ICS 27.120.99 F 83 备案号：57423--2017 NB 中华人民共和国能源行业标准 NB/T20421.3—2017 核电厂安全重要电缆状态监测方法 第3部分：断裂伸长率 The condition monitoring methods of cable important to safety in nuclear power plants -Part 3: Elongation at break 2017-07-01实施 2017-02-10发布 发布 国家能源局 NB/T20421.3—2017 目次 前言， II 范围 1 2术语和定义 基本原理 4 适用性和重现性的要求 测量程序 5.1聚合物材料性能的稳定 5.2取样 5.3 试件制备 5. 4 仪器.. 5.5 断裂伸长率的测量方法 5.6 报告 附录A（资料性附录） 电缆试样的试件制备， 附录B（资料性附录） 试件的形状和尺寸. 附录C（资料性附录） 哑铃状试件冲模。 12 附录D（资料性附录） 典型的负载-伸长率曲线 13 附录E（资料性附录） 伸长率测量的试验报告示例， 14 参考文献 15 NB/T20421.3—2017 前言 NB/T20421《核电厂安全重要电缆状态监测方法》分为5部分： -第1部分：总则； 一第2部分：压痕模量： -第3部分：断裂伸长率： 第4部分：氧化诱导技术； -第5部分：光时域反射。 本部分为NB/T2042.1的第3部分。 本部分按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。 本部分由能源行业核电标准化技术委员会提出。 本部分由核工业标准化研究所归口。 本部分起草单位：中广核核电运营有限公司，苏州热工研究院有限公司，上海核工程研究设计院， 核动力运行研究所，中国核电工程有限公司。 本部分主要起草人：高超、周凌波、吴超、刘志强、胡浙麟、周春、袁炜、张益舟、王雷、楼天杨、 卢燕芸。 II NB/T20421.32017 核电厂安全重要电缆状态监测方法第3部分：断裂伸长率 1范围 NB/T2042.1的本部分规定了采用断裂伸长率方法对核电厂安全重要电缆进行状态监测的要求，包括 试样选择、测量系统、测量条件以及测量结果报告。 本部分适用于有机或聚合物材料结构的核电厂安全重要电缆，也适用于含有机或聚合材料的其他设 备。 2术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 2.1 伸长率 elongation 由于拉伸应力而引起试样形变，用试验长度变化的百分数表示。 [GB/T528—2009，定义3.2] 2. 2 断裂伸长率 elongation at break 试件断裂时的百分比伸长率。 2. 3 标称断裂伸长率 nominalelongationatbreak 试件断裂时相对夹具间试件长度的百分比伸长率。 2. 4 标距 gauge length 试验开始前试件中心部分.上标记之间的距离，以mm表示 [ISO37-2011] 2.5 拉伸速度 speed oftesting 在试验过程中试验仪器的夹具分开的速度，以mm/min表示。 [ISO 37-2011] 3基本原理 I NB/T20421.3—2017 试件以恒定速度沿其纵轴方向被拉伸直至试件断裂。在试验期间，测量加在试件上的持续拉力值 及其伸长率。在此标准中，断裂伸长率是所需测量的参数。 注：本标准采用断裂伸长率而不是抗张强度的原因在于一些聚合物，特别是热塑性塑料，老化后当其断裂伸长率已 下降至50%时，其抗张强度可能还保持在届服强度水平。 4适用性和重现性的要求 断裂伸长率测量方法涉及具有长链分子结构聚合物材料。在此类材料降质过程中，分子结构会随 着交联、分子链断裂、氧化和其他降质机理的发生而产生变化，进而导致材料断裂伸长率降低。 此方法主要适用在取自热塑性或弹性聚合物材料上的电缆试样，般不适合纤维增强聚合物或合成 树脂类材料如环氧树脂。 此方法不适用于核电厂现场，供可以在实验室对取自核电厂的电缆试样进行测量，在实验室进行断 裂伸长率测量单次需要5min10min。 注：采用现行标准进行断裂伸长率循环比对测试，实验室间的测试结果可能会有8%～10%的偏差。 某些聚合材料的机械性能可能会受到水分含量的影响。