ZR—BV阻燃电缆绝缘材料热老化寿命研究
核电厂老化和寿命管理(DNMC戴忠华)
核电厂老化和寿命管理 戴忠华刘鹏 大亚湾核电运营管理有限责任公司(DNMC) 518124 摘要本文概述了IAEA对核电厂老化管理的基本要求和所推荐的实施老化和寿命管理的方法；介绍了DNMC实施老化和寿命管理的工作方法和实践。文章指出老化和寿命管理工作首先要将精力集中在核电站的关键设备上，然后逐步扩大范围；并且随着经验数据的积累，工作重点逐步由老化机理理解、敏感部件筛选向老化趋势分析和寿命评估转变。 关键词核电厂老化寿命管理 1.概述 通常，核电站的设计寿命为40年。目前，一些国家早期建造的核电站已经接近它的设计寿命，为了延寿到60年寿命，必须对核电站进行全面的安全和经济评估，以及相关的改造。但是，仍然有一部分核电站由于在建造和运行阶段，没有实施良好的老化管理，而被迫退役，例如美国，这部分退役的核电站将占美国核电站总数的20％左右。 从而，20世纪80年代后，如何在核电站实施有效的老化和寿命管理成为了一个国际关注的课题。各个国家都在这方面注入了大量精力进行研究和改进，对于保证核电站安全裕度、挖掘核电站的经济潜力、提高核电竞争力方面做出了重要贡献。其中，IAEA为了规范化老化和寿命管理工作，在吸取了各个国家的的良好实践后，归纳和总结出了一套系统的老化和寿命管理方法，并且编写成了技术导则，为国际上老化和管理的开展奠定了坚实的基础;美国NRC制定了一系列法规要求，为核电站老化管理提出了明确具体的要求，规范核电站老化管理工作的开展。 在十年安全审查中，大亚湾核电按照核安全局的要求，对核电站的老化管理状况进行了认真的审查，通过本次审查中发现的不足，结合国际先进的经验和良好实践，开展了一系列活动，以求不断完善核电站老化和寿命管理体系。 2.老化和寿命管理的方法 IAEA核电厂寿命管理技术工作组（TWG-LMNPP）依据成员国的建议，推荐实
电缆老化原因分析
在监察工作中，发现电气线路普遍存在电缆老化、破损现象，为保证安全生产、人身财产安全，建议对老化、破损电缆以及超期使用的电缆进行更换，为达到从根本控制电缆老化、破损出此报告，目的是从技术标准角度控制电缆老化的速度以及减免电缆破损，提高电缆的使用效率，避免人为的失误造成的资源浪费。 电缆老化、破损的原因分析： 1)外力损伤 电缆搬运过程以及敷设安装不规范，容易造成机械损伤；在直埋电缆上搞土建施工也极易将运行中的电缆损伤等。如果损伤不严重，要几个月甚至几年才会导致损伤部位彻底击穿形成故障，破坏严重的可能发生短路故障，直接影响用电单位的安全生产。 2)绝缘受潮 一般发生在直埋或排管里的电缆接头处。电缆接头制作不合格和在潮湿的气候条件下做接头，会使接头进水或混入水蒸气，时间久在电场作用下形成水树枝，逐渐损害电缆的绝缘强度而造成故障。 3)化学腐蚀 电缆直接埋在有酸碱作用的地区，往往会造成电缆的铠装、铅皮或外护层被腐蚀，保护层因长期遭受化学腐蚀或电解腐蚀，致使保护层失效，绝缘降低，也会导致电缆故障。 4)长期过负荷运行 超负荷运行，由于电流的热效应，负载电流通过电缆时必然导致导体发热，同时电荷的集肤效应以及钢铠的涡流损耗、绝缘介质损
耗也会产乍附加热量，从而使电缆温度升高。长期超负荷运行时，过高的温度会加速绝缘的老化，以至绝缘被击穿。尤其在炎热的夏季，电缆的温升常常导致电缆绝缘薄弱处首先被击穿，因此在夏季，电缆的故障也就特别多。 5)电缆接头故障 电缆接头是电缆线路中最薄弱的环节，由人员直接过失(施工不良)引发的电缆接头故障时常发生。施工人员在制作电缆接头过程中，如果有接头压接不紧、加热不充分等原因，都会导致电缆头绝缘降低，从而引发事故。 6)环境和温度 电缆所处的外界环境和热源也会造成电缆温度过高、绝缘击穿，甚至爆炸起火。 7)电缆本体的正常老化或自然灾害等其他原因。 电线电缆在现代化生产生活中高度普及，任何需要电力驱动的机械都离不开电线电缆的支持。电线电缆的主要构成是金属丝、绝缘套和保护套，这就要求电线电缆的运送和保管必须严格和慎重，避免电线电缆在运输保管中出现损坏。 1）电线电缆在运输过程中应避免从高处坠落的现象，更禁止装卸时从高处扔下电线电缆，特别是在温度较低的条件下（一般为5℃以下），电线电缆的绝缘套、保护套较为脆、硬，高空摔落会导致绝缘套和保护套开裂。
加速老化试验预测橡胶使用寿命(自己翻译过来的)
