非金属套电缆外护套检测
非金属套电缆外护套检测重点：关键检测项目详解
非金属套电缆（主要指塑料、橡胶等非金属材料作为外护层的电力电缆、通信电缆等）的外护套是电缆抵御外部环境侵害的第一道防线。其质量直接影响电缆的机械防护、耐候性、耐化学腐蚀性以及长期运行的安全可靠性。因此，对外护套进行系统、规范的检测是电缆制造、验收和使用过程中不可或缺的环节。
一、 外护套的核心功能与检测目标
- 物理防护： 抵抗机械应力（挤压、冲击、磨损）、生物侵害（啮齿动物、白蚁）。
- 环境防护： 抵御水分、潮气渗透，耐受紫外线、臭氧、高低温、化学腐蚀（油、酸碱、溶剂）。
- 电气保护： 提供必要的绝缘性能（尤其在铠装电缆中作为铠装与外部环境的隔离层）。
- 标识作用： 表面印刷或颜色标识电缆型号、电压等级等信息。
检测的核心目标在于确认：
- 护套材料性能是否符合设计要求。
- 护套结构尺寸是否满足规范。
- 护套在模拟的各种环境应力下能否保持其关键性能。
- 护套是否存在影响其防护功能的缺陷。
二、 核心检测项目解析
以下是对非金属外护套进行质量控制和性能验证时重点关注的检测项目：
(一) 材料物理机械性能
- 抗张强度与断裂伸长率：
- 目的： 衡量护套材料抵抗拉伸破坏的能力（强度）和延展性（伸长率）。这是评价材料基本力学性能的最核心指标，直接影响其抵抗外力拉伸、弯曲和安装过程中拉力的能力。
- 方法： 从成品护套或专门制备的试样上截取哑铃状或管状试样，在拉力试验机上以标准速率拉伸直至断裂，记录最大拉力（计算强度）和断裂时的伸长量（计算伸长率）。
- 老化后性能变化率：
- 目的： 评估护套材料在长期热暴露下的稳定性。模拟运行温度对材料性能的长期影响。
- 方法： 将试样置于规定温度的烘箱中进行规定时间（通常7天）的空气热老化，然后测试其老化后的抗张强度和断裂伸长率，并与老化前数据对比计算变化率（通常要求强度变化率不超过±25%，伸长率变化率不超过±40%）。
- 热冲击试验：
- 目的： 检测护套承受温度骤变而不开裂的能力。模拟安装或运行中可能遇到的快速温度变化。
- 方法： 将试样在低温（通常-15℃或更低）下放置规定时间，然后迅速浸入高温（通常150℃左右）的液体介质中（如甘油）保持短时间，取出检查护套是否有裂纹。
- 热延伸试验：
- 目的： 主要用于交联材料（如XLPE护套料），评估其在高温和负荷下的变形行为及冷却后的永久变形（塑性变形）和弹性恢复能力。
- 方法： 在高温烘箱中，对悬挂标准砝码的哑铃状试样进行规定时间的拉伸，测量其伸长率（载荷下伸长率）；除去载荷冷却后，测量其永久变形（永久伸长率）。
- 抗撕裂性能：
- 目的： 衡量护套材料抵抗撕裂（裂纹扩展）的能力，对抵抗安装损伤和尖锐物体刺伤很重要。
- 方法： 主要针对聚烯烃类材料，常用直角撕裂或裤形撕裂等方法测试撕裂强度。
- 密度：
- 目的： 作为材料纯度或组成的基本物理参数，有时用于材料批次一致性控制。
- 方法： 常用比重秤或密度梯度柱法测量。
(二) 材料化学与环境性能
- 耐油性能：
- 目的： 评估护套抵抗油类（如燃油、润滑油）溶胀和侵蚀的能力，对可能接触油污的环境（如加油站、工厂）至关重要。
- 方法： 将试样浸入规定温度的指定油品中规定时间，取出后测量其抗张强度、断裂伸长率的变化率以及重量变化率或体积膨胀率。
- 耐化学试剂性能：
- 目的： 评估护套抵抗特定酸、碱、盐类或溶剂侵蚀的能力，根据预期使用环境选择测试试剂。
- 方法： 类似于耐油试验，将试样浸泡在规定浓度的化学试剂中规定时间，评估外观变化、重量变化、尺寸变化及机械性能变化。
- 吸水性能：
- 目的： 衡量护套材料吸收水分的倾向，吸水过多可能导致电性能下降、机械性能劣化。
- 方法： 将规定尺寸的试样浸泡在规定温度的蒸馏水中规定时间（通常7天或更长），测量其重量增加百分比。
(三) 材料耐环境老化性能
- 空气烘箱老化： 如前所述在（一）中，是基础热老化。
- 氧弹老化：
