Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Монтажные провода для радиоэлектронной аппаратуры

..pdf
Скачиваний:
26
Добавлен:
22.10.2023
Размер:
17.1 Mб
Скачать

скорость восстановления исходного значения про­ водимости после прекра­ щения облучения сущест­ венно зависят от темпера­ туры. Характер темпера­ турной зависимости наве­ денной проводимости для некоторых электроизоля­ ционных материалов по­ казан на рис. 5-4 (в коор­ динатах Аррениуса).

При исследовании влияния излучения высо­ ких энергий на монтаж­ ные провода могут воз­ никнуть серьезные мето­ дические затруднения, обусловленные не только

103 рд/сек

Рис. 5-3. Зависимость сопротивле­ ния изоляции Я монтажного про­ вода (изоляция — политетрафтор­ этилен) от мощности поглощенной дозы Р.

спецификой работы с радиоактивными веществами, но и сложностью процессов, протекающих в веществе под воздействием излучения. Например, в процессе облуче-

а)

6)

Рис. 5-4. Зависимость логарифма проводимости lgfi элек­

троизоляционных

материалов от

облучения

(1) и в про-,

цессе облучения

рентгеновскими

лучами с

интенсивностью

7 рд/мин (2).

 

 

 

а — полиэтилен низкой плотности; б — политетрафторэтилен.

ния в образце может возникнуть электродвижущая сила, величина которой может достигать сотен и тысяч вольт [Л. 27, 28]. Ф. И. Коломойцев и А. Я. Якунин считают,

121

что образование э. д. с. связано с возникновением неод­ нородности распределения зарядов по объему образца [Л. 29], появляющейся вследствие того, что по мере про­ никновения в диэлектрик интенсивность излучения убы­ вает. Отсюда можно сделать вывод о том, что с изме­ нением толщины электроизоляционного слоя величина наведенной э. д. с. может меняться.

Таковы обгцие черты основного круга вопросов, ко­ торые встают перед специалистом-кабельщиком при изу­

чении

радиационной

стойкости

монтажных

проводов.

Г л а в а

ш е с т а я

 

 

 

СПЕЦИАЛЬНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

 

 

6-1. Стойкость к агрессивным средам

 

В

ряде случаев в

процессе

эксплуатации

монтажные

провода могут подвергаться воздействию различных хи­ мических веществ. К ним относятся: бензин, керосин, различные масла, кислоты, щелочи, и т. д. Во многих случаях воздействие указанных сред приводит к сниже­ нию электрических и механических характеристик мон­ тажных проводов.

Под стойкостью монтажных проводов к агрессивным средам (химстойкостью) понимают их свойство сохра­ нять работоспособность при воздействии бензина, керо­ сина, масла и т. п.

Следует отметить, что воздействие разных реагентов на кабельные материалы может быть различным. Так, если политетрафторэтилен (фторопласт 4) не восприим­ чив почти ко всем химическим воздействиям, то поли­ этилен, например, хотя и стоек к воздействию неоргани­ ческих кислот и спиртов, но не обладает стойкостью по отношению к минеральным маслам (например, транс­ форматорному) и набухает в нем тем сил'ьнее, чем выше _ температура. В связи с этим в пределах общего понятия стойкости к агрессивным средам следует различать по­

нятие стойкости к

бензину, к

маслам, кислотостойкости

и т. д.

 

 

 

Количественно

стойкость

монтажных

проводов

к агрессивным средам может быть оценена допустимым временем пребывания их в той или иной среде с опре122

деленной концентрацией и при определенной темпе­ ратуре.

Поскольку при соприкосновении проводов с бензи­ ном, маслом и другими агрессивными средами в отдель­ ных случаях возможно разложение и набухание изоля­ ционного материала, критериями оценки химостойкости проводов обычно выбирают испытание их высоким на­ пряжением, а также степень приращения массы изоляции в результате набухания.

Как правило, проверку стойкости монтажных про­ водов к агрессивным средам производят в бензине, в ми­ неральном масле (типа машинного или автола) и в со­ леной воде, содержащей в одном литре дистиллирован­

ной воды следующие соли: хлористый натрий

(27 г),

безводный хлористый магний

(6 г),

безводный

хлори­

стый кальций (1 г),

хлористый

калий (1 г).

 

Эти испытания

производят

на

образцах проводов

длиной не менее 1,5 м, навитых в виде спирали с ра­ диусом, равным трехкратному диаметру провода. При

испытаниях в

любой

из

сред образцы

выдерживаются

в ней в течение 20 ч.