加速试验预测橡胶组件的使用寿命（翻译的） 摘要：橡胶材料的性能及橡胶组件使用寿命的预测、估算在橡胶组件的设计过程中有着重要的作用。我们通过加速老化试验和模拟相结合的办法，对橡胶材料在氧气环境中的寿命预测做了很多年的研究。这篇论文研究了热老化对橡胶性能的影响，同时也对冷冻机用三元乙丙橡胶（EPDM），丁腈橡胶（NBR）橡胶组件的使用寿命进行了预测。实验结果表明橡胶组分影响着橡胶的交联密度；老化时间及活化能可以很好的用以描述老化行为；通过单轴拉伸试验得到应力应变曲线。为了预测EPDM，NBR的使用寿命，对这两种橡胶做了50℃到100℃，1天到180天的加速老化试验，并测试了一系列的物理性能试验。通过阿伦尼乌斯方程进行了计算，并通过压缩永久变形试验，本文提出了一系列方程用以预测橡胶材料使用寿命。 关键词：加速试验，丁腈橡胶，活化能，交联，三元乙丙橡胶，热老化，寿命预测，橡胶材料。 符号缩写：C.S 压缩永久变形；d0 样品的厚度；d1压缩状态下样品厚度；d2 卸载后厚度k 交联密度变化程度；（K）T 反应速率；A，B 常数；E 反应活化能；R 气体常数；T 绝对温度 I 前言 橡胶是一种最为通用的材料，有着广泛的用途，甚至很难说清它到底有多少用途。从普通的家用，商用，汽车制造等到高尖端的航天航空工业都有橡胶的身影。许多橡胶组件在使用中需要承受一定的机械力作用，为了保证橡胶组件的安全性和可靠性，使用寿命的预测估算是一项关键技术。如何防止橡胶组件在使用过程中损坏是一个关键问题。橡胶组件在使用过程中承受着一定的载荷，还受到温度，辐射以及一些其它的有害物质的影响。所有的影响因素结合在一起，导致了橡胶物理及化学结构的改变，最终表现为橡胶机械性能的降低。橡胶在使用了一段时间后，开始老化，通常表现为挺性增加，阻尼性能下降。老化不光光影响了性能，同时也影响了组件的使用寿命。橡胶组件所处环境的不同，使得它们的降解方式也不一样。橡胶组件的逐步老化降解，不仅与外部因素有关，同时与橡胶基体本身以及橡胶里面的添加剂有关。广义上讲，橡胶的老化是这些因素的一个加和。这些因素具体起到了多大的作用，很难计算出来。它们的分类可以见表1。 表1 橡胶老化因素表 中，直到这些橡胶组件被替换下来之前，它们必须保持足够的物理机械性能，但是受到温度、湿度、紫外光、臭氧、化学物质、载荷的影响，它们的使用寿命又很难估算。所以找到橡胶的统一属性和它处于的环境影响，并预计它的寿命显得非常重要。通过对橡胶材料降解老化的研究，可以为提高使用寿命，增加可靠性提供必要的条件。 橡胶硫磺硫化体系形成的交联网络，随着热老化的不断进行而发生着改变。受到热老化后，高硫磺含量硫化体系形成的交联网络的变化要大于低硫磺含量硫化体系所形成的交联网络。 为了解决工程实践中的一些问题，橡胶材料物理性能受老化影响的程度，橡胶组件使用
电缆老化的几点原因
电缆老化的几点原因 电线电缆老化故障的最直接原因是绝缘降低而被击穿。导敏绝缘降低的凶素很多，根据实际运行经验，中华电缆交易网小编归纳起来不外乎以下几种情况。 1)电缆老化原因:外力损伤。由近几年的运行分析来看，尤其是在经济高速发展中的海浦东，现在相当多的电缆故障都是由于机械损伤引起的。比如：电缆敷设安装时不规范施工，容易造成机械损伤;在直埋电缆上搞土建施工也极易将运行中的电缆损伤等。l有时如果损伤不严重，要几个月甚至几年才会导致损伤部位彻底击穿形成故障，有时破坏严重的可能发生短路故障，直接影响电『舣J和用电单位的安全生产。 2)电缆老化原因:绝缘受潮。这种情况也很常见，一般发生在直埋或排管里的电缆接头处。比如：电缆接头制作不合格和在潮湿的气候条件下做接头，会使接头进水或混入水蒸气，时间久r在电场作用下形成水树枝，逐渐损害电缆的绝缘强度而造成故障。 3)电缆老化原因:化学腐蚀。电缆直接埋在有酸碱作用的地区，往往会造成电缆的铠装、铅皮或外护层被腐蚀，保护层因长期遭受化学腐蚀或电解腐蚀，致使保护层失效，绝缘降低，也会导致电缆故障。化：单位的电缆腐蚀情况就相当严重。 4)电缆老化原因:长期过负荷运行。超负荷运行，由于电流的热效应，负载电流通过电缆时必然导致导体发热，同时电荷的集肤效应以及
钢铠的涡流损耗、绝缘介质损耗也会产乍附加热量，从而使电缆温度升高。长期超负荷运行时，过高的温度会加速绝缘的老化，以至绝缘被击穿。尤其在炎热的夏季，电缆的温升常常导致电缆绝缘薄弱处首先被击穿，因此在夏季，电缆的故障也就特别多。线缆315网。 5)电缆老化原因:电缆接头故障。电缆接头是电缆线路中最薄弱的环节，由人员直接过失(施工不良)引发的电缆接头故障时常发生。施工人员在制作电缆接头过程中，如果有接头压接不紧、加热不充分等原网，都会导致电缆头绝缘降低，从而引发事故。 6)电缆老化原因:环境和温度。电缆所处的外界环境和热源也会造成电缆温度过高、绝缘击穿，甚至爆炸起火。
NBR加速老化试验预测橡胶使用寿命
加速老化预测NBR橡胶的使用寿命 摘要：橡胶材料的性能及橡胶组件使用寿命的预测、估算在橡胶组件的设计过程中有着重要的作用。我们通过加速老化试验和模拟相结合的办法，对橡胶材料在氧气环境中的寿命预测做了很多年的研究。这篇论文研究了热老化对橡胶性能的影响，同时也对冷冻机用，丁腈橡胶（NBR）橡胶组件的使用寿命进行了预测。实验结果表明橡胶组分影响着橡胶的交联密度；老化时间及活化能可以很好的用以描述老化行为；通过单轴拉伸试验得到应力应变曲线。为了预测NBR的使用寿命，对NBR橡胶做了50℃到100℃，1天到180天的加速老化试验，并测试了一系列的物理性能试验。通过阿伦尼乌斯方程进行了计算，并通过压缩永久变形试验，本文提出了一系列方程用以预测橡胶材料使用寿命。 关键词：加速试验，丁腈橡胶，活化能，交联，三元乙丙橡胶，热老化，寿命预测，橡胶材料。 