額定電壓450/750V及以下橡皮絕緣軟線和軟電纜通用橡套軟電纜標志耐摩擦試驗檢測技術(shù)研究

一、檢測原理

標志耐摩擦試驗的核心原理是模擬電纜在敷設(shè)、使用及維護過程中，其表面印刷的標志（如型號、規(guī)格、制造商、電壓等級等）因與外部物體接觸摩擦而導(dǎo)致磨損脫落的可能性。該試驗通過可控的機械摩擦作用，定量評估標志的附著牢度和耐久性。

其科學(xué)依據(jù)主要基于材料表面科學(xué)與摩擦學(xué)理論：

1. 附著機理：標志通常采用油墨印刷或壓印于電纜護套表面。其附著力取決于油墨與護套材料（如氯丁橡膠、氯化聚乙烯）之間的分子間作用力、化學(xué)鍵合以及機械嵌合作用。護套表面能、粗糙度及清潔度是關(guān)鍵影響因素。

2. 磨損機理：摩擦過程中，摩擦物（如標準指布）對標志施加切向力，導(dǎo)致油墨層發(fā)生彈性變形、塑性變形乃至疲勞剝落。同時，摩擦可能引起局部溫升，加速材料老化，降低附著力。

3. 評估依據(jù)：通過規(guī)定次數(shù)的摩擦后，對比標志的清晰度、完整性變化，即可間接量化其附著性能。耐久性越好的標志，在摩擦后保留的信息越完整，確保電纜在整個生命周期內(nèi)可被準確識別。

二、檢測項目

標志耐摩擦試驗作為電纜非電氣性能檢測的重要組成部分，主要可分為以下幾類：

1. 常規(guī)耐摩擦試驗：模擬一般環(huán)境下的摩擦情況，是基本和常用的檢測項目。

2. 濕態(tài)耐摩擦試驗：在摩擦物浸漬特定溶液（如水、洗滌劑溶液）后進行試驗，用于評估在潮濕或液體接觸環(huán)境下標志的耐久性。

3. 有機溶劑耐摩擦試驗：使用浸漬有機溶劑（如酒精、脂肪族溶劑）的摩擦物進行試驗，評估標志抵抗溶劑侵蝕和摩擦共同作用的能力，對于可能接觸溶劑的應(yīng)用場景至關(guān)重要。

4. 高溫/低溫環(huán)境耐摩擦試驗：在特定高低溫環(huán)境箱中進行試驗，評估溫度極端條件下標志材料的性能變化及其對附著力的影響。

三、檢測范圍

額定電壓450/750V及以下的通用橡套軟電纜廣泛應(yīng)用于各行業(yè)，其標志耐久性直接關(guān)系到用電安全、設(shè)備維護和資產(chǎn)管理。主要應(yīng)用領(lǐng)域及對標志耐摩擦性的要求包括：

1. 工業(yè)裝備與自動化：用于機床、機器人、傳送帶等移動設(shè)備。電纜常與導(dǎo)軌、金屬表面、其他電纜發(fā)生拖曳摩擦，要求標志具有極高的耐磨性，確保在長期往復(fù)運動中仍清晰可辨。

2. 建筑施工：用于臨時電力分配、建筑機械等。電纜常在地面拖拽、受踩踏、與建材摩擦，要求標志能抵抗粗糙表面的刮擦和泥水侵蝕。

3. 礦山與港口機械：環(huán)境惡劣，存在油污、海水、劇烈摩擦等嚴酷條件。標志需同時具備耐油、耐化學(xué)腐蝕和優(yōu)異的耐磨性。

4. 農(nóng)業(yè)機械：暴露于泥土、肥料、雨水等環(huán)境中，要求標志耐濕摩擦和一定的化學(xué)腐蝕。

5. 舞臺燈光、移動電源：頻繁移動、收放盤繞，標志需承受頻繁的輕度摩擦，防止因摩擦導(dǎo)致信息模糊。

四、檢測標準

國內(nèi)外標準對標志耐摩擦試驗均有明確規(guī)定，但在具體參數(shù)上存在差異。

• 國內(nèi)標準：

  • GB/T 5013（等同采用IEC 60245）系列：對于橡皮絕緣電纜，其標志耐久性試驗通常參照GB/T 5013.1-202X或GB/T 5013.2-202X中的附錄或條款。方法通常為：用規(guī)定的不褪色棉布包裹摩擦頭，施加特定壓力（如9.8N），以規(guī)定速度（如每秒1次往復(fù)）在標志上摩擦特定次數(shù)（如5次、10次），試驗后標志應(yīng)仍清晰可辨。

  • JB/T 8735：對于通用橡套軟電纜，也有相應(yīng)的標志耐擦性要求，原理與方法與GB/T 5013類似。

• 標準：

  • IEC 60245系列：作為GB/T 5013的源頭，技術(shù)要求基本一致。

  • EN 50525系列：針對額定電壓450/750V及以下電纜的歐洲標準，其標志耐摩擦試驗要求與IEC標準協(xié)調(diào)一致。

  • UL 62：美國標準，對于軟電纜的標志，通常要求進行“Adhesion of Markings”測試，可能采用膠帶粘貼剝離或摩擦等方式進行評估，具體方法與參數(shù)可能與IEC體系有所不同，更注重實際使用場景的模擬。

