[科普中国]-加压空气热老化试验

加压空气热老化试验是指在耐压热空气试验机中进行加速老化试验，以加热前后橡胶物理性能变化来考查橡胶的老化性能。试验在耐压容器中进行，空气压力一般选(0.55±0.02)MPa，试验时每100cm3耐压容器的容积只允许放置试样量不超过一定的体积，在规定的温度下老化一段时间后，试样应置于平面冷至室温后再测定其物理性能。

影响因素热是促进高聚物发生老化反应的主要因素之一。热可促使高聚物分子发生断裂从而产生自由基，形成自由基链式反应，导致聚合物降解或交联，性能劣化。热老化试验通过加速材料在氧、热作用下的老化进程，反映材料耐热氧老化性能。采用热老化箱进行老化试验是耐热|生试验的常用方法，根据材料的使用要求和试验目的确定试验温度。温度上限可根据有关技术规范确定，一般对于热塑性材料应低于其维卡软化点，对于热固性材料应低于其热变形温度，或者通过探索试验，选取不致造成试样分解或明显变形的温度。将试样置于选定条件的热烘箱内，周期性地检查和测试试样外观和性能的变化，从而评价试样的耐热陛。

当环境温度达到某一低温区域时，聚合物会发生脆化。耐寒性是另一方面耐热老化性能的体现，耐寒性是指它抵抗低温引起性能变化的能力，低温储存试验可以鉴定材料的低温储存特性。耐寒性与聚合物的链运动、大分子间的作用力和链的柔顺性有关，饱和聚合物的主链单键，由于分子链上没有极性基团或位阻大的取代基，柔顺性好，耐寒性也好。反之，如果侧基为位阻大的刚性取代基，或者重度交联的聚合物，耐寒性就较差。1

绝缘的耐热分级在电工技术中，常把电机电器的绝缘结构或绝缘系统以及绝缘材料按耐热等级分类。耐热等级由绝缘包括绝缘材料与绝缘结构在电机电器运行中允许的最高长期工作温度决定。属于某一耐热等级的电机电器，不仅在该等级的温度下短时间内不会有显著的性能改变(如不变软、不着燃、绝缘性能没有明显降低等)，而且在该温度下长期运行时绝缘也不发生不该有的性能变化，并能承受正常运行时的温度变化。

在电机电器中，绝缘结构以及所使用的绝缘材料常受许多因素的作用，例如温度、湿度、电场、机械振动、冲击、周围大气和；介质以及由于温度变化产生的热冲击、热膨胀应力等。在正常运行条件下起决定作用的因素有温度、湿度、大气中的氧、电场作用、机械振动和热冲击。在低压电器中，温度是主要因素。上述分级标准适用于正常运行的电机电器，特殊条件下运行的电机电器不包括在内。我国所采用的耐热分级标准与IEC的耐热分级标准相同。2

热老化试验设备老化恒温箱是绝缘材料热老化试验用的主要设备。绝缘材料的热老化寿命对所处温度很敏感。经验证明，材料的暴露温度升高10℃，热寿命降低一半。因此，要求老化恒温箱温度上下波动小，温度分布均匀。一般规定温度上下波动和空间偏差在试验温度的士(2℃-3℃)内。此外，空气中的氧对一般材料的热老化是有影响的，因此试验过程中箱内空气应该经常更换，老化恒温箱应备有鼓风装置。有时为了减少试样承受温度的分散性，箱中装有转盘，试样挂在转盘上。为使上下波动小，恒温箱的温度控制器必须专门设计制造，一般市售恒温箱满足不了上述要求，但经适当改造也可用作老化恒温箱。恒温箱是否满足老化试验的要求，可用下列试验验证。在恒温箱中放置测温用的假试样，试样数量与位置大致能够代表试验时的状态。热电偶或其他测温仪应插入或固定在试样中间(这样的测温器至少用6个，如再多放一些则更好)，然后升到所需下作温度，待温度稳定一段时间后，记录温度，观察温度分布是否满足试验要求。这种试验采用多点温度自动记录仪尤为方便。1

热老化试验原则绝缘在运行情况下受到的作用因素是复杂的，除热以外，其他因素，例如机械振动、电场作用和潮气等。绝缘的破坏过程常是在热的作用下变脆，受振动后开裂，然后潮气进入裂缝，造成绝缘击穿。因此，比较可靠的热老化试验应该是模拟试验，即用模型线圈或模型电机做试样的绝缘系统的热老化试验。但由于这种试验复杂、费用大，所以当新材料出现时，为了探索其使用寿命，在进行绝缘系统热老化试验前，先进行单一材料的热老化试验是经济的。一般绝缘材料的热老化试验为绝缘热老化试验的筛选试验。但是，由于材料试验不能确切模拟实际情况，而只能求得绝缘的相对寿命。如要求取绝缘的绝对寿命，在材料试验的基础上还必须进行绝缘系统的热老化试验。2

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王宁 - 副教授 - 西南大学