ケーブルメーカーがRFQ:
PVC ケーブルシース。IEC 60811引張試験。引張強度と伸縮性が必要です。機械をおすすめしてください。
一見単純に聞こえますが、5 kNと50 kNの試験機のどちらかを選ぶにはまだ十分な情報がありません。
最初に尋ねるのは標本です。
IEC 60811-501は、電気および光ファイバーケーブルで使用される絶縁材および被覆化合物の機械的特性を決定する手順を扱っています。素材は大きな電源ケーブルから取られているかもしれませんが、引張機が必ずしもケーブル全体を引き上げているわけではありません。これは、該当する断熱材やシース材料の準備済み試料を試験することです。
この区別によって機械の選択方法が変わります。試料の形状や寸法は期待される力に影響を与えます。材料の挙動はグリップの選択や必要な移動に影響を与えます。引張強度と伸縮は測定システムが捕捉すべきものを決定します。
試料は機械の前に置かれます。
IEC 60811-501が実際にテストしているもの
完成したケーブルは機械式システムです。構造によっては導体、絶縁材、充填材、スクリーン、装甲、外覆を含む場合があります。
ケーブル全体を引き抜くことで、複数の部品を同時に積み込むことができます。IEC 60811-501は別の問題、すなわち適用される絶縁材または被覆剤の機械的特性を扱っています。
現在の統合出版物は IEC 60811-501:2012+A1:2018+A2:2023、エディション1.2です。IECはこれをIEC 60811-100と組み合わせて使用することを指定しています。
実験室の場合、「IEC 60811引張試験機」の問い合わせはまずより具体的な試験要件に翻訳されるべきです。
断熱材かシースか?ケーブルからどんな標本を準備できますか?どの程度の力と伸長が予想されますか?標本は元の状態で評価されているのか、熟成後のものなのか、それともその両方なのか?
これらの回答は完成したケーブルの直径よりも機器選択の
方が有用です。
IEC 60811は一つのユニバーサルケーブルテストではなくシリーズです。ここで論じる応用において、IEC 60811-501が主要な機械的特性手法です。その他の部品は非金属ケーブル材料の異なる側面に対応しています。例えば、IEC 60811-401はエアオーブンでの熱老化方法を扱っています。
実用的な方法は、該当するケーブル仕様で求められる材料特性を特定し、それを測定するために必要な試料と試験方法を決定することです。
The Specimen Comes Before the Machine
大型電源ケーブルの製造者は、大容量の引張機が自動的に必要であると考えることがあります。
必ずしもそうとは限りません。
IEC 60811-501材料試験においては、機械の容量は完成したケーブルの見かけのサイズではなく、準備済み試料に基づいて判断されるべきです。
ケーブル構造や適用される手順によって、試料の形状は異なる場合があります。実験室は、準備されたダムベル型の試験板や、その構造や方法に適した他の試料形態を用いることがあります。
初期の機械サイズ推定:
where:
- = expected tensile force, N
- = 期待引張応力、MPa または N/mm²
- = 元の有効断面積、mm²
有効断面積が20 mm²、引張応力が約15 MPaの試料を考えます:
これは設備のサイズ推定であり、受け入れ計算ではありません。
同じ材料の別の試料が有効面積40 mm²の場合、同じ応力での期待力はおおよそ次のようになります。
素材は変わっていない。試料の幾何学は、
その差は適切なロードセルの射程や機械構成に影響を与えることがあります。
ケーブルから有効な標本への取得
力計算は試料自体が正しく準備されている場合に限り有効です。
適切な試験材を準備する前に、曲線型押出構造からケーブルの絶縁材や被覆材を除去する必要がある場合があります。これにより、試料が引張機に到達する前に測定誤差が発生する機会がいくつかあります。
除去時に材料が傷つくことがあります。切断は刃の損傷を引き起こすことがあります。厚さは試料ごとに異なることがあります。準備済みの試験部品は曲率を保持したり、歪んだりすることがあります。
寸法測定も重要で、断面情報は計算された引張結果に直接反映されます。
正確なロードセルは誤った試料領域を修正することはできません。
試料の準備、形状および寸法測定は、他の試験方法から採取した一般的なプラスチック引張試料ではなく、適用されるIEC手順およびケーブル/製品仕様に従うべきです。
