Контроль толщины пластмассовой изоляции силовых кабелей методом ультразвуковой толщинометрии

Контроль толщины пластмассовой изоляции силовых кабелей методом ультразвуковой толщинометрии
28 сентября 2020
Контроль изоляции силовых кабелей толщиномером А1210

   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.

Введите ваше Имя и Фамилию:

Отправить

или

Войдите, чтобы оставить комментарий