目前安全壳内使用的大多数有机或聚合物 电缆材料不具有明显的吸湿性。然而，如采用具有吸湿性的材料，则需考虑材料水分含量对断裂伸长 率测量的影响，特别是在模拟热老化试验后，材料因在烘箱内高温环境暴露较长时间后会变得极其下燥。 5测量程序 5.1聚合物材料性能的稳定 在状态监测或加速老化试验之前，新制造电缆的材料需要·段合适的时间来保证性能已达到稳定状 态，材料性能稳定所需时间一般取决于工艺助剂和聚合物成分，此段时间为材料性能的稳定周期。如 果制造商无法提供材料的稳定周期，则般将稳定周期设定为6个月。 5.2取样 5.2.1~般要求 从现场取样在实验室进行断裂伸长率测量只能表明特定取样位置电缆的状态信息。现场取样时， 所选取的取样部位所处环境应具有代表性区域运行环境，如热源、辐射源附近，因为在最接近热源、辐 射源的部位热效应、辐照效应最为明显，因此取样点应考虑选择热源和辐射源附近有显著老化影响的试 样部位，测量中应记录试样测量部位的位置及该部位的历史运行环境信息。 取样过程中应遵循现场安全指示，保证现场人身及设备安全。取样时对电缆的动作应尽可能小， 如不应为移动试样而过分弯曲电缆。 断裂伸长率与材料配方和制造工艺相关，如孔隙。任何对配方的更改都应进行评估。 5.2.2试样的要求 当准备从实验室老化后的整根电缆或现场留样电缆取样时，除非在老化过程中电缆端部已密封，试 样应从离电缆端部至少100mm处取得。 为保证试验结果的准确可信，所取的每个试样需满足能够最少制成5个试件。在某些情况下，如取 自现场热点的可能无法满足此要求，此时不对试件数量做要求。 试件可直接从取样的电缆上制备，或者提前制备并放在试样位置。 2 NB/T20421.3—2017 应注意试样在取样后到测量试验前期间的贮存环境条件，建议试样应存在温度不超过25℃，相 对湿度在45%~75%之间的避光环境中。 5.3试件制备 5.3.1一般要求 当断裂伸长率试验作为电缆对比和连续测量的状态监测方案的一部分时，应采用相同的试件形状、 尺寸和制备方法。 断裂伸长率测量时选取的试件类型取决于被取样电缆的几何尺寸结构。条件满足时应尽可能选用 哑铃状试件。对于条件无法满足的部分电缆，如小直径电缆的绝缘，无法制备哑铃状试件，应选用在5.3.3 中指定的管状试件。O圈状试件如适合，也可以被用于试件类型。 哑铃状试件、管状试件或圈状试件是状态监测中最常用的试件类型。 也可从尚未老化电缆（例如备件）中制备试件。应注意，相比从已老化电缆上制备试件，这类未老 化的试件不需要考虑扩散限制氧化问题。 注1：从老化试样上制备试件可能会很困难。见附录A中对部分材料制备试件的建议手段。 注2：最近的研究显示，对于小直径电缆中的有限的特定材料，整根电缆和制备后的试件在氧化程度上没有明显不 同。 5.3.2哑铃状试件 哑铃状试件的参考形状及尺寸在附录B中已给出。试件应用相应的冲模（见附录C）从试样上制得。 用于状态监测的试样，可制备试件的材料数量通常有一定限制，因此要选用比一般伸长率测量时更 小的试件。 5.3.3管状试件 管状试件用于无法制备哑铃状试件的情况，比如线芯直径较小的电缆绝缘。管状试件通过从一定 长度绝缘线芯上抽出导体制得。被抽出导体的绝缘管总长度应不小于50mm。 在抽出导体时，应避免对聚合物绝缘的损坏，制备试件的建议方法见附录A。 对于这一类型的试件，应保护套管或软塞以避免试件在拉伸试验机夹具上断裂，见附录B。 5.3.40圈状试件 O圈状试件可用于拉伸试验。在状态监测中，未老化和老化试样必须选用相同的试件尺寸。O圈 状试件的试样可以从已老化的设备上取得。 5.4仪器 5.4.1拉力试验机 用于断裂伸长率测量的仪器应可以测量施加在试件上的力值，并且夹具在连续拉伸过程中以恒定速 度运行。仪器拉伸速度在10mm/min~100mm/min之.间，误差在±10%内。 试件夹具应固定在仪器上，以便使试件轴向与夹具拉伸方向的中心线保持一致。试件应被夹紧， 以防从夹具上滑脱。与机械夹具相比，气动夹具效果较好。夹紧系统不应在试件上施加过度夹紧力， 这会导致试件在夹具上提前断裂。 对于试验O圈状试件，仪器应配备两个滑轮或圆形销，一个安装在固定横梁，一个安装在移动横梁。 这些滑轮或销应对齐拉伸的方向，而且其直径不应大于0圈状试件初始内径的1/3，同时不应小于O圈状 试件线径的3倍。 3