對比分析：

• 一致性：IEC體系（包括GB/T）與EN標準在核心方法上高度統(tǒng)一，促進了貿(mào)易。

• 差異性：UL標準可能在其認可的組件大綱中規(guī)定不同的試驗方法和驗收準則，進入北美市場的產(chǎn)品需特別關(guān)注。此外，在摩擦次數(shù)、施加壓力、摩擦物材質(zhì)及驗收的“清晰可辨”程度上，不同標準或不同電纜型號間可能存在細微差別，需嚴格依據(jù)產(chǎn)品對應(yīng)標準執(zhí)行。

五、檢測方法

以常規(guī)干態(tài)摩擦試驗為例，操作要點如下：

1. 試樣制備：截取長度約1米的成品電纜樣品，表面應(yīng)清潔、干燥、無油污。

2. 設(shè)備設(shè)置：

   • 將試樣穩(wěn)固地固定在試驗平臺上，標志區(qū)域朝上并保持水平。

   • 裁剪規(guī)定尺寸和材質(zhì)的標準摩擦布（如純棉布），包裹于摩擦頭的端面。

   • 調(diào)整摩擦頭，使其與標志表面垂直接觸。

   • 在摩擦頭上施加標準規(guī)定的法向載荷（如9.8 N ± 0.2 N）。

3. 試驗過程：

   • 啟動設(shè)備，使摩擦頭在標志表面進行直線往復(fù)運動，行程長度應(yīng)覆蓋標志區(qū)域。

   • 摩擦速度通?？刂圃诩s每秒1次往復(fù)。

   • 持續(xù)進行標準規(guī)定的往復(fù)次數(shù)（如10次）。

   • 對于濕態(tài)或溶劑試驗，需確保摩擦布在試驗過程中持續(xù)被溶液均勻浸漬。

4. 試驗后處理：摩擦結(jié)束后，取下試樣，用軟布輕輕擦拭標志區(qū)域，在自然光或標準光源下進行檢查。

六、檢測儀器

標志耐摩擦試驗儀是核心設(shè)備，其技術(shù)特點包括：

1. 機械結(jié)構(gòu)：

   • 驅(qū)動機構(gòu)：通常采用電機驅(qū)動曲柄滑塊或直線電機機構(gòu)，實現(xiàn)平穩(wěn)、精確的往復(fù)運動。

   • 加載機構(gòu)：采用砝碼、氣動或電動加載方式，能精確施加并保持恒定的法向力。

   • 夾具：設(shè)計有適用于不同直徑電纜的V型塊或弧形夾具，確保試樣在試驗過程中無滑動。

2. 控制系統(tǒng)：

   • 可編程控制器：用于預(yù)設(shè)和精確控制往復(fù)次數(shù)、速度。

   • 計數(shù)裝置：自動記錄并顯示已完成摩擦次數(shù)，到達設(shè)定值自動停止。

3. 關(guān)鍵參數(shù)：

   • 載荷精度：通常要求控制在標稱值的±2%以內(nèi)。

   • 行程長度與速度：可調(diào)，以適應(yīng)不同標準要求。

   • 摩擦頭材質(zhì)與尺寸：符合標準規(guī)定，確保接觸面的一致性和可比性。

4. 輔助裝置：對于環(huán)境試驗，需配備恒溫恒濕箱或高低溫環(huán)境箱，使試驗在特定溫濕度下進行。

七、結(jié)果分析

檢測結(jié)果的分析與評判遵循標準規(guī)定的驗收準則，主要方法如下：

1. 視覺檢查法：

   • 方法：在規(guī)定的光照條件下（如標準視力檢測燈箱），由視力正常（或矯正視力正常）的檢驗人員目視檢查摩擦后的標志。

   • 評判標準：

     • 通過：標志字跡、符號仍清晰可辨，無嚴重缺損、模糊。油墨允許有輕微磨損，但不影響整體識別。

     • 不通過：標志出現(xiàn)大面積脫落、嚴重模糊至無法辨認，或關(guān)鍵信息（如電壓等級、型號）缺失。

   • 量化輔助：有時可使用色差計測量摩擦區(qū)域與未摩擦區(qū)域的色差（ΔE），作為輔助評判依據(jù)，但通常不作為強制性判定標準。

2. 膠帶法（輔助驗證）：

   • 在摩擦試驗后，有時會使用透明壓敏膠帶緊密粘貼在摩擦過的標志上，快速撕下，觀察膠帶上是否有大量油墨轉(zhuǎn)移。此法可作為附著力差的有力證據(jù)。

3. 分析與改進：

   • 結(jié)果分析：若試驗不通過，需從油墨性能（附著力、耐磨性）、護套材料表面處理（清潔度、極性）、印刷工藝（固化程度、膜厚）等方面分析原因。

   • 改進方向：可考慮更換附著力更強的專用油墨、優(yōu)化護套配方以提高表面能、改進印刷前的表面清洗工藝、確保油墨充分固化等。

綜上所述，標志耐摩擦試驗是評估電纜產(chǎn)品質(zhì)量與使用壽命的重要環(huán)節(jié)，通過標準化的檢測流程與嚴格的評判，確保電纜標識在復(fù)雜使用環(huán)境下的持久性與可靠性，為安全用電和維護提供基礎(chǔ)保障。