符号缩写：C.S 压缩永久变形；d0 样品的厚度；d1压缩状态下样品厚度；d2 卸载后厚度 k 交联密度变化程度；（K）T 反应速率；A，B 常数；E 反应活化能；R 气体常数；T 绝对温度 I 前言 橡胶是一种最为通用的材料，有着广泛的用途，甚至很难说清它到底有多少用途。从普通的家用，商用，汽车制造等到高尖端的航天航空工业都有橡胶的身影。许多橡胶组件在使用中需要承受一定的机械力作用，为了保证橡胶组件的安全性和可靠性，使用寿命的预测估算是一项关键技术。如何防止橡胶组件在使用过程中损坏是一个关键问题。橡胶组件在使用过程中承受着一定的载荷，还受到温度，辐射以及一些其它的有害物质的影响。所有的影响因素结合在一起，导致了橡胶物理及化学结构的改变，最终表现为橡胶机械性能的降低。橡胶在使用了一段时间后，开始老化，通常表现为挺性增加，阻尼性能下降。老化不光光影响了性能，同时也影响了组件的使用寿命。橡胶组件所处环境的不同，使得它们的降解方式也不一样。橡胶组件的逐步老化降解，不仅与外部因素有关，同时与橡胶基体本身以及橡胶里面的添加剂有关。广义上讲，橡胶的老化是这些因素的一个加和。这些因素具体起到了多大的作用，很难计算出来。它们的分类可以见表1。 表1 橡胶老化因素表 冷冻机中空压机部分所使用的橡胶组件的使用寿命是它的一项关键指标。在使用过程中，直到这些橡胶组件被替换下来之前，它们必须保持足够的物理机械性能，但是受到温度、湿度、紫外光、臭氧、化学物质、载荷的影响，它们的使用寿命又很难估算。所以找到橡胶的统一属性和它处于的环境影响，并预计它的寿命显得非常重要。通过对橡胶材料降解老化的研究，可以为提高使用寿命，增加可靠性提供必要的条件。 橡胶硫磺硫化体系形成的交联网络，随着热老化的不断进行而发生着改变。受到热老化后，高硫磺含量硫化体系形成的交联网络的变化要大于低硫磺含量硫化体系所形成的交联网络。
橡胶热老化试验标准
橡胶热老化试验标准 警告：使用本标准的人员应熟悉正规实验室操作规程。本标准无意涉及因使用本标准可能出现的所有安全问题。制定相应的安全和健康制度并确保符合国家法规是使用者的责任。 1范围 本标准适用于硫化橡胶或热塑性橡胶在常压下进行热空气加速老化和耐热试验。 2引用标准 下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。 GB/T2941-1991橡胶试样环境调节和试验的标准温度、湿度及时间(eqvISO471:1983) GB/硫化橡胶或热塑性橡胶样品和试样的制备第一部分物理试验(idtISO4661-1:1993) GB/T14838-1993橡胶与橡胶制品试验方法标准精密度的确定 (neqISO/TR9272:1986) 3原理 试样在高温和大气压力下的空气中老化后测定其性能，并与未老化试样的性能作比较。 与使用权有关的物理性能应用来判定老化程度，介在没有这些性能的确切鉴定的情况下，建议测定拉伸强度、定伸应力、拉断伸长率和硬度。 热空气加速老化 在本试验方法中，氧气浓度很低，即使氧化作用很快，氧气也无法充分扩散到橡胶内部以保持一致的氧化作用。因此，在标准试验方法中规定的厚度的样品适合于本试验方法使用时，本老化试验方法对老化性能差的橡胶可能得出错误的结果。 耐热试验 在本试验方法中，试样经受与使用时间相同温度和规定时间后，测定适当的性能，并与未老化试样的性能作比较。 4试验装置 橡胶试样采用热空气老化箱进行试验，老化箱应符合下列要求： a)具有强制空气循环装置，空气流速s～s,试样的最小表面积正对气流以避免干扰空气
高分子热老化的曲线方法
6 高分子老化反应与引发剂分解动力学实验 实验目的 1、初步掌握STA法测定引发剂分解和高分子热老化动力学参数实验方案的设计； 2、掌握实验测定引发剂分解和高分子热老化的TG/DSC曲线方法，学习由热谱图作动力学的处理； 3、熟悉从方案设计，实施到结果讨论的研究过程。 6．1高分子老化反应与引发剂分解动力学实验方案 一、引发剂分解动力学实验方案 1、文献综述（500字左右） 2、实验目的 3、实验药品与仪器 4、测试方案（测试样品质量、测量类型、温升程序） 5、分析方案 6．2高分子老化反应、引发剂分解反应的STA同步热分析 热谱图的测定 一、实验原理 （1）聚合物的降解动力学 从TG曲线可进行热重动力学分析，计算动力学参数，求得热解活化能E（J/ mol）。从统计的观点，聚合物的热解活化能与表示相对稳定性的某些特征温度具有一定的联系。有关动力学数据处理方法很多，归纳起来有两类，即等温法和非等温法。现以聚合物的裂解反应为例，简述动力学的数学处理。 假定有一裂解反应：
