Um fabricante de cabos envia uma RFQ:
revestimento de cabo PVC. Teste de tração IEC 60811. Precisa de resistência à tração e alongamento. Por favor, recomende uma máquina.
Parece simples, mas ainda não há informações suficientes para escolher entre uma máquina de teste de 5 kN e uma de 50 kN.
A primeira coisa que pediríamos é a amostra.
IEC 60811-501 aborda procedimentos para determinar as propriedades mecânicas de compostos isolantes e de revestimento usados em cabos de fibra elétrica e óptica. O material pode vir de um cabo de energia grande, mas a máquina de tração não está necessariamente puxando o cabo completo. É testar uma amostra preparada do isolamento ou material da bainha aplicável.
Essa distinção muda a forma como a máquina deve ser selecionada. A forma e as dimensões do espécime afetam a força esperada. O comportamento do material afeta a seleção da empunhadura e o curso necessário. Resistência à tração e alongamento determinam o que o sistema de medição precisa capturar.
A amostra vem antes da máquina.
O que a IEC 60811-501 está realmente testando
Um cabo finalizado é um sistema mecânico. Dependendo de sua construção, pode conter condutores, isolamento, enchimentos, tebras, blindagem e uma bainha externa.
Puxar o cabo completo pode carregar vários desses componentes simultaneamente. A IEC 60811-501 aborda uma questão diferente: as propriedades mecânicas do composto isolante ou de revestimento aplicável.
A publicação consolidada atual é IEC 60811-501:2012+A1:2018+A2:2023, Edição 1.2. A IEC a identifica para uso junto com a IEC 60811-100.
Para um laboratório, isso significa que uma consulta para uma "máquina de teste de tração IEC 60811" deve primeiro ser traduzida em um requisito de teste mais específico:
Você está testando isolamento ou revestimento? Qual espécime pode ser preparado a partir do cabo? Qual força e alongamento são esperados? Os estípicos estão sendo avaliados em sua condição original, após o envelhecimento, ou ambos?
Essas respostas são mais úteis para a seleção de equipamentos do que o diâmetro do cabo finalizado.
IEC 60811 é um teste de cabo universal em série, e não de um único cabo. Para a aplicação discutida aqui, a IEC 60811-501 é o método chave de propriedades mecânicas. Outras partes abordam diferentes aspectos dos materiais de cabos não metálicos; por exemplo, a IEC 60811-401 aborda métodos de envelhecimento térmico em forno a ar.
A abordagem prática é identificar a propriedade do material exigida pela especificação do cabo aplicável, então determinar a amostra e o método de teste necessários para medi-la.
A amostra vem antes da máquina
Um fabricante de cabos de energia grandes pode supor que uma máquina de tração de alta capacidade é automaticamente necessária.
Isso não é necessariamente o caso.
Para testes de materiais IEC 60811-501, a capacidade da máquina deve ser baseada na amostra preparada e não no tamanho aparente do cabo finalizado.
Dependendo da construção do cabo e do procedimento aplicável, a forma da amostra pode variar. O laboratório pode trabalhar com uma peça de teste preparada do tipo haltere, ou outra forma de amostra adequada à construção e ao método.
Para uma estimativa inicial de dimensionamento da máquina:
onde:
- = força de tração esperada, N
- = tensão de tração esperada, MPa ou N/mm²
- = área transversal efetiva original, mm²
Considere uma amostra com área de seção transversal efetiva de 20 mm² e uma tensão de tração esperada de aproximadamente 15 MPa:
Esta é uma estimativa de dimensionamento de equipamento, não um cálculo de aceitação.
Se outro espécime do mesmo material tiver área efetiva de 40 mm², sua força esperada na mesma tensão seria aproximadamente:
O material não mudou. A geometria do espécime tem.
Essa diferença pode afetar o alcance da célula de carga apropriado e a configuração da máquina.
Passando do cabo para uma amostra válida
Cálculo de força só é útil se a amostra tiver sido preparada corretamente.
Materiais de isolamento e revestimento de cabos podem precisar ser removidos de construções curvas e extrudidas antes que uma peça de teste adequada possa ser preparada. Isso cria várias oportunidades para erro de medição antes que a amostra alcance a máquina de tração.
Material pode ser cortado durante a remoção. Cortar pode causar danos nas bordas. A espessura pode variar entre as pessoas. Uma peça preparada pode manter curvatura ou ficar distorcida.
A medição de dimensão também importa porque a informação da seção transversal alimenta diretamente o resultado calculado da tração.
