Starzenie się izolacji gumowej przewodów i kabli
Przyspieszone starzenie się próbek kauczuku podczas ogrzewania jest znacznie wolniejsze dla kauczuku żaroodpornego niż dla kauczuku zawierającego siarkę. Powszechnie stosowana metoda starzenia w termostacie nie powoduje zauważalnej zmiany właściwości mechanicznych gumy żaroodpornej nawet po kilku miesiącach.
Podwyższenie temperatury, w której przeprowadzane jest sztuczne starzenie z 70°C dla kauczuków siarkowych do 120°C dla kauczuków żaroodpornych znacząco zmienia warunki starzenia i tym samym utrudnia porównanie żywotności kauczuków konwencjonalnych i żaroodpornych na podstawie wyniki testów starzeniowych.
Żywotność izolacji gumowej zwykle charakteryzuje się krzywą przedstawioną w układzie współrzędnych, gdzie czas jest opóźniony wzdłuż odciętej, a utrata jakości wzdłuż rzędnej. Krzywa ta podaje, w temperaturze badania, czas potrzebny do utraty przez materiał izolacyjny jego pierwotnej jakości, takiej jak wytrzymałość na zerwanie lub elastyczność produktu, do z góry określonej z góry ustalonej granicy.
Istotną kwestią przy wyznaczaniu krzywej trwałości temperaturowej materiału izolacyjnego jest ustalenie głównego kryterium — utraty jakości materiału. Tym kryterium mogą być przede wszystkim właściwości mechaniczne materiału izolacyjnego, na przykład wytrzymałość na rozciąganie i wydłużenie po zerwaniu, a także inne oznaki ubytku masy, wysychania, zwęglania itp.).
W przypadku gumy wytrzymałość na rozciąganie i wydłużenie po zerwaniu są traktowane jako główne cechy charakteryzujące jakość tego materiału, a czasami bierze się również iloczyn tych wskaźników (iloczyn elastyczności). Kryterium charakteryzującym utratę podstawowej jakości nie jest porównanie właściwości mechanicznych, ale ich zmiana podczas starzenia.
Żywotność materiału izolacyjnego w funkcji temperatury można przedstawić za pomocą pewnego współczynnika wykładniczego. Dla większości włóknistych materiałów izolacyjnych (przędza, papier) według danych literaturowych każdy wzrost temperatury o 10°C skraca żywotność materiału 2-krotnie.
Teraz musisz ustawić temperaturę graniczną, przy której jakość materiału izolacyjnego zostanie utracona na mniej więcej długi czas.
Aby oszacować starzenie się izolacji maszyn, okres ten przyjmuje się czasem jako 2 lata.
W przypadku nowoczesnych przewodów i kabli żywotność izolacji gumowej, nawet w podwyższonych temperaturach, np. 70°, mierzona jest w latach i dlatego jest bardzo trudna do bezpośredniego określenia.
Określenie żywotności kabla lub przewodu pracującego w warunkach naturalnych na podstawie danych przyspieszonego starzenia w podwyższonej temperaturze (90 — 120°) jest całkowicie niemożliwe, ponieważ utrata jakości materiału warstwy izolacyjnej w wysokich temperaturach temperatura jest szybsza, natomiast w niższej temperaturze spadek cechy jakościowej staje się zauważalny dopiero po pewnym czasie, mierzonym niekiedy w dziesiątkach i setkach dni. Im dłuższy ten okres czasu, tym niższa temperatura starzenia.
Niekiedy następuje nawet nieznaczny wzrost właściwości mechanicznych gumy w pierwszych dniach starzenia w stosunkowo niskiej temperaturze.
O ile starzenie termiczne izolacji gumowej determinowane jest głównie procesem utleniania gumy pod wpływem tlenu atmosferycznego, o tyle o starzeniu elastomerów decyduje głównie odparowywanie plastyfikatorów, co wiąże się ze wzrostem kruchości i spadkiem właściwości mechanicznych .
Oprócz starzenia cieplnego tworzyw sztucznych stosowanych do produkcji kabli, duże znaczenie ma proces starzenia lekkiego.
Najpełniejsze badania przewodów z izolacją z tworzyw sztucznych i gumy, a także samego materiału izolacyjnego użytego do produkcji drutu lub kabla, przeprowadza się w specjalnej instalacji, w której izolacja poddawana jest jednocześnie działaniu ciepła (starzenie termiczne) i światło lampy ultrafioletowej (lekkie starzenie) w warunkach dużej wilgotności i przyspieszonej cyrkulacji powietrza (badanie twardości matrycy), które obecnie coraz bardziej wypiera starzenie termiczne, ponieważ lepiej oddaje warunki, w jakich znajduje się materiał izolacyjny.
Zobacz też:Przewody i kable z izolacją gumową: rodzaje, zalety i wady, materiały, technologia produkcji