Контроль толщины пластмассовой изоляции силовых кабелей методом ультразвуковой толщинометрии

28 Сентября 2020

   Продемонстрировано на опытных образцах, предоставленных организацией-заказчиком ООО «Сарансккабель»


Объекты контроля, его особенности и сложности контроля

Объектом контроля являются опытные образцы, присланные Заказчиком,
а именно: отрезки силовых кабелей Ø 23 - 34 мм с покрытием
из поливинилхлоридных пластикатов и сшитого полиэтилена.

Сложность контроля заключается в многослойности силового кабеля
и материала, который характерен высоким затуханием
ультразвуковых волн.

Силовой кабель с покрытием из поливинилхлоридных пластикатов и сшитого полиэтилена на срезе
Фрагмент таблицы 3 ГОСТа 31996-2012

 

 

Какую нормативную документацию используем

  • Испытание переменным и постоянным напряжением проводят по ГОСТ 2990;
  • Испытание импульсным напряжением проводят по ГОСТ 31565;
  • Испытания по изоляции нормируются ГОСТ IEC 60811-1-1-2011 «Общие методы испытаний материалов изоляции и оболочек электрических и оптических кабелей. Измерение толщины
    и наружных размеров. Методы определения
    механических свойств.»;
  • Отбраковка проводится с учетом требований ГОСТ 31996-2012 «КАБЕЛИ СИЛОВЫЕ С ПЛАСТМАССОВОЙ ИЗОЛЯЦИЕЙ НА НОМИНАЛЬНОЕ НАПРЯЖЕНИЕ 0,66; 1 и 3 кВ», в котором описаны требования, предъявляемые к токопроводящим жилам внутри силового кабеля и изоляции.

Требования по толщине изоляции представлены в таблице 3 ГОСТа 31996-2012.

Какие дефекты ищем: Утонение изоляционного покрытия.

Логика выбора метода контроля

В соответствии с нормативной документацией, контроль изоляции силовых кабелей предусматривает применение
электроискрового дефектоскопа. Поскольку Заказчику требуется измерение толщины изоляции и предпочтительно
использование оборудования отечественного производства, был выбран метод ультразвуковой толщинометрии.

Задача клиента состоит в изготовлении кабеля с номинальной толщиной покрытия не менее 1,1 мм.
При этом клиент преследует 2 цели:

  • Обязательное достижение толщины не менее 1,1 мм - среднее значение толщины изоляции должно быть не менее номинального значения. Отклонение толщины изоляции в меньшую сторону от номинального значения допускается на величину, не превышающую 0,1 + 0,1dи,
    где dи – номинальная толщина изоляции в мм. Погрешность измерения толщиномера должна быть меньше этого значения.
  • Максимальное значение толщины изоляции не нормируется. Из-за экономических соображений перерасхода
    изоляционного материала вторая цель - предотвратить нанесение избыточного покрытия порядка 4-5 мм и выше.

Подбор оборудования и расходных материалов

Нами был выбран ультразвуковой толщиномер А1210
с раздельно-совмещенным преобразователем D1771 на 4 МГц, с режимом А-скан, в котором можно задать усиление сигнала вручную для получения стабильного сигнала от границы раздела. Измерения проводились по максимуму в стробе.

Данное оборудование было выбрано по причинам:

  • Скорость распространения ультразвуковых волн в материале контроля составляла порядка 2000 м/с и варьируется
    от 1900 до 2300 м/с по практическим испытаниям
    вследствие плотности материала изоляции,
    что предполагает настройку толщиномера
    на каждый кабель из номенклатуры
    объектов контроля;
  • Применение ультразвуковых совмещенных
    и раздельно-совмещенных ПЭП с частотами 4 МГц и ниже в классическом режиме с автоматической регулировкой усиления продемонстрировало затухание донного сигнала;
  • Использование совмещенного ПЭП с частотой 2,5 МГц приводило к существенному превышению толщины
    измеренного слоя изоляции, равного сумме
    толщин изоляции и внутреннего слоя.

Ход контроля. Схема, процесс.

Полученные результаты

Были получены удовлетворительные результаты по толщинометрии, а именно: толщина изоляционного покрытия превышала минимальные требования и удовлетворяла требованиям Заказчика по избытку расходных материалов.

Выводы

  • Контроль толщины изоляции Заказчика целесообразно проводить с применением ультразвукового толщиномера с функцией А-скан, Т.к. сигнал на границе раздела может быть слабый и его тяжело выделить в автоматическом режиме;
  • Следует позиционировать раздельно совмещенный преобразователь на кабеле таким образом, чтобы экран был перпендикулярен оси кабеля;
  • Перед проведением контроля необходимо настроить скорость распространения ультразвуковой волны на образце из материала контролируемого объекта с помощью измерения толщины изоляции штангенциркулем. Неправильная настройка скорости ультразвука в материале приведет к отклонению измеренной величины от истинной толщины покрытия, в результате чего будет или пере- или недобраковка.

Где можно применить опыт кейса: Контроль пластмассового покрытия
с толщиной от 0,7 мм на различных основаниях с границей раздела.

Просмотров: 297
Юрий Волков Автор материала 28.09.2020, 15:51
Контроль толщины пластмассовой изоляции силовых кабелей методом ультразвуковой толщинометрии
0

Введите ваше Имя и Фамилию:

Отправить

или

Войдите, чтобы оставить комментарий