Alterung der Gummiisolierung von Drähten und Kabeln
Die beschleunigte Alterung der Gummiproben beim Erhitzen verläuft beim hitzebeständigen Gummi deutlich langsamer als beim schwefelhaltigen Gummi. Die in einem Thermostat übliche Alterung führt auch nach mehreren Monaten zu keiner merklichen Veränderung der mechanischen Eigenschaften von hitzebeständigem Gummi.
Die Erhöhung der Temperatur, bei der die künstliche Alterung durchgeführt wird, von 70 °C für Schwefelkautschuke auf 120 °C für hitzebeständige Kautschuke verändert die Alterungsbedingungen erheblich und macht es daher schwierig, die Lebensdauer herkömmlicher und hitzebeständiger Kautschuke auf Basis dieser zu vergleichen Ergebnisse von Alterungstests.
Die Lebensdauer einer Gummiisolierung wird üblicherweise durch eine in einem Koordinatensystem dargestellte Kurve charakterisiert, wobei auf der Abszisse die Zeitverzögerung und auf der Ordinate der Qualitätsverlust aufgetragen ist. Diese Kurve gibt bei der Prüftemperatur die Zeit an, die das Isoliermaterial benötigt, um seine ursprüngliche Qualität, wie z. B. Bruchfestigkeit oder Elastizität, bis zu einem vorgegebenen Grenzwert zu verlieren.
Ein wesentlicher Punkt bei der Bestimmung der Temperaturlebensdauerkurve eines Isoliermaterials ist die Festlegung des Hauptkriteriums – des Qualitätsverlusts des Materials. Dieses Kriterium können in erster Linie die mechanischen Eigenschaften des Isoliermaterials sein, beispielsweise Zugfestigkeit und Bruchdehnung, sowie andere Anzeichen von Gewichtsverlust, Austrocknung, Verkohlung usw.).
Bei Gummi werden die Zugfestigkeit und die Bruchdehnung als Hauptmerkmale zur Charakterisierung der Qualität dieses Materials herangezogen, manchmal wird auch das Produkt dieser Indikatoren (Produkt der Elastizität) herangezogen. Das Kriterium für den Verlust der Grundqualität ist nicht der Vergleich der mechanischen Eigenschaften, sondern deren Veränderung während der Alterung.
Die Lebensdauer eines Isoliermaterials als Funktion der Temperatur kann durch einen bestimmten Exponentialfaktor dargestellt werden. Für die meisten Faserdämmstoffe (Garne, Papier) laut Literaturangaben Jede Temperaturerhöhung um 10 °C verringert die Lebensdauer des Materials um das Zweifache.
Nun muss die Grenztemperatur eingestellt werden, bei der die Qualität des Isoliermaterials für einen mehr oder weniger langen Zeitraum verloren geht.
Um die Alterung der Maschinenisolierung abzuschätzen, wird dieser Zeitraum manchmal mit 2 Jahren angenommen.
Bei modernen Drähten und Kabeln wird die Lebensdauer der Gummiisolierung auch bei erhöhten Temperaturen, beispielsweise bei 70°, in Jahren gemessen und ist daher nur sehr schwer direkt zu bestimmen.
Die Bestimmung der Lebensdauer eines unter natürlichen Bedingungen betriebenen Kabels oder Drahtes anhand der Daten der beschleunigten Alterung bei erhöhter Temperatur (90–120 °) ist völlig unmöglich, da bei hoher Temperatur die Qualität des Materials der Isolierschicht verloren geht Temperatur ist schneller. , während bei einer niedrigeren Temperatur der Rückgang des Qualitätsmerkmals erst nach einer bestimmten Zeitspanne spürbar wird, die manchmal in Dutzenden und Hunderten von Tagen gemessen wird. Je länger dieser Zeitraum ist, desto niedriger ist die Alterungstemperatur.
Manchmal kommt es in den ersten Tagen der Alterung bei relativ niedriger Temperatur sogar zu einer leichten Steigerung der mechanischen Eigenschaften von Gummi.
Während die thermische Alterung von Gummiisolierungen hauptsächlich durch den Oxidationsprozess von Gummi durch Luftsauerstoff bestimmt wird, wird die Alterung von Elastomeren hauptsächlich durch die Verdunstung von Weichmachern bestimmt, die mit einer Zunahme der Sprödigkeit und einer Verschlechterung der mechanischen Eigenschaften einhergeht .
Neben der Wärmealterung von Kunststoffen, die bei der Herstellung von Kabeln verwendet werden, ist der Prozess der Lichtalterung von großer Bedeutung.
Die umfassendste Prüfung von Drähten mit Kunststoff- und Gummiisolierung sowie des Isoliermaterials selbst, das zur Herstellung von Drähten oder Kabeln verwendet wird, erfolgt in einer speziellen Anlage, in der die Isolierung gleichzeitig Hitze (Wärmealterung) und dem ausgesetzt wird Licht einer UV-Lampe (Lichtalterung) bei hoher Luftfeuchtigkeit und beschleunigter Luftzirkulation (Matrixhärteprüfung), die mittlerweile zunehmend die thermische Alterung verdrängt, da sie die Bedingungen, unter denen sich der Dämmstoff befindet, besser abbildet.
Siehe auch:Drähte und Kabel mit Gummiisolierung: Typen, Vor- und Nachteile, Materialien, Produktionstechnologie