- 目的： 在加压氧气环境中加速评估聚烯烃材料（特别是PP护套料）的抗热氧老化能力，比常压热老化更严酷。
- 方法： 将试样置于充满高压氧气的密封金属罐（氧弹）中，在高温下老化规定时间（常短于空气烘箱老化），测试老化后性能。
- 人工气候老化（紫外老化）：
- 目的： 模拟户外阳光（特别是紫外线）、雨水、露水、热量等因素对护套材料造成的综合老化作用，评估其耐候性。
- 方法： 使用氙灯老化箱、紫外荧光老化箱等设备，按照设定的光、暗周期、温度、湿度（喷淋）条件进行长时间加速老化（几百至几千小时），定期检查外观变化（粉化、开裂、褪色）并测量老化后机械性能保留率。
- 耐臭氧性能：
- 目的： 评估护套材料（特别是橡胶类）抵抗臭氧气体侵蚀导致龟裂的能力。
- 方法： 将拉伸状态的试样暴露在规定浓度臭氧的环境中规定时间（通常在温控臭氧箱中进行），观察表面是否出现裂纹及裂纹的程度。
(四) 结构尺寸与外观
- 护套厚度测量：
- 目的： 确保护套厚度满足标准最小值要求，是保障机械防护和耐压（铠装电缆）的关键尺寸。
- 方法： 使用专用测厚仪（如指针式、数显式、超声波测厚仪）在成品电缆护套上多点（通常在圆周方向均布不少于6点）测量，取最小值判断是否达标。管状试样也可测量。
- 护套外径测量：
- 目的： 控制电缆整体尺寸，满足安装空间要求以及铠装、成缆等工艺要求。
- 方法： 使用π尺（卷尺）、卡尺或精密测量带在电缆圆周方向测量，计算平均值。
- 护套偏心度检查：
- 目的： 评估护套圆周方向厚度的均匀性。严重偏心可能导致防护不均甚至局部过薄。
- 方法： 通常在测量多点厚度的同时，找出同一截面的最小厚度和最大厚度，计算偏心度（(最大厚度-最小厚度)/最大厚度 * 100%）。
- 外观检查：
- 目的： 直观识别护套表面缺陷。
- 方法： 目视检查护套表面是否光滑、圆整、色泽均匀；是否有可见的杂质、气泡、凹痕、擦伤、划痕、孔洞、开裂、疤痕、机械损伤；印刷标记是否清晰、连续、正确。
(五) 环境适应性
- 低温弯曲/卷绕/冲击试验：
- 目的： 评估护套在低温环境下的柔韧性和抗脆裂性能。低温可能导致材料变硬变脆。
- 方法：
- 弯曲： 将试样或成品电缆在低温下绕规定直径的圆柱体（冷弯模）弯曲180度或规定圈数，检查护套是否开裂。
- 卷绕： 低温下将电缆在圆柱体上卷绕规定圈数。
- 冲击： 低温下用规定重量的落锤冲击试样，检查是否开裂。
- 高温压力试验：
- 目的： 评估护套在高温下受压时的抗变形能力（如堆叠存放）。
- 方法： 用规定形状和压力的压头，在高温烘箱中压在护套试样上规定时间，测量压痕深度或检查永久变形程度。
(六) 电气完整性（针对需要绝缘功能的护套，如铠装电缆）
- 绝缘电阻测量：
- 目的： 验证护套材料在潮湿环境下的绝缘性能。
- 方法： 将成品铠装电缆试样浸入水中规定时间（如24小时），测量金属铠装与水之间的绝缘电阻值（通常在直流电压下测量）。
- 火花试验（电压试验）：
- 目的： 在线连续检测护套在生产过程中是否存在微孔、裂纹、杂质点、厚度严重不均等可能影响其完整性的缺陷（针孔检测）。
- 方法： 电缆在制造过程中通过一个充满高压（交流或直流）的电场（火花试验机），护套表面作为电极之一。若护套存在缺陷导致击穿，检测器会发出报警并标记位置。出厂前逐根进行。
三、 检测方法与质量控制
检测的实施需严格按照相关国家、行业或双方认可的技术规范进行。检测方法主要依据标准化组织发布的基础试验方法标准。试验通常在具备相应资质的实验室进行，使用符合要求的仪器设备和环境条件（温湿度控制）。样品取样需科学、有代表性（如批次抽样、型式试验抽样）。检测人员需经过培训，熟练掌握标准方法和仪器操作。
结论：
对非金属套电缆外护套的检测，是一个涵盖材料性能、结构尺寸、环境耐受性及电气完整性的综合性评估过程。通过对上述重点项目的严格把关，可以有效确保外护套具备抵御预期运行环境侵袭的能力，为电缆在其设计寿命内的安全、可靠运行提供坚实的防护保障。持续、规范的检测工作是电缆产品质量控制体系中至关重要的一环。