A （固）→ B （固）+ C （气） 写反应速度与浓度的关系即质量作用定律： V=dt d α=k(1-α)n (6-1) 式中，v 是反应级数，α为变化率（或变化度），在热重法计算中可称失重率，α=△W/△W ∞,△W 是T （t ）时的失重量，△W ∞是最大失重量；k 是反应速度常数，它是反应温度的函数，反应温度不变时k 为常数；n 是反应级数。 根据Arrhenius 方程 k=Ae -E/RT 些 (6-2) 式中，R 是气体常数；A 是频率因子；E 为活化能；T 为绝对温度。 将式（6-2）代入式（6-1），得 dt d α= A e -E/RT (1-α)n （6-3） 定义β为升温速率， β= dt dT （6-4） β的单位为Ｋ／min,将式（6-4）代入式（6-3）则 dt d α＝A e -E/RT (1-α)n ／β （6-5） 上式整理后可得 －ln(1-α)=RT E e E RT E ART /21-?? ? ??-αβ (6-6) -()E AR T βα=-21ln RT E e E RT /1-??? ??-α (6-7) 两边取对数得到 lg[()21ln T α--]=lg E AR β [1-E RT α ]-E/2.303RT (6-8) 上式左边对1/T 作图，得到一条直线，对正确的n 值，直线的斜率等于-E/(２2.032/R ），从而可求出活化能E 。 （2）引发剂分解反应动力学 大多数引发剂分解反应是一级反应，分解速率R d 与引发剂的浓度的[I]的一次方成正比。
橡胶寿命预测研究方法
橡胶寿命预测研究方法 曲明哲 （沈阳产品质量监督检验院，辽宁沈阳110022） 橡胶原产于橡胶树，古时候人们就从橡胶树上取得胶乳，制成各种简易的生活用具，如盛水器等；随着科学技术的发展，出现了合成橡胶，于是橡胶就分成两类，产于橡胶树的叫天然胶，工业合成的叫合成胶，而合成胶由于合成原料的不同，又分为氯丁橡胶、硅橡胶 等许多种。由于橡胶制品弹性好， 强度高，易加工等特点，橡胶制品已广泛应用于各个领域，比如民用、工业、工程、军工等。应用在这些 领域中的橡胶制品起着密封、 减震等重要作用，我国早在上世纪九十年代就开始对橡胶密封制品生产企业进行生产许可证制度，严格要求企业持续、稳定生产质量合格产品，以保证人们生命、财产的安 全。然而， 作为一种高分子材料，橡胶制品特别易老化，而且老化后的橡胶将极大的损失其作为优点的弹性、强度等性能。因此了解橡胶的老化机理，确定橡胶制品的大概使用年限和储存时间，对于保障人们生命、财产安全有着重要的意义。 1橡胶老化的原因： 第一、 橡胶老化的内因。橡胶材料本身结构上的弱点，如化学组成（高分子链的组成元素）、分子链结构（分子链的长度、构象及有机基团在链上的分布）、物理结构（结晶性、玻璃化温度及卷曲程度）；加工后橡胶中产生的新弱点（高分子链断裂及氧化等）；添加剂如抗氧剂、增塑剂、交联剂及有机溶剂等对材料的影响。第二、橡胶老化的外因：气候环境（氧气和臭氧的作用，气温和相对湿度的影响）和 成型加工条件（模压、挤出等）[1] 。 科学家通过对橡胶自然老化的研究发现，氧气的作用是橡胶老 化的主要因素[2] 。但是橡胶自然老化的周期过长，即使有研究结果，对橡胶制品的实际使用也没有意义，因此，通过加速老化的方法对 橡胶老化性能进行研究[3-6] ，为橡胶的寿命预测提供了理论基础和理论数据。 2橡胶寿命预测方法2.1时间———温度叠加的寿命预测模型[1]时间———温度叠加的寿命预测模型的原理是时温等效原理，即高聚物的同一力学松弛现象可以在较高的温度、较短的时间（或较 高的作用频率）观察到，也可以在较低的温度下、 较长时间内观察到。因此，升高温度与延长观察时间对分子运动是等效的，对高聚物的粘弹行为也是等效的。由此理论最终得到的数学计算公式如下： （1 ）式中αT -平移因子；Ea-Arrhenius 活化能；R-气体常数；Tr-参考温度；T-试验温度 通过这个公式，我们可以设计两个以上的温度点的实验，就可以计算出平移因子αT ，从而计算任意温度下橡胶的使用寿命。 2.2扩散限制氧化模型 [1] 扩散限制氧化模型是通过试验确定橡胶中氧气的浓度与橡胶模量的关系,再通过测定橡胶中氧气的浓度预测橡胶的寿命。这种 方法的数学模型比较复杂，需要通过复杂的公式推导及有限元分析，同时需要有超敏感的测试设备。因此，在日常的检验中，操作性比较差。 2.3线性关系法 [7] Dakin 认为电器绝缘有机材料的寿命和温度之间是线性关系，符合下面的公式：(2)式中：t-时间；T-温度；B=U/R ；U-活化能；R-常数 通过这个公式我们可以先确定一个性能值，然后通过实验来确定达到这一性能值时的温度、 时间，然后用物理化学的方法测出活化能。 2.4动力学曲线直线化法 [4,8-9] 动力学曲线直线化法是将动力学公式通过坐标变化，将曲线化成直线的方法。因此动力学公式的选择至关重要，目前被公认为比较准确的数学公式[10]如下： （3） 式中：B ，α-与温度无关的常数；K-速率常数；t-时间 2.5变量折合法 [11-12] 变量折合法是一种数学作图法，通过任意两个时间点、温度点的数据，可以计算出公式2中的b 值，然后再将通过公式将高温的数据转化成常温的数据，从而得出寿命时间。前苏联以将此方法标准化作为检验橡胶寿命和性能变化的方法。 