グリップ、アライメント、伸縮は結果を変えることがあります
正しく準備された試料でも、正しく保持されると不適切なデータが得られることがあります。
これは特に軟質PVC、柔軟なシースコンパウンド、薄い断熱材、そして高伸縮性材料に重要です。グリップは、顎に新たな破綻を生じさずに動かさないように十分な保持力が必要です。
クランプが不十分だと試料が滑ることがあります。圧力を上げると滑りは止まるかもしれませんが、軟い試料を損傷させ、破損を顎の縁に移動させてしまいます。
アラインメントも重要です。角度のある角度でグリップに入る試料は、意図された引張軸とは異なる荷重経路を経験することがあります。
このため、グリップの選択は試料の形状と材料挙動に従うべきです。顎の表面、クランプ方法、グリップの形状、クランプ圧力の一貫性などが試験に影響を与えます。
破裂後は、ソフトウェアが報告した数値だけに頼らず、試料を検査すべきです。
どこで壊れたの?
グリップの中で動いたか?
顎の痕は重度ですか?
試料は故障時も整列していたのか?
再現可能な結果は、セットアップが意図したテストを繰り返し実行している場合にのみ有用です。
期待伸長は機械の選択にも影響します
力は装備の決定の一面に過ぎません。
2つの標本が共に500Nを下回ったと考えます。一方は約40%の伸長に達し、もう一方は元の軌間長の数倍に伸びています。
力の範囲は同じかもしれませんが、同じ移動要件を生み
出しません。ゲージ長、初期グリップ間隔、予想される伸長、そして使用可能な機械移動量は連携する必要があります。適切なサイズのロードセルは、試料が必要な試験イベントより前に機械の利用可能な移動距離に達した場合には役に立ちません。
伸長を求める方法も確立する必要があります。
クロスヘッドの変位は機械の動きを表します。材料伸長とは、標本が定義された元の長さに対して変形する様子を指します。試験構成によっては、機械の動きには試料の延長に加え、グリップの動き、コンプライアンス、滑りなどの寄与も含まれることがあります。
これはすべてのIEC 60811-501試験が自動的に同じエクステンソメーターを必要とするという意味ではありません。つまり、システムの構成前に必要な伸長結果と測定方法を定義しておくべきです。
力は材料の性質ではありません
2つの標本が共に300 Nに達したとします。
標本Aの元の断面積は20 mm²です:
試料Bの面積は10 mm²:
荷重セルは同じ力を測定しましたが、計算された引張応力は大きく異なります。
このため、ニュートンの生値だけではケーブル絶縁や被覆コンパウンドの機械的性能を表すものではありません。
引張特性は、力の測定と試料の形状学を組み合わせて解釈する必要があります。伸長は別の測定値を加えます:
where は元の参照長を表し、この方法で使用される関連する拡張長。
ソフトウェアはこれらの値を自動で計算・報告できますが、試料準備の不備、寸法の誤り、グリップスリップ、または誤った基準長の定義を補正することはできません。
これは2つの検査室が異なる結果を報告する場合にも重要です。
引張強度が似ているが伸長が大きく異なる場合は、試料準備、元の寸法、ゲージの定義、調整、グリップ挙動、滑りの証拠を確認してから、ある機械が不正確であると結論
づける価値があります。2台の校正済みマシンでも、試料が同じ機械的に試験されていない場合に異なる結果が得られることがあります。
Before and After Ageing)
一部のケーブル材料プログラムでは、元の状態だけでなく、定められた経年劣化工程の後でも引張特性の評価が必要です。
IEC 60811-401は、断熱材や被覆材のエアオーブンにおける熱老化方法について論じています。
典型的なテストプログラムは次のように比較できます:
未熟標本 → 引張強度+伸長
with:
引張強度+伸長→→老化試料の指定
この比較により、必要な熱曝露後に材料の機械的挙動がどのように変化するかが示されます。
すべてのIEC 60811テストプログラムにコピーすべき単一の熟成温度や期間はありません。該当するケーブルや製品仕様が、評価対象の材料に必要な条件と受け入れ基準を決定します。
この区別は実験室の設定時に重要です。引張機械が機械的測定を行います。完全な試験プログラムには、適切な老化装置や試料調整のワークフローも必要になることがあります。
How to Choose the Machine Capacity(機械容量の選定方法
)この時点で機械選択ははるかに単純になります。
