額定電壓450/750V及以下橡皮絕緣電纜電梯電纜護套老化前抗張強度與斷裂伸長率檢測

橡皮絕緣電纜廣泛應用于電梯設備中，其護套材料的力學性能直接影響電纜的使用壽命和安全可靠性。護套老化前的抗張強度和斷裂伸長率是評價其力學性能的關鍵指標，反映了材料在未受熱氧老化等環境因素影響時的初始質量，對于確保電纜在安裝、運行過程中承受機械應力（如彎曲、拉伸、摩擦）至關重要。

1. 檢測項目

本檢測項目主要針對電梯電纜護套老化前的抗張強度與斷裂伸長率。

• 抗張強度：指試樣在拉伸試驗過程中，拉斷過程中所承受的大力值與試樣原始截面積之比，單位為兆帕（MPa）。它表征材料抵抗拉伸破壞的能力。

• 斷裂伸長率：指試樣在拉斷時，標線間的伸長量與原始標距的百分比（%）。它表征材料在斷裂前的塑性變形能力，即韌性。

檢測方法與原理：

檢測核心方法是拉伸試驗，其基本原理是將規定形狀的啞鈴狀試樣在拉力試驗機上以恒定速度拉伸，直至斷裂，同時記錄拉伸過程中的力值變化和位移變化，通過計算得出抗張強度和斷裂伸長率。

具體步驟如下：

1. 試樣制備：從成品電纜上小心剝取護套，用裁刀沖裁或機械加工制備成標準啞鈴狀試樣（通常為1型或2型啞鈴片）。試樣應無損傷、雜質和氣泡。

2. 尺寸測量：使用厚度計和光學測量設備精確測量試樣標距內的厚度和寬度，計算原始截面積。

3. 標距標記：在試樣平行部分用標線器標記出初始標距（通常為20mm或25mm）。

4. 夾持與拉伸：將試樣對稱地夾持在拉力試驗機的上下夾具中，確保受力軸線與試樣中心線一致。啟動試驗機，以規定的恒定速度（通常為250±50 mm/min或500±50 mm/min，具體依據標準規定）進行拉伸。

5. 數據記錄：試驗機自動記錄拉伸過程中的力-位移曲線或直接計算并顯示大拉力值和斷裂時的伸長量。

6. 結果計算：

   • 抗張強度 TS：TS = Fm / (b * d)
     其中，Fm為大拉力（N），b為試樣寬度（mm），d為試樣厚度（mm）。

   • 斷裂伸長率 Eb：Eb = (Lb - L0) / L0 * 100%
     其中，Lb為試樣斷裂時標距（mm），L0為原始標距（mm）。

通常，一組試驗需至少5個有效試樣，結果取中值。

2. 檢測范圍

電梯電纜護套的力學性能檢測需求廣泛存在于以下領域：

• 電梯制造行業：用于對配套電纜的入廠檢驗和質量控制，確保電纜滿足電梯運行中的頻繁彎曲、懸掛承重等要求。

• 電線電纜制造業：作為生產工藝控制和成品出廠檢驗的關鍵環節，保證產品符合標準規定。

• 建筑工程與安裝驗收：在電梯安裝前或對在用電纜進行質量評估，排查因護套機械性能不足導致的潛在安全隱患。

• 第三方質量檢測與認證機構：依據相關標準進行型式試驗、抽樣檢驗和產品認證檢測。

• 設備維護與安全檢查：定期對電梯電纜進行檢測，評估其護套材料是否因未老化和潛在損傷而性能下降。

3. 檢測標準

國內外標準對橡皮絕緣電纜護套（通常是氯丁橡膠或其他類似合成彈性體）老化前的抗張強度和斷裂伸長率均有明確規定。

• 國內標準：

  • GB/T 5013.1《額定電壓450/750V及以下橡皮絕緣電纜 第1部分：一般要求》：該部分是總綱，引用了相關的試驗方法。

  • GB/T 5013.5《額定電壓450/750V及以下橡皮絕緣電纜 第5部分：電梯電纜》：此部分針對電梯電纜提出了具體型號和結構要求，其護套性能需滿足GB/T 5013.1中對于橡皮護套混合料的要求。

  • GB/T 2951.11《電纜和光纜絕緣和護套材料通用試驗方法 第11部分：通用試驗方法—厚度和外形尺寸測量—機械性能試驗》：此標準詳細規定了抗張強度和斷裂伸長率的試驗方法，包括試樣制備、試驗步驟和結果計算。這是執行檢測的直接方法依據。

• 標準：

  • IEC 60245-1《額定電壓450/750V及以下橡皮絕緣電纜 第1部分：一般要求》

  • IEC 60245-5《額定電壓450/750V及以下橡皮絕緣電纜 第5部分：電梯電纜》

  • IEC 60811-501《電纜和光纜絕緣和護套材料通用試驗方法 第501部分：機械性能試驗—測定絕緣和護套機械性能的試驗》

標準中通常規定，用于電梯電纜的橡皮護套混合料（如SE3型），其老化前抗張強度中值不應低于10.0 MPa，斷裂伸長率中值不應低于300%。具體限值需參照新有效版本的標準規定。

4. 檢測儀器

完成此項檢測所需的主要儀器是電子拉力試驗機（或稱材料試驗機）。

• 主要功能：對試樣施加靜態軸向拉伸負荷，直至斷裂，并精確測量整個過程中的力值和位移。

• 核心組成部分：

  • 負荷框架：提供穩定的加載結構，包括移動橫梁、底座等。

  • 驅動系統：伺服電機驅動，確保橫梁以恒定速度平穩移動。

  • 測力系統：高精度負荷傳感器，用于測量試樣所受的拉力。

  • 位移/變形測量系統：通常采用引伸計（對于精確測量標距內的變形）或通過橫梁位移換算（需校準）。斷裂伸長率的精確測量推薦使用非接觸式視頻引伸計或接觸式引伸計。

  • 控制系統與數據采集軟件：用于設置試驗參數（如拉伸速度、試樣尺寸等），控制試驗過程，實時顯示力-位移曲線，并自動計算抗張強度、斷裂伸長率等結果。

• 輔助設備：

  • 啞鈴狀裁刀：用于沖裁標準形狀的試樣。

  • 測厚儀：用于精確測量試樣厚度，精度至少達到0.01mm。

  • 標距標記器：用于在試樣上標記初始標距。

  • 材料切片機或刨片機：用于從電纜護套上制備厚度均勻的片材，以便沖裁。

為確保檢測結果的準確性和可靠性，所有檢測儀器均需定期進行校準，其精度應符合相關標準（如ISO 7500-1對于試驗機，ISO 9513對于引伸計）的要求。檢測環境應控制在標準規定的溫濕度條件下（通常為23±2℃，50±10%相對濕度）。