2.6数学模型法 数学模型法就是利用不同的理论建立不同的数学模型，然后用实验数据来计算寿命的方法，目前大多数的数学模型法还不成熟，没有应用于实际工作中。近年来，由于计算机的迅猛发展，基于BP 人工神经网络橡胶老化预报、寿命预测的技术逐渐兴起[13] 。 3对于寿命预测方法的讨论目前，每种寿命预测方法都有其局限性，实验容易操作的方法，准确度差些，准确度好的实验又难操作，因此在实际的科研工作中，选择合适的方法是很重要的。现在的寿命预测方法，有两个比较重要的理想性假设，一是，橡胶制品发生的老化主要以热氧老化为主，其它的因素忽略不计，二是，橡胶制品所处的环境是理想的，温度、湿度等外界因素是恒定的。所以，现在的寿命预测方法大多数是针对橡胶制品的储存寿命预测，而不是使用寿命的预测。不同的橡胶制品的使用环境不同，如果对使用寿命进行预测，就必须进行使用环境的模拟实验，这无疑是一个浩大的工程。因此，目前为止，国内还没见到橡胶制品相关的使用环境模拟的数据报道。 国标《GB/T20028-2005硫化橡胶或热塑性橡胶应用阿累尼鸟斯图推算寿命和最高使用温度》，给出了在进行寿命预测工作时的指导，标准中明确规定了临界值应选择原始值的50%，这与许多科 研工作中选择临界值为原始值的25%是不同的。 因为橡胶寿命预测在实际工作中影响因素过多，所以该国标没有过多的对实验过程进行规定，只是一个指导性的标准，因为它的理论基础仍然是阿累尼乌斯方程，所以它也是一个理想化的标准，如果用来计算使用寿命，必须考虑到使用的橡胶制品使用的环境，对结果加以修正。 4橡胶寿命预测的发展方向 对于橡胶寿命预测，发展的方向将会以使用寿命为主，了解橡胶的实际的使用寿命，可以最大限度的发挥橡胶制品的作用，起到节能环保的作用，同时也能在橡胶制品完全丧失功能前停止使用， 防患于未然，保障人们生命财产的安全。计算机行业的软、硬件的高速发展， 给橡胶寿命预测提供了很好的模拟平台，如果开发出合适的软件，就可以模拟加速老化的过程、模拟实际使用环境等现实中需要耗费大量的人力、物力、财力才能达到的环境，这样极大的节约了科研成本， 也提高了结果的准确性。参考文献[1]胡文军等.橡胶的热氧加速老化试验及寿命预测方法[J].橡胶工 业， 2004年第51卷.[2]Wise J ，Gillen K T ．An ultrasensitive technique for testing Arrhe －nius extrapolation assumption for thermally aged elas -tomers EJ3．Polymer Degradation and Stability ， 1995，49：403-418.[3]李咏今.现行橡胶及其制品贮存期快速测定方法的可靠性研究[J].橡胶工业，l994，41(5)：289-296．[4]茆诗松， 王玲玲.加速寿命试验[M]．北京：科学出版社，2000．[5]Yournans R ．A ．et al ，Ind ．Eng ．Chem ，1995，40(7)：487.[6]Cloutier J ．R ， Rubber Age ，1964，95(2)：245.[7]张凯等.橡胶材料加速老化试验及寿命预测方法[J].化学推进剂与高分子材料,2004年第二卷第六期.[8]周大纲等.塑料老化与防老化技术[M].北京：中国轻工业出版社，1989. [9]李旭祥， 王宏明.高分子材料老化预测新方法[J].老化与应用，1994摘 要：本文简要介绍了橡胶老化的原因，详细介绍了橡胶寿命预测的方法，并对于橡胶寿命预测方法进行了讨论，并介绍了现 行国标GB/T20028-2005对橡胶寿命预测的规定和指导性意见， 最后对于橡胶寿命预测的发展方向进行了展望。关键词：橡胶老化；寿命；预测Ea 11=exp[()]R áTr T a -f ()exp()P B Kt á áá11lgt-lgt (b T T =-f ()exp()P B Kt á4 - -
电缆的使用寿命
电缆缆老化故障的最直接原因是绝缘降低而被击穿。导敏绝缘降低的凶素很多，根据实际运行经验，归纳起来不外乎以下几种情况。 1)电缆老化原因:外力损伤。由近几年的运行分析来看，尤其是在经济高速发展中的海浦东，现在相当多的电缆故障都是由于机械损伤引起的。比如：电缆敷设安装时不规范施工，容易造成机械损伤；在直埋电缆上搞土建施工也极易将运行中的电缆损伤等。l 有时如果损伤不严重，要几个月甚至几年才会导致损伤部位彻底击穿形成故障，有时破坏严重的可能发生短路故障，直接影响电『舣J和用电单位的安全生产。 2)电缆老化原因:绝缘受潮。这种情况也很常见，一般发生在直埋或排管里的电缆接头处。比如：电缆接头制作不合格和在潮湿的气候条件下做接头，会使接头进水或混入水蒸气，时间久r在电场作用下形成水树枝，逐渐损害电缆的绝缘强度而造成故障。 3)电缆老化原因:化学腐蚀。电缆直接埋在有酸碱作用的地区，往往会造成电缆的铠装、铅皮或外护层被腐蚀，保护层因长期遭受化学腐蚀或电解腐蚀，致使保护层失效，绝缘降低，也会导致电缆故障。