При этом температура

бензина

должна быть

-f-20°C,

а

температура

масла и

соленой

воды +50°С . После удаления образцов из среды их выдерживают в течение часа в нормальных условиях и затем испытывают высоким напряжением, значение ко­ торого находят по (2-1).

При оценке величины набухания образец изоляции длиной 10 см в виде трубочки, снятой с жилы, взвеши­ вается на аналитических весах и погружается в соответ­ ствующую агрессивную среду.

После выдержки в среде в указанных выше условиях образец снова взвешивается. Степень набухания изоля­

ции оценивается по формуле

 

 

 

AG = ^ = ^ - 1 0 0 » / 0 ,

(6-1)

где G — масса образца до

погружения

в агрессивную

среду;

G' — масса образца

после пребывания в агрес-'

сивной

среде.

 

 

Провод считается стойким к данной среде, если уве­ личение массы изоляции в результате набухания не пре­ вышает 10%'.

123

6-2. Негорючесть

При выборе монтажных проводов для ответственной аппаратуры необходимо знать степень воспламеняемости материалов изоляции и оболочек. Существенно также, будет ли возникшее на одном из концов провода пламя распространяться по проводу. В связи с этим существует два принципа, исходя из которых построены все мето­ дики испытания проводов на негорючесть; по первому измеряется время, потребное для угасания пламени на проводе, после его выдержки в пламени газовой или бензиновой горелки в течение заданного времени; по второму измеряется скорость или длина распростране­ ния пламени по проводу, также подожженному в пла­ мени горелки. Примером методики испытания проводов на негорючесть, построенной по первому принципу, мо­ жет служить методика, предложенная Норвежским на­ циональным комитетом Международной электротехни­ ческой комиссии (МЭК), для испытаний проводов с изоляцией из поливинилхлоридного пластиката. По мнению авторов, методика определения негорючести таких проводов при нормальной окружающей темпера-

Термометр

 

 

Z43

 

Рис. 6-1. Схема

прибора

для

определения

 

негорюче­

сти

проводов

и

кабелей

с изоляцией

из

поливинил­

хлоридного

пластиката. ^

туре и на одиночных образцах, принятая в ряде стран, не ими­ тирует реальные условия экс­ плуатации. В радиоэлектрон­ ной аппаратуре провода обыч­ но монтируются группами в жгутах, и при вспышке внутри аппаратуры смежные с огнем провода нагреваются быстрее, поскольку воспламенение и ско­ рость горения в основном за­ висят от присутствия паров пластификаторов. Поэтому испытания на негорючесть про­ водов с изоляцией из поливинилхлорида предполагается производить на подогретых об­ разцах.

По

предложенной методи­

ке

испытания

проводятся

с помощью

специального при­

бора

(рис.

6-1),

представляю-

124

щего собой металлический шкаф без дна с. верхней крышкой, которая может открываться на шарнирах. На одной стенке шкафа имеется дверца, а на противо­ положной устанавливается полка для поддерживания образцов. Крышка шкафа снабжена отверстием для термометра, диапазон измерений которого должен быть 10—200°С. Для подогревания образцов шкаф помещают открытым основанием на электрическую плиту или лю­ бой другой источник тепла. Поджигание образцов произ­ водится с помощью лабораторной газовой горелки, имеющей сопло диаметром 9 лш.^Для горелки исполь­ зуется бытовой газ. Пламя горелки регулируется до об­ щей длины 10 см и конуса 5 см. Образцы провода поме­ щаются внутри шкафа на полку, имеющую угол наклона 30° к противоположной стенке. Расстояние между сосед­ ними образцами должно составлять 5 мм, а общая ши­ рина ряда испытываемых образцов 10 см. Затем шкаф

закрывается

и воздух

в нем нагревается до

темпера­

туры 180 °С.

При этой

температуре образцы

выдержи­

ваются 10 мин, затем термометр вынимается, крышка и дверца открываются и к центральной части образцов подносится пламя. Чтобы испытания были одинаково жесткими для проводов разных сечений, продолжитель­ ность приложения пламени должна зависеть от диамет­ ра провода. Для определения времени приложения пла­ мени предложена следующая формула:

Г = 15+ 1,5D, сек,

(6-2)

где D — диаметр провода, мм.

