Способ испытания кабеля с герметичной внешней оболочкой на стойкость к изгибу Советский патент 1990 года по МПК G01N3/20 

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к, способам испытания кабеля с герметичной внешней оболочкой на стойкость к изгибу.

Цель изобретения - повышение информативности определения дефектов внешней оболочки на ранней стадии разрушения.

Способ осуществляется следующим образом.

Внутрь кабеля под его внешнюю оболочку предварительно подают газ под избыточным давлением в диапазоне 1,1- 1,6 атм. После этого образец кабеля подвергают знакопеременному изгибу вокруг цилиндрической оправки, при этом контроль давления осуществляют с момента нагружения в течение всего цикла испытаний. Нижняя граница диапазона 1,1 атм.позволяет проводить испытания кабелей как при нормальных условиях, так и при отрицательных

температурах. При проведении испьгга- ний при различных температурах происходит изменение величины давления внутри кабеля, которое зависит как от температуры, так и от первоначального значения избыточного давления в образце кабеля. Указанный нижний предел величины избыточного давления обеспечивает при принятых для испытания образцов кабелей отрицательных температурах падение давления внутри кабеля не более, чем в два раза по сравнению с давлением при нормальных условиях, а большее уменьшение давления затрудняет его фиксацию и снижает точность определения повреждения внешней оболочки образца кабеля.

При давлении, соответствующем верхней границе диапазона 1,6 атм., газ, поданный внутрь образца кабеля, не вносит искажения в результаты испытаний, так как напряжение, возникающее

СП

00 1C

о

СЛ

со

3

во внешней оболочке кабеля из-за наличия внутреннего давления, ограничено значением предела текучести материала внешней оболочки кабеля.

Таким образом, нарушение целостноти внешней оболочки образца кабеля в процессе испытания контролируют по изменению избыточного давления внутр кабеля.

Подача газа под внешнюю оболочку кабеля до начала изгиба образца кабеля и контроль величины постоянного Избыточного давления в образце кабел Ь течение всего процесса испытания Ь момента нагружения образца позволяет точно определить количество цикло Нагружения в момент возникновения трещин в оболочке и выявить дефекты внешней оболочки на ранней стадии разрушения, что повышает информативность способа.

Пример 1. Испытание на стойкость к изгибам проводили в камере холода при температуре минус 50°С. До помещения кабеля в камеру холода при 20°С в загерметизированный с торцов образец кабеля через автомобильный ниппель подавали сухой воздух по избыточным давлением 1,1 атм.(нижняя граница диапазона). Схема контроля за величиной давления, значение которого фиксируется контактным манометром с ценой деления 0,1 атм., была отрегулирована таким образом, что падение величины давления ниже порогового 0,55 атм. (в 2 раза по сравнению с первоначальным) являлась признаком возникновения трещины во внешней оболочке кабеля. Образец кабеля изгибали вокруг цилиндра, выпрямляли и изгибали в направлении, Противоположном первоначальному. Такой цикл повторяли необходимое число раз. При возникновении первой трещины во внешней оболочке постоянное давление внутри кабеля падало ниже установленного порогового 0,55 атм. и фиксировалось количество изгибов.

Рассмотрим, как изменяется давление внутри образца кабеля в зависимости от изменения температуры.

При постоянном объеме (в случае испытания на изгиб объем не меняется) давление газа Р4 при температур Т может быть определено выражением

р Ii

1 %

(1)

где Р1 - давление газа при температуре Т

Так как давление внутри кабеля складывается из атмосферного Рат и избыточного, можно записать

Р«т + pz (р

чт

+ ,р,)Ь(2)

где - избыточное давление при Pi

температуре Т

г

избыточное давление при температуре Т,.

Проведя необходимые преобразования, из (2) получаем выражение для избыточного давления Р,

С(т

(1 - Ј)

20

4Р

Тг

(3)

При температуре минус 50°С в соответствии с выражением (1) происходит падение избыточного давления до ЛР. Величину этого давления рассчитываем по формуле (2): 4Ра 0,6 атм. при условии, что при 20°С внутрь кабеля было подано давление 1,1 атм. Пороговое значение давления, установленного на контактном манометре, (0,55 атм.) позволяет точно определить момент возникновения первой трещины во внешней оболочке.