化：单位的电缆腐蚀情况就相当严重 4)电缆老化原因:长期过负荷运行。超负荷运行，由于电流的热效应，负载电流通过电缆时必然导致导体发热，同时电荷的集肤效应以及钢铠的涡流损耗、绝缘介质损耗也会产乍附加热量，从而使电缆温度升高。长期超负荷运行时，过高的温度会加速绝缘的老化，以至绝缘被击穿。尤其在炎热的夏季，电缆的温升常常导致电缆绝缘薄弱处首先被击穿，因此在夏季，电缆的故障也就特别多。 5)电缆老化原因:电缆接头故障。电缆接头是电缆线路中最薄弱的环节，由人员直接过失(施工不良)引发的电缆接头故障时常发生。施工人员在制作电缆接头过程中，如果有接头压接不紧、加热不充分等原网，都会导致电缆头绝缘降低，从而引发事故。 6)电缆老化原因:环境和温度。电缆所处的外界环境和热源也会造成电缆温度过高、绝缘击穿，甚至爆炸起火。 7)电缆本体的正常老化或自然灾害等其他原因．
硅橡胶老化性能研究及寿命预测
硅橡胶老化性能研究及寿命预测 发表时间：2017-10-16T12:11:21.247Z 来源：《建筑学研究前沿》2017年第14期作者：朱剑波1 欧阳赛红2 [导读] 这可以通过降低和消除胶料中的酸、碱以阻止硅氧主链的降解反应、添加耐热添加剂和选择合适的填料等途径来实现。 1.长园高能电气股份有限公司 523128； 2.广州市佳林化学科技有限公司 510632摘要：采用加速老化试验方法对硅橡胶的热氧老化性能进行了研究，以获得不同老化温度及老化时间对硅橡胶力学性能的影响规律，并利用Arrhenius方程对热空气老化环境下的硅橡胶使用寿命做出预测。结果表明，硅橡胶在热空气中老化时，随老化温度的升高和老化时间的延长，材料的拉伸强度和断裂伸长率均降低; 分别以拉伸强度和断裂伸长率作为考察指标做出寿命预测，推算出的寿命分别约为15a和 16.4a。 关键词：硅橡胶；老化性能；寿命预测 前言：硅橡胶以线型聚硅氧烷为生胶，通过填充填料并与其他助剂混炼后，再在一定条件下硫化，得到弹性态的硫化胶。其主要成分聚硅氧烷是以交替Si-O为主链、侧链为有机基团的半无机半有机线性高分子，因此，硅橡胶具有许多优异的性质，硅橡胶兼具有机高分子和无机物的优异性能。 硅橡胶凭借其独特的性能，已广泛应用于社会生产生活中的各个领域，尤其在国防建设。尖端科技发展等领域发挥着不可替代的作用。但由于橡胶在贮存过程中会逐渐变质，其各项性能会随着时间增加而逐渐下降，甚至失去使用价值。目前针对材料老化寿命的研究方法使用较多的是通过热空气老化测定橡胶选定性能的变化及达到指定临界值的时间，并利用Ar-rhenius方程来推算橡胶的贮存寿命。国家标准GB/T20020-2005详细阐述了应用该方程推算寿命的方法。 本文使用该方法研究了硅橡胶的老化性能，并对硅橡胶使用寿命进行了评估，有利于硅橡胶产品生产过程中改进性能。改善质量，为硅橡胶交付产品确定保险期(寿命)，同时为其应用提供实验研究数据参考和理论依据。 1. 硅橡胶的耐热氧老化性 硅橡胶在高温下的老化性能与其分子结构和环境条件密切相关，通常硅橡胶在高温下发生主链降解和侧基氧化反应。端基为硅羟基（Si-OH）的硅橡胶的主链断裂降解方式存在；而端基为乙烯基（Si-C=C）的甲基硅橡胶可以采用无规断裂方式降解，也可以按残余催化剂参与解扣的方式降解。 颜熹等人发现，在相同压缩载荷下，硅橡胶泡沫的泡孔结构破坏的严重程度随着老化温度的上升或老化时间的增加而加剧，这直接导致硅橡胶泡沫材料老化后压缩永久变形量增大；同时，张凯则采用加速老化试验方法对硅橡胶泡沫材料的热氧老化性能进行了研究，发现在应力存在下，材料的老化性能变化主要来源于2方面，意识硅橡胶材料自身的老化过程；而是硅橡胶泡沫材料内部泡孔的变化。在热氧老化过程中，随着老化温度和老化时间的增加，硅橡胶泡沫材料的泡孔结构逐渐破坏一直与丧失，表现为压缩永久变形和硬化趋势的增大。S.A.Visser等人发现，在周期应力作用下，随着温度的升高，二甲基硅氧烷和二苯基硅氧烷共聚弹性体的蠕变随着二苯基硅氧烷含量的增加而下降。 2. 实验部分 2.1实验原料 硅橡胶片: 自制 2.2实验仪器及设备 自然通风老化烘箱: GS101-2，重庆试验设备厂; 微机控制电子万能材料试验机: RGM-3005D，深圳瑞格尔仪器有限公司。 2.3试样制备 将硅橡胶片根据GB/T 528-2009裁成哑铃型试样，制得样片140片，并经过二次硫化。 2.4性能测试 2.4.1 热老化实验 采用自然通风老化烘箱，分别保持温度 120、150、180、210°C。将样品分别放入上述4种温度的烘箱中进行热老化实验，实验过程中保持样片间通风良好并受热均匀。 2.4.2 拉伸性能测试 从样条放入烘箱开始计算，分别在24、96、120、312、408、576、720、912、1080、1320、1560、1824、2040h测试其拉伸强度和断裂伸长率，直至各温度条件下，样条的拉伸性能降到初始值的50%，终止实验。若2040h还未达到50%，则需要每隔240h再次继续测试。 3. 结果与讨论 3.1热老化寿命推算依据 研究橡胶材料在模拟实验条件下的微观结构变化和宏观性能变化的对应关系是建立数学模型的基础。动力学表达式明确后，结合反应速率常数K与Arrhr-nius方程(式3)，得到P=F(t，T)的表达式(式4)，利用所得实验数据，进行计算处理，最终拟合得出公式5中各项系数。在一定温度范围，材料力学性能的变化是老化时间的函数:
电线电缆机械性能检测及热老化试验
检测工作实施细则 电线电缆机械性能检测及热老化试验 一、适用范围 本实施细则适用于额定电压450/750V及以下聚氯乙烯绝缘电缆绝缘和护套材料机械性能及热老化试验的检测。 二、编制依据 《额定电压450/750V及以下聚氯乙烯绝缘电缆》GB/T5023 第1部分～第7部分 《电线和光缆绝缘和护套材料通用试验方法》GB/T2951第11部分和第12部分 三、仪器设备 JT300A型轮廓投影仪、401B老化试验箱（200℃）、拉力试验机、游标卡尺、剥线钳等。 四、试样制备 从每个被试绝缘线芯试样或被试护套上切取足够长的样段，供制取老化前得机械性能试验用试件至少5个和供要求进行各种老化用试件各至少5个。每个试件的取样长度要求100mm。需老化处理的试件应取自紧靠未老化试验用试件后面一段。老化和未老化试件的拉力试验应连续进行。扁平软线的绝缘线芯不应分开，有机械损伤的任何试样均不应用于试验。试样可以被制成哑铃试件或管状试件。具体要求为： 1、哑铃试件：尽可能使用哑铃试件。①绝缘试件：轴向切开，抽出导体。切成适当长度的试条磨平或削平，使标记线之间具有平行的表面。按照GB/T2951.11-2008规范中9.1.3规定制成大哑铃试件或小哑铃试件。拉力试验前，在每个哑铃试件的中央标上两条标记线。其间距离：大哑铃试件为20mm；小哑铃试件为10mm。允许哑铃试件的两端不完整，只要断裂点发生在标记线之间。②护套试件：沿电缆轴向切开护套，切取一窄条，将窄条内的所有电缆元件全部去除。如果窄条内有凸脊或压抑，则应磨平或削平。对于PE和PP护套只能削平。然后按照绝缘试件制备方法制备试件。 2、管状试件：只有绝缘线芯或护套尺寸不能制备哑铃试件时才使用管状试件。①绝缘试件：将线芯试样切成约100mm长的小段，抽出导体，去除所有外护层，注意不要损伤绝缘。每个管状试件均标上记号，以识别取自哪个试样及其在试样上彼此相关的位置。拉力试验前在每个管状试件的中间部位标上两个标记，间距为20mm。如果隔离层仍保留在管状试件内，那么在拉力试验过程中试样拉伸时会发现试件不规整。如发生这种情况，该试验结果应作废。 ②护套试件：护套内的全部电缆元件，包括绝缘线芯，填充物和内护层均应除去。然后按照
塑料老化性能及使用寿命预测的新方法_黄伟
塑料老化性能及使用寿命预测的新方法 黄 伟1,2,黄大明1,姚起宏1 (1.广西大学机械工程学院,广西南宁530004;2.北京航空航天大学固体力学研究所,北京100083) 摘 要:提出了利用人工神经网络方法对塑料自然老化性能时间序列进行预测的方法,并建立了计算模型,在此基础上本方法也可对塑料使用寿命进行预测。实例计算证实了这种方法具有良好的精度。 关 键 词:人工神经网络;塑料老化;材料性能;寿命 中图分类号:T Q320.77+3 文献标识码:B 文章编号:1001-9278(2003)06-0056-03 A New Method for Predicting Aging Performance and Life Span of Plastics H UANG Wei1,2,H UANG Da-ming1,YAO Qi-hong1 (1.Institute of M echanical Engineering,G uang xi U niversity,Nanning530004,China; 2.Institute of Solid M echanics,Beijing U niv ersity of Aeronautics and A stronautics,Beijing100083,China) Abstract:A method for predicting time sequence of natural aging perfo rmance of plastics based on artifi-cial neural netw orks is put fo rw ard and a calculation medol is set up also.The method is also useful fo r predicting the life span of plastics.An example testified the hig h accuracy of the method. Key words:artificial neural netwo rks;plastics aging;property;life span 塑料具有良好的力学性能、电性能、化学性能以及尺寸稳定性能等。