Uma célula de carga precisa não pode corrigir uma área incorreta da amostra.
A preparação, forma e medição dimensional da amostra deve, portanto, seguir o procedimento IEC aplicável e a especificação de cabo/produto, em vez de uma amostra plástica genérica retirada de outro método de teste.
Aderência, alinhamento e alongamento podem alterar o resultado
Um espiga corretamente preparada ainda pode produzir dados ruins se for mantida incorretamente.
Isso é particularmente relevante para PVC macio, compostos de revestimento flexível, isolamento fino e materiais altamente extensíveis. As empunhaduras precisam de força suficiente para evitar movimentos sem criar um novo ponto de falha na mandíbula.
Clampagem insuficiente pode permitir que a amostra escorregue. Aumentar a pressão pode parar o deslizamento, mas danificar uma amostra macia e mover a falha para a borda da mandíbula.
O alinhamento também importa. Uma amostra que entra nas empunhaduras em um ângulo pode apresentar um caminho de carga diferente do eixo de tração pretendido.
Por isso, a seleção da empunhadura deve seguir a forma da amostra e o comportamento do material. A superfície da mandíbula, o método de fixação, a geometria da empunhadura e a consistência da pressão de fixação podem afetar o teste.
Após a ruptura, a amostra deve ser inspecionada em vez de depender apenas do número reportado pelo software.
Onde quebrou?
Ele se moveu nas empunhaduras?
Existem marcas graves na mandíbula?
A amostra ainda estava alinhada na falha?
Um resultado repetível é útil apenas quando a configuração está realizando repetidamente o teste pretendido.
O alongamento esperado afeta também a seleção da máquina
Force é apenas um dos lados da decisão sobre o equipamento.
Considere dois estípicos que ambos quebram abaixo de 500 N. Um atinge aproximadamente 40% de alongamento enquanto o outro se estende várias vezes seu comprimento original de bitola.
Eles podem se encaixar na mesma faixa de força, mas não criam o mesmo requisito de viagem.
comprimento de bitola, separação inicial da aderência, elongamento esperado e movimento utilizável da máquina precisam funcionar juntos. Uma célula de carga com tamanho correto não ajuda se a amostra atingir o percurso disponível da máquina antes que o evento de teste necessário ocorra.
O método usado para determinar o alongamento também precisa ser estabelecido.
O deslocamento do cabeçote descreve o movimento da máquina. A elongação do material descreve a deformação do espécime em relação ao seu comprimento original definido. Dependendo da configuração do teste, o movimento da máquina pode incluir extensão da amostra juntamente com contribuições do movimento da empunhadura, compliance ou deslizamento.
Isso não significa que todo teste IEC 60811-501 requer automaticamente o mesmo extensômetro. Isso significa que o resultado de elongação exigido e a abordagem de medição devem ser definidos antes que o sistema seja configurado.
força não é a propriedade material
Suponha que dois espaçamos atingam 300 N.
O espetáculo A tem uma área de seção transversal original de 20 mm²:
O espécime B tem uma área de 10 mm²:
A célula de carga mediu a mesma força, mas a tensão de tração calculada é muito diferente.
Por isso, um valor bruto em newtons não descreve sozinho o desempenho mecânico de um isolamento de cabo ou composto de revestimento.
As propriedades de tração exigem que a medição da força seja interpretada juntamente com a geometria da amostra. A elongação adiciona outra medição:
onde representa o comprimento de referência original e o comprimento estendido relevante utilizado pelo método.
O software pode calcular e reportar esses valores automaticamente, mas não pode compensar a má preparação da amostra, dimensões incorretas, deslizamento da empunhadura ou um comprimento de referência incorretamente definido.
Isso também importa quando dois laboratórios reportam resultados diferentes.
Se a resistência à tração for semelhante, mas o alongamento difere substancialmente, vale a pena verificar a preparação da amostra, dimensões originais, definição do calibre, condicionamento, comportamento da aderência e evidências de deslizamento antes de concluir que uma máquina é imprecisa.
Duas máquinas calibradas ainda podem produzir resultados diferentes quando as amostras não estão sendo testadas da mesma forma mecânica.
Antes e Depois do Envelhecimento
Alguns programas de material de cabo exigem que propriedades de tração sejam avaliadas não apenas na condição original, mas também após um processo definido de envelhecimento.
IEC 60811-401 aborda métodos de envelhecimento térmico em forno a ar para compostos isolantes e de revestimento.