Считается, что образцы выдержали испытание, если горение продолжалось не более 30 сек после удаления пламени.

Совокупность обоих изложенных выше принципов (время горения и длина распространения пламени) по­ ложена в основу методики испытаний на негорючесть, принятой в США. По этой методике (рис. 6-2) образцы провода помещаются в шкафу вертикально, что являет­ ся наиболее жестким случаем монтажа с точки зрения распространения пламени. Нижний конец провода под­

вергается

воздействию пламени

газовой

горелки 5 раз

в течение

15 сек с интервалами

между

воздействиями

пламени в 15 сек. Испытания для всех проводов прово­ дятся при нормальной температуре окружающей среды. Образец считается выдержавшим испытание, если после

125

время составляет всего несколько секунд, что не позво­ ляет производить оценку наиболее жестких условий испытаний. Длина образцов составляла 300 мм. Одно­ временно учитывалось влияние положения образца в пла­ мени (расстояние до горелки). Результаты эксперимен­ тов приведены в табл. 6-1.

Т а б л и ц а

6-1

 

 

 

Угол положе­

Расстояние до

Время до вос-

Время до по­

Примечание

ния образца

горелки, см

плам енения,

гасания, сек

сек

 

 

 

 

 

90"

5

40

1

90

4

40

1—2

90

3

50

Г*

60

5

30

1—2

60

4

25

1—2

30

5

15

1—2

30

4

20

 

30

3

20

 

30

2

. 20

 

0

0

25

сгорел пол­

0

0

25

ностью

0

0

15

 

0

0

20

 

На

основании

полученных

данных

можно

сделать

вывод, что для углов 0—30° действие

пламени

практи­

чески

одинаковое

и достаточно

жесткое. Был

выбран

угол положения

образца,

равный 30°, так как при вер­

тикальном положении при времени воздействия

пла­

мени

1 —1,5

мин обугливается

значительная часть

изо­

ляции,

что

не позволяет

правильно

оценить

фактор

распространения пламени. Длина пламени была

приня­

та равной

100 мм, а длина

темного

конуса

50

мм.

Положение образца в пламени удобно фиксировать от­ носительно темного конуса. Образец помещается в конце темного конуса (на расстоянии 50 мм от горелки). Время' воздействия пламени выбрано равным 1 мин.

По принятой методике были проверены на негорю­ честь провода с различными типами изоляции. Крите­ риями негорючести при этом было принято время горе­ ния после удаления пламени не более 20 сек; при этом изоляция не должна быть обуглена более чем на 2 см вверх и 3 см вниз. Разумеется, испытания на негорю­ честь относятся к классу конструкторских испытаний.

127

На основании результатов испытаний по этой мето­ дике все монтажные провода можно разделить на две группы: горючие и негорючие. К негорючим относятся провода с изоляцией из поливинилхлорида и фторопла­ стов. Примером горючих проводов являются провода с изоляцией из полиэтилена и кремнийорганической резины.

6-3. Усадка изоляции

Наложение изоляции методом экструзии, как пра­ вило, сопровождается вытяжкой ' изоляционного слоя. При тепловых воздействиях происходит релаксация на­ пряжений вытянутого изоляционного материала, что при больших начальных вытяжках может привести к рас­

трескиванию

изоляции (в

местах изгибов

проводов) и

к значительному смещению

(убеганию)

изоляционного

слоя на концах проводов. Это явление

получило

назва­

ние усадки

изоляции.

 

 

 

 

 

Усадка

изоляции может

происходить

как при мон­

таже провода

(во время

припаивания

концов

провода

к электроэлементам), так и в процессе его эксплуатации

при повышенных

температурах.

 

 

 

Повышенная усадка изоляции создает существенные

трудности

при монтаже аппаратуры и

может

привести

к растрескиванию изоляции

в процессе

эксплуатации и

в конечном

итоге

к потере проводами работоспособности.

В связи с

этим

выявилась

необходимость ограничения

величины

усадки

изоляции

и периодической

проверки

этого

параметра

при производстве монтажных

проводов.

Так,

например, стандартом

США MIL-W-16878

преду­

смотрены

испытания проводов на стойкость

к

усадке

при длительном воздействии повышенной температуры

(Heat Resistance) и на стойкость

к усадке

при

пайке

(Soldering).

