên kết quả kiểm tra lão hóa.

Tuổi thọ của cách điện cao su thường được đặc trưng bởi một đường cong được mô tả trong một hệ tọa độ trong đó thời gian bị trễ dọc theo trục hoành và giảm chất lượng dọc theo tọa độ. Đường cong này cho biết, ở nhiệt độ thử nghiệm, thời gian cần thiết để vật liệu cách điện mất đi chất lượng ban đầu, chẳng hạn như độ bền đứt hoặc sản phẩm đàn hồi, đến một giới hạn xác định trước.

Một vấn đề thiết yếu trong việc xác định đường cong tuổi thọ nhiệt độ của vật liệu cách điện là thiết lập tiêu chí chính - sự suy giảm chất lượng của vật liệu. Tiêu chí này có thể chủ yếu là các tính chất cơ học của vật liệu cách điện, ví dụ độ bền kéo và độ giãn dài sau khi đứt, cũng như các dấu hiệu khác về giảm trọng lượng, làm khô, hóa than, v.v.).

Đối với cao su, độ bền kéo và độ giãn dài sau khi đứt được lấy làm đặc điểm chính đặc trưng cho chất lượng của vật liệu này, và đôi khi tích của các chỉ số này (tích của độ đàn hồi) cũng được lấy. Tiêu chí đặc trưng cho việc mất chất lượng cơ bản không phải là so sánh các tính chất cơ học, mà là sự thay đổi của chúng trong quá trình lão hóa.

Tuổi thọ của vật liệu cách điện là một hàm của nhiệt độ có thể được biểu thị bằng một hệ số mũ nhất định. Đối với phần lớn vật liệu cách nhiệt dạng sợi (sợi, giấy) theo dữ liệu tài liệu mỗi lần tăng nhiệt độ thêm 10 ° C sẽ làm giảm 2 lần tuổi thọ của vật liệu.

Bây giờ bạn cần đặt nhiệt độ giới hạn mà tại đó chất lượng của vật liệu cách điện bị mất trong một khoảng thời gian dài ít nhiều.

Để ước tính sự lão hóa của lớp cách điện máy, khoảng thời gian này đôi khi được lấy là 2 năm.

Đối với dây và cáp hiện đại, tuổi thọ của lớp cách điện cao su, ngay cả ở nhiệt độ cao, chẳng hạn như ở 70 °, được đo bằng năm và do đó rất khó xác định trực tiếp.

Việc xác định tuổi thọ của cáp hoặc dây hoạt động trong điều kiện tự nhiên, theo dữ liệu về quá trình lão hóa tăng tốc ở nhiệt độ cao (90 — 120 °), là hoàn toàn không thể, do chất lượng vật liệu của lớp cách điện bị giảm ở mức cao nhiệt độ nhanh hơn. , trong khi ở nhiệt độ thấp hơn, sự suy giảm đặc tính chất lượng chỉ trở nên đáng chú ý sau một khoảng thời gian nhất định, đôi khi được đo bằng hàng chục và hàng trăm ngày. Khoảng thời gian này càng dài, nhiệt độ lão hóa càng thấp.

Đôi khi thậm chí có sự gia tăng nhẹ về tính chất cơ học của cao su trong những ngày đầu tiên của quá trình lão hóa ở nhiệt độ tương đối thấp.

Nếu sự lão hóa nhiệt của cách điện cao su chủ yếu được xác định bởi quá trình oxy hóa cao su do oxy trong khí quyển, thì sự lão hóa của chất đàn hồi chủ yếu được xác định bởi sự bay hơi của chất hóa dẻo, có liên quan đến sự gia tăng độ giòn và giảm các đặc tính cơ học .

Ngoài quá trình lão hóa nhiệt của nhựa được sử dụng trong sản xuất dây cáp, quá trình lão hóa ánh sáng có tầm quan trọng rất lớn.

Thử nghiệm đầy đủ nhất đối với dây có lớp cách điện bằng nhựa và cao su, cũng như bản thân vật liệu cách điện được sử dụng để sản xuất dây hoặc cáp, được thực hiện trong hệ thống lắp đặt đặc biệt trong đó lớp cách điện tiếp xúc đồng thời với nhiệt (lão hóa nhiệt) và ánh sáng của đèn cực tím ( lão hóa ánh sáng) trong điều kiện độ ẩm cao và lưu thông không khí tăng tốc (kiểm tra độ cứng ma trận), hiện đang ngày càng thay thế lão hóa nhiệt, vì nó thể hiện chính xác hơn các điều kiện tìm thấy vật liệu cách điện.

Xem thêm:Dây và cáp cách điện cao su: chủng loại, ưu nhược điểm, vật liệu, công nghệ sản xuất