但其最大的缺点是不耐老化,其老化机理非常复杂,老化原因主要有光老化、氧及臭氧老化、生物降解、水降解等等。由于老化机理的复杂性,目前还难于直接研究各种老化原因引起的力学性能变化,而是通过试验来加以分析研究。目前的老化试验分为两类,一类是自然老化试验方法,它是直接利用自然环境条件进行的老化试验,另一类是人工加速老化试验方法,它是在实验室利用老化箱模拟自然环境条件的某些老化因素进行老化试验,从而加快材料老化过程,得出试验结果的方法。由于老化因素多样及老化机理的复杂性,人工加速老化试验尚难代替自然老化试验。自然老化试验仍是目前最重要和最可靠的老化试验方法。但这种方法也最费时间,同时费用也相当昂贵,获得的试验数据也很有限。工程中常采用回归分析对试验数据进行处理,得出回归公式后进行预测。这种方法要求试验数据具有明显的分布规律,同时,要求具有足够的数据量,因此,在老化性能预测中局限性是相当大的。 收稿日期:2003-01-251 人工神经网络模型 人工神经网络理论(Artific ial Neural Network,简称ANN)是近年来国内外的一个前沿研究领域,它可用于预测、分类、模式识别、过程控制等各种数据处理场合。相对于传统的数据处理方法,它更适合处理模糊的、非线性、含有噪音及模式特征不明确的问题。人工神经网络理论是在人类对其大脑神经网络认识理解的基础上,人工构造的能够实现某种功能的神经网络。研究表明:大脑的学习过程就是神经元之间的连接强度随外部激励信息做自适应变化的过程,而大脑处理信息的结果则由神经元的状态表现出来。人工神经网络就是在生物学中神经网络理论基础上,简化了结构复杂的偏微分方程模型,构成多个神经元互联结构的网络。具体说人工神经网络就是由多个非常简单的处理单元,彼此间按某种方式连接而形成的信息处理网络,该网络是靠其状态随外部输入信息的动态响应来处理信息的。这些处理单元,就是人们所说的神经元。网络的信息处理是由神经元的相互作用实现的。知识与信息的存储表现为网络元件互联间分布式的物理联系,网络的学习与训练决定于各神经元连接权重的动态演化过程。 第17卷 第6期中 国 塑 料V ol.17,N o.6 2003年6月CHINA PLASTICS Jun,2003
加热电缆的热性能和寿命评定
加热电缆的热性能和寿命评定 王振国 一、引言 关于加热电缆的热性能和寿命评定,IEC标准（包括IEC 60800、IEC 62395-1和IEC 60079-30-1标准）目前尚无规定，而IEEE在其发布的IEEE 515《商业用电阻伴热器的试验、设计、安装和维护》标准中早就有了有关规定，现将有关章节译录如下，供有关方参考。 笔者注：电阻伴热器包括伴热电缆（即通常称加热电缆）、伴热垫和伴热板。 二、IEEE 515.1-2012标准的有关规定 4.2.6热性能基准 当按4.2.6.1或4.2.6.2规定试验时，加热设备样品应保持输出功率水平在初始输出功率的＋20％或-25％的范围内。 这些试验仅适用于并联结构的加热设备。它们不适用于串联结构的加热设备。 笔者注：本节标题在IEEE 515的早期版本中为“服务寿命性能基准”。 4.2.6.1基本试验 对三个随机选择的代表了评价中所有加热设备的最大输出的样品进行试验。如果加热设备的类型具有不同的额定电压和输出功率水平，则选择各三个样品应能代表： a）最低的额定电压水平和最大的额定输出功率 b）最高的额定电压和最小的额定输出功率 样品应按制造者的规范规定制作终端，提供加热长度至少为0.6 m（2ft）的加热电缆或具有代表性尺寸的表面加热设备。试验的老化温度为制造者声明的加热设备的最高维持温度。样品在老化温度下通
电处理120 h±24 h。样品的初始输出功率用4.2.11节规定的三个方法之一测定，但当采用4.2.11.3试验程序时样品长度和测定的温度点个数不同。在这种情况下,在样品额定电压和制造者声明的额定输出功率的参考温度下对样品进行评价。样品的输出功率应在制造者声明的输出功率范围内。 将样品放置到4.2.11.3规定的装置或适当的加热槽中并进行绝缘。将管子或加热槽的温度设定为规定的摄氏老化温度并保持在±3℃（±5.4℉）+1％的范围内。使加热流体循环或采用外部加热将试验装置的温度升高到老化温度。并联伴热器在额定电压下运行。供电每15 min进行一次循环，其中12 min通电，3 min断电。样品将如此处理共32周（5376 h）。 对于具有高于最高维持温度的最高暴露温度的加热设备（无论是连续的还是间断的）试样应在相同条件下暴露32周,除了每星期一次的8 h偏离外。8 h开始时，样品断电。管子或加热槽的温度将升高到等于制造者声明的最高暴露温度的温度。允许升高温度时间应不大于1 h。偏离开始7 h后，管子或加热槽的温度将降低回到老化温度，允许此操作时间应不大于1 h。 当最高暴露温度是基于加热设备通电的，则加热设备在温度偏离时应连续通电，但冷却回到最高维持温度时例外。 当最高暴露温度是基于加热设备断电的，则暴露循环应在断电情况下进行，8 h偏离结束时样品恢复供电。偏离应发生在每周的同一天。