 

 

 

 

 

Методика

первого вида

испытания

заключается

в длительном

термостагировании

проводов, предвари­

тельно намотанных на стержни десятикратного

диамет­

ра с последующей проверкой

отсутствия трещин

на по­

верхности изоляции и величины смещения изоляцион­ ного слоя на концах проводов.

Стойкость

изоляции к усадке при пайке проверяется

путем окунания

защитных концов проводов на

5 сек

в ванночку

со

свинцово-оловянистым сплавом

(типа

128

Т а б л и ц а

6-2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Усадка

при воздейст­

 

 

 

 

вии повышенных тем­

 

 

 

 

 

ператур

 

 

 

 

 

 

Условия испы­

 

 

Усадка при

 

 

 

 

 

пайке [величи­

 

 

 

таний

 

 

 

Вид изоляции

 

 

 

в I

на смещения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

я

(уб егакия)

 

 

 

Время

Темпе­

о И ч

изоляции], мм

 

 

 

X

и м

 

 

 

 

выдер­

рату­

 

 

 

 

жки, ч

ра,

°С

 

 

 

Поливинилхлорид

105

96

150

 

3,2

3,2

Полиэтилен

 

75

48

95

 

 

3,2

Не регла­

 

 

 

 

 

 

 

 

ментирована

Политетрафторэтилен

260

96

290

 

 

3,2

1,6

Кремнийорганическая резина

200

96

250

 

 

3,2

3,2

Фторированный этиленпро-

200

96

250

 

 

3,2

3,2

пилен

 

 

 

 

 

 

 

 

ПОС-40),

нагретую до

температуры

+320°С

(рис. 6-4),

и последующей проверкой величины смещения изоля­ ционного слоя и отсутствия трещин на изогнутом участ­ ке образца.

Требования по допустимой величине усадки изо­

ляции

проводов

разных

типов, выпускаемых

в

США,

а также

условия

испытаний приведены

в

табл.

6-2.

 

 

 

Поскольку величина усадки зависит прежде всего от на­ чальной вытяжки изоляционно­ го материала, на которую в свою очередь влияет техно­ логический режим изолирова­ ния, проверка усадки изоляции должна производиться на каж­ дой партии проводов, предъяв­ ляемых в сдаче (приемо-сда­ точные испытания). В усло­ виях серийного производства это требует оперативной ме­ тодики испытаний, позволя­ ющий без задержки испыты­ вать большое количество об­ разцов.

Рис. 6-4. Схема испытаний проводов на стойкость к усадке при пайке.

/ — ванна

с

расплавленным

припоем;

2 — стержень;

3 —

испытываемый

образец.

 

9—27

129

Из двух рассмотренных выше методик только про­ верка величины усадки при пайке может обеспечить быстрый контроль качества изолирования. Эти испыта­ ния кратковременны, просты и не требуют большого количества испытательного оборудования. Что касается оценки степени усадки изоляции при воздействии повы­ шенной температуры, то эти испытания следует произ­ водить периодически, допустим 2 раза в год, или совме­ стить их с другими испытаниями, связанными с воздей­ ствием на провода повышенных температур (определение нагревостойкости, оценка стойкости к циклическому воздействию температур и т. д.).

Основными параметрами, влияющими на результаты испытаний проводов на стойкость к усадке при пайке, являются:

а) время нахождения концов проводов в расплав­ ленном припое;

б) температура припоя"; в) способ окунания образцов в расплавленный при­

пой.

Время погружения образцов в припой следует вы­

бирать близким к времени пайки проводов,

принятому

при монтаже аппаратуры, которое обычно

составляет

1—2 сек. Соответственно температура припоя должна быть 270—300 °С.

Оптимальный способ окунания образцов в расплав­ ленный припой был выбран экспериментально путем статистической обработки результатов испытаний и вы­ бора наиболее стабильного процесса. Было рассмотрено три варианта погружения образцов в расплавленный

припой — одиночное

и

групповое (до

семи

образцов)

в металлическом и

деревянном

держателях.

Сравнение

Т а б л и ц а

б-З

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Статические параметры распреде­

 

 

 

 

лений величины смещения изоляции

 

Окунание

 

 

 

при пайке

 

 

 

 

 

Коэффициент

 

 

 

 

Среднее,

мм

 

 

 

 

вариации С

 

 

 

 

 

 

Одиночное

 

 

 

2,24

 

0,161

Групповое

в металлическом

держа­

0,62

 

0,02

теле

 

 

 

0,94

 

0,023

Групповое

в деревянном

держателе

 

130

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