производитель кабеля отправляет RFQ:
оболочка кабеля ПВХ. Тест на растяжение IEC 60811. Нужна прочность на растяжение и удлинение. Пожалуйста, порекомендуйте машину.
Звучит просто, но пока недостаточно информации, чтобы выбрать между тестовой машиной на 5 кН и 50 кН.
Первое, что мы попросим — это образец
.IEC 60811-501 охватывает процедуры определения механических свойств изолирующих и оболочных соединений, используемых в электрических и оптоволоконных кабелях. Материал может быть взят из большого силового кабеля, но растяжительный станок не обязательно тянет весь кабель. Это испытание подготовленного образца соответствующего утеплителя или материала оболочки.
Это различие влияет на выбор машины. Форма и размеры образца влияют на ожидаемую силу. Поведение материала влияет на выбор хвата и необходимый ход. Прочность на растяжение и удлинение определяют, что должна зафиксировать система измерений.
Образец идёт до машины.
что на самом деле тестирует IEC 60811-501
Готовый кабель — это механическая система. В зависимости от конструкции он может содержать проводники, изоляцию, наполнители, экраны, броню и внешнюю оболочку.
Вытягивая весь кабель, можно одновременно загрузить несколько таких компонентов. IEC 60811-501 затрагивает другой вопрос: механические свойства применимого изолирующего или оболочного соединения.
Текущая консолидированная публикация IEC 60811-501:2012+A1:2018+A2:2023, Edition 1.2. IEC определяет его для использования вместе с IEC 60811-100.
Для лаборатории это означает, что запрос на "машину для испытаний на растяжение IEC 60811" сначала должен быть преобразован в более конкретное требование к испытанию:
Вы проверяете изоляцию или оболочку? Какой образец можно подготовить из кабеля? Какая сила и удлинение ожидаются? Оцениваются ли образцы в исходном состоянии после старения или и то, и другое?
Эти ответы более полезны для выбора оборудования, чем диаметр готового кабеля.
IEC 60811 — это серийный, а не универсальный кабельный тест. Для рассматриваемого здесь применения ключевым методом механических свойств является IEC 60811-501. Другие части охватывают различные аспекты неметаллических кабельных материалов; например, IEC 60811-401 охватывает методы термического старения в воздушной печи.
Практический подход заключается в определении свойства материала, требуемого для соответствующей спецификации кабеля, а затем определить образец и метод испытания, необходимые для его измерения.
образец приходит до машины
Производитель крупных силовых кабелей может предположить, что автоматически требуется растяжительный станок с высокой ёмкостью
.Это не обязательно так.
Для испытаний материалов IEC 60811-501 ёмкость машины должна основываться на подготовленном образце, а не на видимом размере готового кабеля.
В зависимости от конструкции кабеля и соответствующей процедуры форма образца может различаться. Лаборатория может работать с подготовленной тестовой деталью типа гантеля или другой формой образца, соответствующей конструкции и методу.
Для начальной оценки размера машины:
где:
- = ожидаемая сила растяжения, N
- = ожидаемое растяжение напряжения, МПа или N/mm²
- = исходная эффективная поперечная площадь, мм²
Рассмотрим образец с эффективной площадью поперечного сечения 20 мм² и ожидаемым растяжительным напряжением примерно 15 МПа:
Это оценка размера оборудования, а не расчет по приему
.Если другой образец того же материала имеет эффективную площадь 40 мм², его ожидаемая сила при том же напряжении будет примерно следующей:
Материал не изменился. Геометрия образца — это так.
Эта разница может повлиять на соответствующий диапазон загрузочных ячеек и конфигурацию машины.
Переход от кабеля к действительному образцу
Расчёт силы полезен только при правильной подготовке образца
.Изоляция кабеля и материалы оболочки могут потребоваться удаления из изогнутых, экструдированных конструкций до подготовки подходящего испытательного элемента. Это создаёт несколько возможностей для ошибок измерения до того, как образец попадёт в машину для растяжения.
Материал может быть зацеплен при извлечении. Резка может привести к поврежденным краям. Толщина может варьироваться в зависимости от образца. Подготовленная тестовая деталь может сохранять кривизну или искажаться.
Измерение размера также важно, поскольку информация о сечении напрямую влияет на рассчитанный результат растяжения
.Точная ячейка загрузки не может исправить неправильную область образца.
