Invecchiamento dell'isolamento in gomma di fili e cavi
L'invecchiamento accelerato dei campioni di gomma durante il riscaldamento è molto più lento per la gomma resistente al calore che per la gomma contenente zolfo. Il metodo comunemente usato di invecchiamento in un termostato non produce un cambiamento notevole nelle proprietà meccaniche della gomma resistente al calore anche dopo diversi mesi.
L'aumento della temperatura alla quale viene effettuato l'invecchiamento artificiale da 70 °C per le gomme allo zolfo a 120 °C per le gomme resistenti al calore modifica notevolmente le condizioni di invecchiamento e quindi rende difficile confrontare la durata delle gomme convenzionali e resistenti al calore in base al risultati dei test di invecchiamento.
La vita utile dell'isolamento in gomma è generalmente caratterizzata da una curva rappresentata in un sistema di coordinate in cui il tempo è ritardato lungo l'ascissa e la perdita di qualità lungo l'ordinata. Tale curva fornisce, alla temperatura di prova, il tempo necessario affinché il materiale isolante perda le sue qualità originarie, come carico di rottura o prodotto elastico, fino ad un limite prefissato prefissato.
Una questione essenziale nella determinazione della curva di durata in temperatura di un materiale isolante è la determinazione del criterio principale: la perdita di qualità del materiale. Questo criterio può essere principalmente le proprietà meccaniche del materiale isolante, ad esempio resistenza alla trazione e allungamento dopo la rottura, nonché altri segni di perdita di peso, essiccazione, carbonizzazione, ecc.).
Per la gomma, la resistenza alla trazione e l'allungamento dopo la frattura sono considerate le principali caratteristiche che caratterizzano la qualità di questo materiale e talvolta viene preso anche il prodotto di questi indicatori (prodotto dell'elasticità). Il criterio che caratterizza la perdita della qualità di base non è un confronto delle proprietà meccaniche, ma il loro cambiamento durante l'invecchiamento.
La durata di un materiale isolante in funzione della temperatura può essere rappresentata da un certo fattore esponenziale. Per la maggior parte dei materiali isolanti fibrosi (filati, carta) secondo i dati della letteratura ogni aumento della temperatura di 10 ° C riduce di 2 volte la durata del materiale.
Ora occorre impostare la temperatura limite alla quale si perde la qualità del materiale isolante per un periodo più o meno lungo.
Per stimare l'invecchiamento dell'isolamento della macchina, questo periodo è talvolta preso come 2 anni.
Per fili e cavi moderni, la durata dell'isolamento in gomma, anche a temperature elevate, ad esempio a 70°, si misura in anni ed è quindi molto difficile da determinare direttamente.
Determinare la vita utile di un cavo o filo funzionante in condizioni naturali, in base ai dati di invecchiamento accelerato a temperature elevate (90 - 120 °), è del tutto impossibile, poiché la perdita della qualità del materiale dello strato isolante ad alta la temperatura è più rapida, mentre ad una temperatura inferiore il decadimento della caratteristica qualitativa diventa avvertibile solo dopo un certo periodo di tempo, talvolta misurabile in decine e centinaia di giorni. Più lungo è questo periodo di tempo, più bassa è la temperatura di invecchiamento.
A volte c'è anche un leggero aumento delle proprietà meccaniche della gomma nei primi giorni di invecchiamento a una temperatura relativamente bassa.
Se l'invecchiamento termico dell'isolante in gomma è determinato principalmente dal processo di ossidazione della gomma dovuto all'ossigeno atmosferico, allora l'invecchiamento degli elastomeri è determinato principalmente dall'evaporazione dei plastificanti, a cui è associato un aumento della fragilità e una diminuzione delle caratteristiche meccaniche .
Oltre all'invecchiamento termico delle materie plastiche utilizzate nella produzione dei cavi, il processo di invecchiamento alla luce è di grande importanza.
Il collaudo più completo dei fili con isolamento in plastica e gomma, nonché del materiale isolante stesso utilizzato per la produzione del filo o del cavo, viene effettuato in un apposito impianto in cui l'isolante è esposto contemporaneamente al calore (invecchiamento termico) e al luce di una lampada a raggi ultravioletti (light aging) in condizioni di elevata umidità e circolazione accelerata dell'aria (test di durezza della matrice), che sta ormai sempre più sostituendo l'invecchiamento termico, in quanto rappresenta più correttamente le condizioni in cui si trova il materiale isolante.
Guarda anche:Fili e cavi con isolamento in gomma: tipologie, vantaggi e svantaggi, materiali, tecnologia di produzione