Um programa de teste típico pode, portanto, comparar:
Espécime não envelhecido → resistência à tração + elongamento
com:
Envelhecimento especificado → amostra envelhecida → resistência à tração + elongação
A comparação ajuda a mostrar como o comportamento mecânico do material muda após a exposição térmica necessária.
Não existe uma única temperatura e duração de envelhecimento que devam ser copiadas em todo programa de teste IEC 60811. O cabo ou especificação do produto aplicável determina as condições exigidas e os critérios de aceitação para o material avaliado.
Essa distinção é importante ao configurar um laboratório. A máquina de tração fornece a medição mecânica; O programa completo de teste também pode exigir o equipamento de envelhecimento adequado e o fluxo de trabalho de condicionamento da amostra.
Como escolher a capacidade da máquina
Neste ponto, a seleção da máquina se torna muito mais simples.
Comece com a força esperada da amostra, depois verifique a faixa da célula de carga, forma da amostra, pegadas, alongamento esperado, curso disponível, método de medição exigido e volume diário de teste.
A capacidade de quadro vem após essas perguntas.
"Nossa força máxima esperada é 600 N. Uma máquina de 5 kN é suficiente?"
Apenas pela capacidade dos quadros, 600 N fica confortavelmente abaixo de 5 kN.
Isso não completa a seleção.
O laboratório ainda deve verificar se a configuração escolhida da célula de carga é adequada para o alcance real de trabalho, que a amostra pode ser mantida sem deslizamento ou dano à mandíbula, e que o curso disponível acomoda o alongamento esperado.
É aqui que o ITM-LAB RS-8010A e RS-8000 atendem a diferentes requisitos.
RS-8010A — aplicações IEC 60811-501 de menor força
The ITM-LAB RS-8010A Máquina Universal de Teste de Servo cobre capacidades de
Para muitos isolamentos de cabos e amostras de revestimento de menor força, o RS-8010A é a primeira plataforma a ser avaliado.
O sistema completo pode incluir:
RS-8010A + célula de carga apropriada + empunhaduras de tração adequadas + configuração de medição de alongamento + software de teste
A configuração exata deve seguir o comportamento esperado da amostra, em vez de tratar a IEC 60811-501 como um único pacote fixo de máquina e pega.
RS-8000 — requisitos laboratoriais de maior força ou mais amplos
The ITM-LAB RS-8000 Servo Control tensile testing machine cobre configurações 10–50 kN.
RS-8000 torna-se relevante quando o programa de teste real entra em uma faixa de força de trabalho substancialmente maior ou quando o laboratório precisa de uma plataforma mais ampla para aplicações adicionais de tração de maior força.
Por exemplo, um fabricante de cabos pode querer um sistema para vários programas de materiais e componentes, em vez de uma máquina dedicada apenas a amostras de isolamento e revestimento de menor força. Nesse caso, a carga de trabalho mais ampla do laboratório pode justificar o quadro de maior capacidade.
Um cabo grande sozinho não faz isso.
Uma RFQ Real Cable-Lab
Considere esta consulta:
Material: Revestimento externo de PVC
Método: IEC 60811-5011
Força esperada: 200–600 N
Alongamento esperado: "High"
Resultados exigidos: Resistência à tração + elongamento na ruptura
Volume de teste: 80 amostras/dia
Já há informações suficientes para identificar o RS-8010A como uma plataforma que vale a pena ser avaliada.
Não há informações suficientes para finalizar o sistema de teste.
"Alta elongação" precisa ser traduzida para um intervalo esperado para que o percurso da máquina possa ser verificado. A forma e as dimensões da amostra ainda estão ausentes, assim como o comprimento disponível e a especificação aplicável do cabo.
Para estípicos envelhecidos, a condição de envelhecimento necessária também deve ser confirmada, e não assumida.
Volume diário adiciona um problema prático. Um laboratório de desenvolvimento que produz dez amostras por semana pode tolerar mais ajustes manuais da empunhadura. Com 80 espasmes por dia, a carga repetível de amostras, a operação da empunhadura e o fluxo de trabalho do software tornam-se mais importantes.
Por isso, dois laboratórios trabalhando com o mesmo método IEC podem razoavelmente exigir configurações diferentes de equipamento.