まず予想される試料力から始め、次にロードセルの距離、試料の形状、グリップ、期待伸長、利用可能な移動距離、必要な測定方法、日々の試験体積を確認します。
Frame capacityはその質問の後に続きます。
"最大予想力は600Nです。5kNの機械で十分でしょうか?」
フレーム容量だけで判断すると、600 Nは快適に5 kN未満です。
それでは選択は完了しません。
検査室は、選んだロードセル構成が実際の作業範囲に適していること、試料が滑ったり顎の損傷なく保持できること、利用可能な移動距離が期待される伸長に対応していることを検証する必要があります。
ここでITM-LAB RS-8010AとRS-8000は異なる要件に対応します。
RS-8010A — 低負荷IEC 60811-501アプリケーション
The ITM-LAB RS-8010A サーボ制御汎用試験機は50 N までの容量をカバーします。
多くの低力ケーブル絶縁やシース試件において、RS-8010Aが最初に評価されるプラットフォームです。
システム全体には以下が含まれます:
RS-8010A + 適切なロードセル + 適切なテンショングリップ + 伸長測定構成 + テストソフトウェア
正確な構成は、IEC 60811-501を一つの固定された機械とグリップパッケージとして扱うのではなく、期待される試料の挙動に従うべきです。
RS-8000 — より強力なまたはより広範な実験室要件
The ITM-LAB RS-8000 サーボ制御引張試験機 10–50 kN構成をカバーします。
RS-8000は、実際の試験プログラムが大幅に高い労働力範囲に移行する場合や、実験室が追加の高引張用途のためのより広いプラットフォームを必要とする場合に重要になります。
例えば、ケーブルメーカーは低圧絶縁やシース試料専用の機械ではなく、複数の材料や部品プログラムに一つのシステムを持つことを望むことがあります。その場合、より広い実験室の作業負荷が、より大きな収容能力のフレームを正当化するかもしれません。
大きなケーブル自体はそうではありません。
A Real Cable-Lab RFQ
次の問い合わせを考えます:
材料:PVC外鞘
方法: IEC 60811-501
期待力:200–600 N
期待伸長: "High"
必要な結果:引張強度+折断時の伸長
試験体数:1日80個
追加要件:熱老化前後
すでにRS-8010Aを評価に値するプラットフォームとして識別するのに十分な情報があります。
テストシステムを最終決定するには十分な情報がありません。
"High elongation"を期待範囲に変換し、機械の移動を確認できるようにする必要があります。試料の形状や寸法、利用可能な試料の長さや該当するケーブル仕様も依然として不明です。
古成試料の場合、必要な熟成状態も仮定ではなく確認する必要があります。
日次ボリュームは実用的な問題をもたらします。週に10件の標本を扱う開発ラボでは、より多くの手動グリップ調整を許容できる場合があります。1日あたり80個の試料を扱うと、繰り返しの試料の装填、グリップ操作、ソフトウェアのワークフローがより重要になります。
このため、同じIEC手法で運用する2つの研究所は異なる機器構成を必要とする場合があります。
IEC 60811引張試験システムを申請する前に送るべき内容
有用なRFQは長くする必要はありませんが、実際の試料および試験要件を説明すべきです。
ケーブルタイプ: ______
試験対象材料:絶縁材/被覆< br data-start="16891" data-end="16894">複合体: PVC / PE / XLPE / Elastomer / Other
適用IEC方法:______
ケーブル/製品仕様書:______
試料フォーム: ______
試料幅/関連寸法:______
試料厚さ: ______
Expected Maximum Force: ______ N
Expected Elongation: ______ %
必要結果:引張強度 /伸長 / その他
Unaged / Aged / Both: ______
Required Aginging 条件: ______
Test Volume: ______ specimens/day
ケーブル図面/試料/サンプル公開:はい/いいえ
この情報により選択列は次のようになります:
試料→→ロードセル→グリップ→伸長→測定→移動。
IEC 60811-501 テストシステム選択ロードマップ
FAQ
IEC 60811-501は何をテストしますか?