Подготовка, форма и измерение образцов должны следовать применимой процедуре IEC и спецификации кабеля/продукта, а не стандартному образцу для растяжения пластика, взятому из другого метода испытаний.
хват, выравнивание и удлинение могут изменить результат
Правильно подготовленный образец всё равно может давать плохие данные, если его неправильно хранить.
Это особенно актуально для мягких ПВХ, гибких оболочных соединений, тонкой изоляции и высокораздвижных материалов. Захваты требуют достаточной удерживания силы, чтобы предотвратить движение, не создавая новой точки разрушения челюсти
.Недостаточное зажатие может привести к проскольжению образца. Увеличение давления может остановить скольжение, но повредить мягкий образец и переместить повреждение на край челюсти
.Выравнивание тоже имеет значение. Образец, входящий в захваты под углом, может испытать траекторию нагрузки, отличающуюся от предполагаемой оси растяжения.
Вот почему выбор хвата должен следовать форме образца и поведению материала. Поверхность челюсти, способ зажима, геометрия захвата и стабильность давления могут влиять на результат теста.
После разрыва образец следует осматривать, а не полагаться только на количество данных, указанных программным обеспечением.
Где он сломался?
Он двигался в рукоятках?
Есть ли серьёзные следы челюсти?
Образец всё ещё был выровнен при отказе?
Повторяемый результат полезен только тогда, когда установка многократно выполняет задуманный тест
.
Ожидаемое удлинение также влияет на выбор машины
Сила — лишь одна из сторон решения оборудования
.Рассмотрим два экземпляра, оба из которых проходят ниже 500 N. Одна достигает примерно 40% удлинения, а другая — в несколько раз длину своей исходной колеи.
Они могут соответствовать одинаковому диапазону сил, но не создают одинакового требования к ходу.
Длина колеи, начальное разделение рукоятки, ожидаемое удлинение и удобный перемещения машины должны работать вместе. Правильно размерная нагрузочная ячейка не помогает, если образец достигает доступного хода машины до необходимого испытательного события
.Также необходимо определить метод, используемый для определения удлинения.
Перемещение кроссхеда описывает движение машины. Удлинение материала описывает деформацию образца относительно его определённой исходной длины. В зависимости от конфигурации теста движение машины может включать удлинение образца вместе с вкладом движения хвата, соблюдения или скольжения.
Это не означает, что каждый тест IEC 60811-501 автоматически требует одного и того же экстензометра. Это означает, что необходимый результат удлинения и подход к измерению должны быть определены до настройки системы.
сила не является материальным свойством
Предположим, что два образца достигают 300 N.
Образец A имеет исходную площадь поперечного сечения 20 мм²:
Образец B имеет площадь 10 мм²:
Нагрузочная ячейка измерила ту же силу, но рассчитанные растягивающие напряжения сильно отличаются.
Вот почему исходное значение в ньютонах само по себе не описывает механические характеристики кабельной изоляции или соединения оболочки.
Свойства растяжения требуют совместной интерпретации измерения силы с геометрией образца. Удлинение добавляет ещё одно измерение:
где представляет исходную длину ссылки и соответствующая расширенная длина, используемая методом.
Программное обеспечение может автоматически вычислять и сообщать эти значения, но не может компенсировать плохую подготовку образца, неправильные размеры, скольжение хвата или неправильно определённую длину опоры.
Это также важно, когда две лаборатории сообщают разные результаты.
Если прочность на растяжение схожа, но удлинение существенно различается, стоит проверить подготовку образца, исходные размеры, определение калибра, кондиционирование, поведение захвата и признаки скольжения, прежде чем заключить, что одна машина неточна.
Две откалиброванные машины всё равно могут давать разные результаты, даже если образцы не проходят испытания одинаковым механическим способом.
До и после старения
Некоторые программы по кабельным материалам требуют оценки прочности не только в исходном состоянии, но и после определённого процесса старения
.IEC 60811-401 охватывает методы термического старения в воздушной печи для изоляции и оболочки соединений
.Типичная тестовая программа может сравнивать:
Невыдержанный образец → прочность на растяжение + удлинение
с:
Указанно старение → выдержку образца → прочность на растяжение + удлинение
Сравнение помогает показать, как механическое поведение материала меняется после необходимого теплового воздействия.