O que enviar antes de solicitar um sistema de teste de tração IEC 60811
Uma RFQ útil não precisa ser longa, mas deve descrever o requisito real do espécime e do teste:
Tipo de cabo: ______
Material em Teste: Isolamento / Revestimento< br data-start="16891" data-end="16894">Composto: PVC / PE / XLPE / Elastomer / Other
Método IEC Aplicável: ______
Cabo / Especificação do Produto: ______
Formulário da Amostra: ______
Largura da amostra / Dimensões relevantes: ______
Resultados Necessários: Resistência à Tração / Elongamento / Outros
Unaged / Aged / Ambos: ______
Required Condição de envelhecimento: ______
Volume de Teste: ______ amostras/dia
Desenho de cabo / Amostra / Amostra Disponível: Sim / Não
Com essas informações, a sequência de seleção se torna:
Amostra → força esperada → célula de carga → empunhaduras → medição de alongamento → deslocamento → máquina.
IEC 60811-501 Roteiro de Seleção do Sistema de Testes
FAQ
O que a IEC 60811-501 testa?
IEC 60811-501 fornece procedimentos para determinar propriedades mecânicas de compostos isolantes e de revestimento usados em cabos de fibra elétrica e óptica. Normalmente se aplica a compostos reticulados e termoplásticos e é destinado ao uso conjunto com a IEC 60811-100.
Não deve ser confundido com um teste de tração realizado em um cabo completo acabado.
Qual é a diferença entre um teste de tração IEC 60811 e um teste de tração de cabo inteiro?
IEC 60811-501 O teste de material avalia uma amostra preparada do composto de isolamento ou revestimento aplicável.
Um teste de tração de cabo inteiro pode carregar múltiplos elementos da construção do cabo simultaneamente e, portanto, responde a uma questão mecânica diferente.
Uma máquina de teste de tração de 5 kN é suficiente para IEC 60811-501?
Pode ser mais do que suficiente para muitas amostras de isolamento e revestimento, mas a decisão deve ser baseada na força esperada da amostra, e não no número padrão ou no diâmetro do cabo.
Alcance da célula de carga, configuração da empunhadura, elongação esperada e curso disponível da máquina também devem ser verificados.
Quais empunhaduras devem ser usadas para isolamento de cabos e amostras de bainha?
A seleção da empunhadura depende da forma do amostra, espessura, condição da superfície, rigidez e comportamento de alongamento.
O objetivo é evitar o escorregamento da amostra sem introduzir danos excessivos na mandíbula ou falha prematura na borda da empunhadura. Portanto, a empunhadura final deve ser escolhida em torno do espécime real, em vez de ser atribuída apenas pelo número padrão.
É necessário um extensômetro para a IEC 60811-501?
A abordagem de medição por alongamento deve seguir o procedimento aplicável, a amostra e o resultado exigido.
Não é boa prática assumir que o deslocamento da cabeça transversal sempre é igual ao alongamento da amostra ou que toda aplicação de material de cabo requer o mesmo extensômetro. A abordagem de medição deve ser confirmada como parte da configuração completa do sistema de teste.
Por que o isolamento de cabos e as amostras de revestimento são testados após o envelhecimento?
Comparar propriedades mecânicas antes e depois do envelhecimento especificado ajuda a avaliar as mudanças no material após a exposição térmica.
IEC 60811-401 fornece métodos relevantes de envelhecimento por forno a ar, enquanto a especificação aplicável de cabo/produto determina as condições necessárias e os critérios de aceitação.
Considerações Finais
Selecionar equipamentos para IEC 60811-501 torna-se muito mais fácil quando a discussão se afasta do tamanho do cabo finalizado e se aproxima da amostra que será realmente testada.
Forma e dimensões do espécime influenciam a força esperada. O comportamento do material afeta a seleção da empunhadura e o percurso. Resistência à tração e alongamento determinam o que o sistema de medição precisa capturar. Os requisitos de envelhecimento podem adicionar mais uma etapa ao fluxo de trabalho do laboratório.
Para muitos amostras de isolamento e revestimento de menor força, RS-8010A é a plataforma lógica ITM-LAB para avaliar primeiro. RS-8000 torna-se relevante quando a força de trabalho real ou o programa mais amplo de testes do laboratório exige maior capacidade.
Defina o espécime primeiro. Selecione a máquina em seguida.
Precisa configurar um sistema de teste de tração IEC 60811-501?
Envie ao ITM-LAB seu tipo de cabo, isolamento ou material de revestimento, método IEC aplicável e especificação do cabo, forma e dimensões da amostra, força esperada, alongamento esperado, volume diário de teste e se o teste é necessário antes do envelhecimento, após o envelhecimento ou ambos.
ITM-LAB pode então avaliar o