IEC 60811-501は、電気および光ファイバーケーブルで使用される絶縁材および被覆化合物の機械的特性を決定する手順を提供しています。通常は架橋化合物および熱可塑性化合物に適用され、IEC 60811-100と併用することを意図しています。
これは完成したケーブル全体に対して行われる引張試験とは混同してはいけません。
IEC 60811引張試験と全ケーブル引張試験の違いは何ですか?
IEC 60811-501 材料試験は、適用される断熱材または被覆材の準備試料を評価します。
全ケーブル引張試験はケーブル構造の複数の要素を同時に荷重をかけることができ、異なる機械的な疑問に答えます。
IEC 60811-501に対して5kNの引張試験機で十分でしょうか?
多くの断熱材やシース試料には十分すぎるほどですが、判断は標準の数やケーブル直径ではなく、予想される試料の力に基づいて判断すべきです。
ロードセルの距離、グリップ構成、期待される伸長、利用可能な機械移動量も確認する必要があります。
ケーブル絶縁やシース試料にはどのグリップを使うべきか?
グリップの選択は試料の形状、厚さ、表面状態、剛性、伸長挙動に依存します。
目的は、過度な顎の損傷やグリップエッジの早期破損を招くことなく、試料の滑りを防ぐことです。したがって、最終的なグリップは標準番号だけから割り当てるのではなく、実際の試料に合わせて選ぶべきです。
IEC 60811-501にはエクステンソメーターが必要ですか?
伸長測定方法は、該当する手順、試料および必要な結果に従うべきです。
クロスヘッド変位が常に試料伸長と等しいと仮定したり、すべてのケーブル材料用途で同じエクステンソメーターが必要だと考えるのは良い慣行ではありません。測定アプローチは、完全なテストシステム構成の一部として確認されるべきです。
なぜケーブル絶縁やシース試料は熟成後にテストされるのでしょうか?
特定の劣化前後の機械的特性を比較することで、熱曝露後の材料の変化を評価するのに役立ちます。
IEC 60811-401は関連するエアオーブンの熟成方法を提供し、適用されるケーブル/製品仕様は必要な条件と受け入れ基準を決定します。
Final Thoughts
IEC 60811-501用機器の選択は、完成したケーブルのサイズから実際に試験される試料に議論が移ると、はるかに容易になります。
試料の形状と寸法は期待される力に影響を与えます。材料の挙動はグリップの選択やトラベルに影響を与えます。引張強度と伸縮は測定システムが捕捉すべきものを決定します。老化要件は、ラボのワークフローにもう一段階を加えることがあります。
多くの低力断熱材や被覆試料の場合、RS-8010Aが最初に評価する論理的なITM-LABプラットフォームです。RS-8000は、実際の作業員やラボの広範な試験プログラムがより高い能力を必要とする場合に重要になります。
まず試料を定義します。次に機械を選んでください。
IEC 60811-501引張試験システムの構成が必要ですか?
ITM-LABにケーブルの種類、絶縁材または被覆材、適用されるIEC方法およびケーブル仕様、試料形状と寸法、予想される力、予想伸長、日々の試験量、そして熟成前・熟成後またはその両方の試験が必要かどうかを
送ってください。ITM-LABは、適切なロードセル、引張グリップ、伸縮測定アプローチ、機械移動、ユニバーサル試験機の構成を評価できます。