Не существует единой температуры и продолжительности старения, которые должны быть скопированы в каждую тестовую программу IEC 60811. Соответствующая спецификация кабеля или продукта определяет необходимые условия и критерии приема оцениваемого материала.
Это различие имеет значение при конфигурировании лаборатории. Механические измерения обеспечивает растяжительный станок; Полная программа испытаний также может потребовать соответствующего оборудования для старения и рабочего процесса по кондиционированию образцов.
Как выбрать ёмкость машины
На этом этапе выбор машины становится гораздо проще.
Начните с ожидаемой силы образца, затем проверьте диапазон нагрузочной ячейки, форму образца, рукоятки, ожидаемое удлинение, доступный ход, требуемый метод измерения и ежедневный объём тестирования.
Ёмкость кадра появляется после этих вопросов
."Максимальная ожидаемая сила составляет 600 Н. Достаточно ли машины на 5 кН?»
Только по объёму кадра 600 Н комфортно ниже 5 кН
.Это не завершает выбор
.Лаборатория всё равно должна проверить, что выбранная конфигурация нагрузочной ячейки соответствует реальному рабочему радиусу, что образец можно удерживать без проскальзывания или повреждения челюсти, и что доступный ход соответствует ожидаемому удлинению
.Именно здесь ITM-LAB RS-8010A и RS-8000 выполняют разные требования
.RS-8010A — приложения IEC 60811-501 с меньшими нагрузками
The ITM-LAB RS-8010A Servo Control Universal Testing Machine охватывает мощности от 50 N до 5 kN.
Для многих образцов изоляции кабелей и оболочки с меньшим усилием RS-8010A является первой платформой для оценки
.Полная система может включать:
RS-8010A + соответствующая нагрузочная ячейка + подходящие натяжные рукоятки + конфигурация измерения удлинения + тестовое программное
обеспечениеТочная конфигурация должна соответствовать ожидаемому поведению образца, а не рассматривать IEC 60811-501 как единый фиксированный пакет с машиной и захватом.
RS-8000 — требования к лаборатории с более высокой или более широкой
нагрузкойЦель ITM-LAB RS-8000 Servo Control Tensile Test Machine покрывает 10–50 kN конфигурации
.RS-8000 становится актуальным, когда программа испытаний переходит в значительно более высокий диапазон рабочей силы или когда лаборатории нужна более широкая платформа для дополнительных приложений с более высокой силой на растяжение
.Например, производитель кабелей может захотеть одну систему для нескольких материалов и компонентов, а не машину, предназначенную только для утепления и образцов оболочек с меньшими силами. В таком случае более широкая лабораторная нагрузка может оправдать установку более высокой пропускной способности.
Большой кабель сам по себе этого не делает.
A Real Cable-Lab RFQ
Рассмотрим этот запрос:
Материал: внешняя оболочка ПВХ
Метод: IEC 60811-500 1
Ожидаемая сила: 200–600 N
<сильный data-start="15608" data-end="15632">Ожидаемое удлинение: "High"
Требуемые результаты: прочность на растяжение + удлинение при разрыве
Объём теста: 80 образцов в день
Дополнительное требование: до/после термического старения
Уже достаточно информации, чтобы определить RS-8010A как платформу, заслуживающую оценки.
Информации недостаточно для окончательного завершения тестовой системы.
"High elongation" нужно перевести в ожидаемый диапазон, чтобы можно было проверить перемещение машины. Форма образца и размеры всё ещё отсутствуют, как и доступная длина образца и соответствующие спецификации троса.
Для старых образцов необходимо также подтвердить, а не предполагать необходимое условие старения.
Ежедневный объём добавляет практическую проблему. Лаборатория разработки, использующая десять образцов в неделю, может терпеть более сильную ручную регулировку рукоятки. При 80 образцах в день повторяемая загрузка образцов, работа рукоятки и программный рабочий процесс становятся более важными.
