制样、速度档、两个指标的计算与判定,附误操作清单
试件为哑铃试片或管状试件,依据 GB/T 2951.11 的机械性能试验方法(新版试验方法标准把拉伸单独编为 GB/T 2951.501)。哑铃试片厚 0.8~2.0mm,冲切刀要锋利,刀钝出的刀痕就是应力集中点,拉伸断在标线外、数据离散大,多半先查刀。
厚绝缘电缆制哑铃片前要刨试条,试条必须取自绝缘同一径向位置(通常中间层):绝缘沿径向不是完全均质,老化前取内层、老化后取外层,等于拿两种材料比变化率,数据作废。老化前后试片同源,是变化率判定成立的前提。
标志线按哑铃规格打:大哑铃标距 20mm、小哑铃标距 10mm;管状试件截面积用平均厚度乘条宽计算,外径与平均厚度按对应结构尺寸测量,取位按标准口径,别四舍五入过头。
试验在(23±5)℃下进行,热塑性材料数据有疑问时收严到(23±2)℃——PVC 的抗张强度对温度敏感,冬天没恒温的车间里测出的“高强度”没有判定意义。
夹具移动速度按材料选档,选错档拉伸强度直接偏差一截,这是拉伸试验最常见的隐性错误。
| 材料 | 夹具移动速度 | 备注 |
|---|---|---|
| PVC、XLPE 等常规绝缘护套 | (250±50) mm/min | 默认档位 |
| PE、PP 绝缘或含其材料 | (25±5) mm/min | 例行试验允许提高到250±50 |
| 数据有疑问时 | (25±5) mm/min | 收严复核用低速档 |
每根试件拉伸前拉力示值置零,消除零漂与夹持预应力,这是规程要求不是多余动作。
已知:哑铃试片平行部宽 4.0mm、测厚 1.0mm,截面积 A = 4.0mm²;拉断力 90N,断时标距 62mm,原标距 20mm。
代入:拉伸强度 = 90 ÷ 4.0 = 22.5MPa;断裂伸长率 =(62−20)÷20 × 100% = 210%。若这是 XLPE 绝缘(GB/T 12706 材料要求抗张 ≥12.5MPa、伸长率 ≥200%),两项均合格;若是 PVC 绝缘(≥12.5MPa、≥150%),同样过关。布线类小电线用 PVC 另有更低抗张档位,判定前先翻对应产品标准的材料表,别拿电力电缆的数去卡软线。
取值口径:一组试片按标准规则取平均值(剔除明确无效的试片后平均),单片的极端值先找原因再决定取舍,不能挑好看的留。
XLPE 老化前后照样要做拉伸试验,考核材料耐热老化的本底水平;但判断交联度靠的是热延伸而不是常温拉伸。原因很简单:常温下欠交联的 XLPE 分子链仍有一定强度,拉伸数据经常“看起来合格”;而 200℃ 挂重时,交联网络的缺陷会被直接放大成大伸长、大永久变形甚至拉断。
两条曲线看同一种料:常温拉伸回答“材料本体强不强”,热延伸回答“网络搭没搭好”。交联电缆型式试验里两个项目并行,判定各自独立,谁都替代不了谁。
高分子材料拉伸强度对速率敏感:速度越快,测得的抗张强度越高、伸长率偏低。PE、PP 类绝缘标准规定用(25±5)mm/min 慢速档,误用(250±50)mm/min 常规档,抗张读数可能明显偏高,把勉强达标的料测成“合格”。判定有疑问时按低速档收严复核,例行试验才允许放宽到快速档。
断口在标距线以外或夹持面内,说明薄弱点在夹持损伤处而不是材料本体,该试片数据不能代表材料性能,应查找原因(夹块压力、对中、刀痕、表面损伤)后补片重做。个别标准对断口位置有明确处理规则,记录里要写清剔除理由,不能悄悄换数。
管状试样取轴向窄条后,截面积按平均厚度乘窄条宽度计算;平均厚度和外径按对应的结构尺寸测量方法测取,计算时保留足够有效位。管状法多用于小规格绝缘线芯,没法冲哑铃片的场合;制样时不得拉伸或压扁试样,否则厚度失真、截面积跟着错。
以 GB/T 12706 口径为例:PVC 绝缘抗张强度不小于 12.5MPa、断裂伸长率不小于 150%;XLPE 绝缘抗张不小于 12.5MPa、断裂伸长率不小于 200%,老化后变化率常见限值各 ±25%。布线用软线类 PVC 在其产品标准中另有较低抗张档位,判定必须以被检产品对应标准的材料表为准。
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