Пример 2. То же, что в примере 1, но первоначальное избыточное давление в кабеле 1,0 атм. (значение находится за пределами интервала (1,1-1,6 атм.). При температуре минус 50°С в соответствии с выражением (2) происходит падение избыточного давления до ,5атм., что приврдит к ложному срабатыванию схемы контроля.

Таким образом, избыточное давление 1,1 атм. является минимально возможным значением давления, позволяющим проводить испытания при tpe- буемых отрицательных температурах. Падение давления ниже установленного порогового значения позволяет выявить десЬектность внешнего проводника на ранней стадии разрушения,,

Пример 3. На стойкость к изгибу в нормальных климатических условиях испытывали кабель с медной внешней оболочкой диаметром 75 мм

51

(наибольший диаметр из существующих кабелей с воздушно-пластмассовой изоляцией и герметичной внешней оболочкой) и толщиной внешней оболочкой t 0,6 мм. Точность определения кри тического количества изгибов составляет 5%.

В загерметизированный с торцов образец кабеля подавали воздух через автомобильный ниппель под избыточным давлением /d Р 1,6 атм. (верхняя граница диапазона), Так как изгиб кабеля вокруг цилиндра осуществляли при той же температуре, при которой подавалось избыточное давление, то изменения давления (пример 1 не происходит. Величина порогового давления, фиксируемого контактным манометром, устанавливается близкой к JP, « 1,6 атм., например 1,5 атм. Падение давления ниже порогового считается признаком возникновения дефекта внешнего проводника.

По теории касательных напряжений величина напряжения во внешней оболочке кабеля может быть определена из соотношения

P-D

Г IF

где Р - внутреннее избыточное давление;

t - толщина внешней оболочки кабеля;D - диаметр кабеля.

При избыточном давлении 1,6 атм. напряжение, возникающее во внешней оболочке, составляет 5% от значения предела текучести материала внешней оболочки, что соответствует получаемому разбросу значений при определении критического количества изгибов.

Пример . То же, что и в примере 3, но избыточное давление, подаваемое внутрь кабеля, составляло 1,7 атм. (за пределами верхнего значения диапазона). В этом случае напряжение, возникающее во внешней оболочке из-за внутреннего избыточного давления составило по выражению С) величину 6% от значения предела текучести материала внешнего провод

582059б

ника, т.е. внутреннее избыточное

давление влияет на точность определения критического количества изгибов.

5 Таким образом, давление 1,6 атм., является максимально возможным значением избыточного давления, позволяющим проводить испытания с требуемой точностью.

Пример 5« То же, что и в примере 3, но избыточное давление, подаваемое внутрь кабеля, составляло 1,3 атм. (середина диапазона). В

15 этом случае напряжение, возникающее во внешней оболочке из-за внутренне

10

) го избыточного давления, составило % от значения предела текучести материала внешней оболочки, т.е.

20 внутреннее избыточное давление не влияет на точность определения критического количества изгибов.

Из изложенного и экспериментальной зависимости критического числа

25 изгибов N от избыточного давления Р, подаваемого внутрь кабеля (для кабеля марки РК ), можно сделать вывод, что воздух, поданный внутрь кабеля под давлением больше

3Q 1,6 атм., соответствующим возникновению напряжения во внешнем проводнике, больше 5% от значения предела текучести материала, искажает результаты испытаний.

Формула изобретения

Способ испытания кабеля с герметичной внешней оболочкой на стойкость к изгибу, по которому образец кабеля подвергают знакопеременному изгибу вокруг цилиндрической оправки, подают в оболочку газ под избыточным давлением и осуществляют контооль целостности внешней оболочки по изменению давления, отличающийся тем, что, с целью повышения информативности определения дефектов внешней оболочки на ранней стадии разрушения, подачу газа осуществляют перед изгибом образца, давление газа создают в диапазоне 1,1 - 1,6 атм., а контроль давления осуществляют с момента нагоужения

Изобретение относится к испытательной технике, и может быть использовано при испытании кабелей с герметичной внешней оболочкой на стойкость к изгибу. Цель изобретения - повышение информативности определений дефектов внешней оболочки на ранней стадии разрушения. Под оболочку образца кабеля подают газ под избыточным давлением в диапазоне 1,1 - 1,6 атм. После этого образец подвергают знакопеременному изгибу вокруг цилиндрической оправки. О нарушении целостности оболочки судят по изменению давления, контроль которого осуществляют с момента нагружения образца кабеля изгибом.