Вот почему две лаборатории, работающие по одному и тому же методу IEC, могут разумно требовать разных конфигураций оборудования
.что отправить перед запросом системы испытаний на растяжение IEC 60811
Полезный RFQ не обязательно должен быть длинным, но должен описывать фактическое требование образца и тест:
Тип кабеля: ______
Материал на испытаниях: изоляция / оболочка< br data-start="16891" data-end="16894">Compound: PVC / PE / XLPE / Эластомер / Другое
Применимый метод IEC: ______
Кабель / Спецификация продукта: ______
Форма образца: ______
ширина образца / соответствующие размеры: ______
Толщина образца: ______
Ожидаемая максимальная сила: ______ N
Ожидаемое удлинение: ______%
Требуемые результаты: прочность на растяжение / Удлинение / Другое
Непожилые / Стареющие / Оба: ______
Требуемый возраст ing Состояние: ______
Объём теста: ______ образцов в день
Чертеж кабеля / образец / образец доступен: да / нет
С этой информацией последовательность выбора выглядит так:
Образец → ожидаемая сила → нагрузочной ячейки → захватов → измерение удлинения → перемещения → машине.
IEC 60811-501 Дорожная карта выбора системы тестирования
FAQ
Что тестирует IEC 60811-501?
IEC 60811-501 предоставляет процедуры для определения механических свойств изолирующих и оболочных соединений, используемых в электрических и оптоволоконных кабелях. Обычно он применяется к сшитым и термопластичным соединениям и предназначен для совместного использования с IEC 60811-100.
Не следует путать с испытанием на растяжение, проводимым на целом готовом кабеле.
В чём разница между испытанием на растяжение IEC 60811 и испытанием на растяжение всего троса?
Испытания материалов IEC 60811-501 оценивают подготовленный образец соответствующего изоляционного или оболочного соединения
.Тест на растяжение всего кабеля может одновременно загружать несколько элементов конструкции кабеля и, следовательно, отвечает на другой механический вопрос
.Достаточно ли 5 кН для испытания на растяжение IEC 60811-501?
Этого может быть более чем достаточно для многих образцов изоляции и оболочек, но решение должно основываться на ожидаемой силе образца, а не на стандартном числе или диаметре кабеля.
Также следует проверить дальность нагрузки, конфигурацию рукоятки, ожидаемое удлинение и доступный ход машины.
Какие рукоятки лучше использовать для изоляции кабелей и образцов оболочек?
Выбор хватки зависит от формы образца, толщины, состояния поверхности, жесткости и поведения при удлинении.
Цель — предотвратить проскальзывание образца без чрезмерного повреждения челюсти или преждевременного отказа на краю рукоятки. Поэтому финальная рукоятка должна быть выбрана вокруг самого образца, а не присваиваться только по стандартному номеру.
Требуется ли экстензометр для IEC 60811-501?
Метод измерения элонгации должен следовать применимой процедуре, образцу и требуемому результату.
Не рекомендуется предполагать, что смещение крестоголовка всегда равно удлинению образца, либо что для каждого применения кабельного материала требуется один и тот же экстензометр. Подход к измерению должен быть подтвержден как часть полной конфигурации тестовой системы.
Почему анализируют изоляцию кабелей и образцы оболочек после старения?
Сравнение механических свойств до и после заданного старения помогает оценить изменения материала после термического воздействия.
IEC 60811-401 предоставляет соответствующие методы выдержки в воздушной печи, в то время как применимая спецификация кабеля/продукта определяет необходимые условия и критерии приема
.Заключительные мысли
Выбор оборудования для IEC 60811-501 становится значительно проще, когда обсуждение переходит от размера готового кабеля к образцу, который будет фактически тестироваться.
Форма образца и размеры влияют на ожидаемую силу. Поведение материала влияет на выбор хвата и ход. Прочность на растяжение и удлинение определяют, что должна зафиксировать система измерений. Требования к старению могут добавить ещё один этап в лабораторный рабочий процесс.
Для многих образцов низкой изоляции и оболочки RS-8010A является логичной платформой ITM-LAB для первой оценки. RS-8000 становится актуальным, когда реальная рабочая сила или более широкая программа тестирования лаборатории требует большей мощности.
Сначала определите образец. Выбери машину вторую.
Нужно настроить систему испытаний на растяжение IEC 60811-501?
Отправьте в ITM-LAB тип кабеля, изоляцию или материал оболочки, применимый метод IEC и спецификацию кабеля, форму и размеры образца, ожидаемую силу, ожидаемую удлинительность, ежедневный объём теста и необходимы ли испытания перед выстарением, после старения или и тем, и другим
.ITM-LAB может затем оценить соответствующую нагрузочные ячейки, растяжные рукоятки, метод измерения удлинения, ход машины и универсальную конфигурацию тестовой машины для конкретного применения
.