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| 标准编号 | GB/Z 28820.2-2012 (GB/Z28820.2-2012) | | 中文名称 | 聚合物长期辐射老化 第2部分:预测低剂量率下老化的程序 | | 英文名称 | Long-term radiation ageing in polymers -- Part 2: Procedures for predicting ageing at low dose rates | | 行业 | 国家标准 | | 中标分类 | K15 | | 国际标准分类 | 29.035.01 | | 字数估计 | 25,239 | | 引用标准 | GB/T 26168.1-2010; GB/T 26168.2-2010; GB/T 26168.3-2010; GB/Z 28820.1-2012 | | 采用标准 | IECTS 61244-2-1996, IDT | | 标准依据 | 国家标准公告2012年第28号 | | 发布机构 | 中华人民共和国卫生部 | | 范围 | GB/Z 28820的本部分内容适用于预测低剂量率下老化的程序。本部分给出了3种根据高剂量率试验数据外推得到一般使用条件下低剂量率数据的方法。这些方法均假设在试验条件下已实现均相氧化。本部分适用于各种弹性体、热塑性材料和部分热固性材料。各种方法本身也在不断改进与完善之中。为了能够对低剂量率条件进行预测, 需要相当多的试验数据。指数外推法主要用于等温数据, 而叠加法可利用各种不同温度条件下得到的数据。 | GB/Z 28820.2-2012
Long-term radiation ageing in polymers.Part 2.Procedures for predicting ageing at low dose rates
ICS 29.035.01
K15
中华人民共和国国家标准化指导性技术文件
聚合物长期辐射老化
第2部分.预测低剂量率下老化的程序
(IEC/T S61244-2.1996,IDT)
2012-11-05发布
2013-02-01实施
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局
中国国家标准化管理委员会发布
目次
前言 Ⅲ
引言 Ⅳ
1 范围 1
2 规范性引用文件 1
3 指数外推法 1
3.1 简介 1
3.2 试验程序 1
3.3 评估和外推 2
3.4 局限性 2
3.5 示例 2
4 依赖于时间的叠加数据 3
4.1 简介 3
4.2 试验程序 3
4.3 评估 3
4.4 局限性 4
4.5 示例 4
5 DED数据叠加 5
5.1 简介 5
5.2 试验程序 5
5.3 评估 5
5.4 局限性 5
5.5 示例 6
6 结论 6
参考文献 20
前言
GB/Z 28820《聚合物长期辐射老化》由3部分组成.
---第1部分.监测扩散限制氧化的技术;
---第2部分.预测低剂量率下老化的程序;
---第3部分.低压电缆材料在役监测程序。
本部分为GB/Z 28820的第2部分。
本部分按照GB/T 1.1-2009给出的规则起草。
本部分使用翻译法等同采用IEC/T S61244-2.1996《聚合物长期辐射老化 第2部分.预测低剂量
率下老化的程序》。
本部分由中国电器工业协会提出。
本部分由全国电气绝缘材料与绝缘系统评定标准化技术委员会(SAC/TC301)归口。
本部分起草单位.机械工业北京电工技术经济研究所、上海电缆研究所、深圳市旭生三益科技有限
公司、中国电器工业协会标准化工作委员会、上海核工业研究设计院、上海特缆电工科技有限公司、江苏
上上电缆集团有限公司、上海电缆厂有限公司、临海市亚东特种电缆料厂、上海凯波特种电缆料厂有限
公司、无锡江南电缆有限公司、常州八益电缆股份有限公司、上海至正道化高分子材料有限公司、上海创
新高温线缆厂、浙江万马电缆股份有限公司、深圳市沃尔核材股份有限公司、北京北重汽轮机电机有限
责任公司、北京新福润达绝缘材料有限责任公司。
本部分主要起草人.刘亚丽、刘淑芬、孙建生、卢伟、居学成、郭丽平、顾申杰、孙萍、王松明、王怡瑶、
周才辉、段春来、赵文明、周叙元、侯海良、沈彧、唐松柏、康树峰、刘凤娟、刘琦焕。
引 言
聚合物在辐射条件下的行为特性受辐照环境的影响很大,尤其是有氧气存在的情况下。当聚合物
在含氧环境中受到辐照时,通常观察发现达到一定降解程度所需要的辐照剂量随剂量率变化。尽管多
年以前人们就已经知道聚合材料辐射老化中这种剂量率影响,但对于影响过程直到近年来才有足够了
解,并制定预测方法。聚合物中剂量率影响的类型如图1所示[1],其中DED(等效破坏剂量)定义为达
到特定破坏参数(如断裂伸长率、拉伸强度、压缩形变等)所需要的剂量。
图1给出了大多数(但不是全部)聚合物比较常见的行为特性。在惰性气体环境中,用曲线1表示,
在超过大剂量率范围内聚合物的降解与剂量率无关。当剂量率低至热老化影响占主导时,曲线1将接
近惰性条件下热老化的曲线。在如图1的双对数曲线图中,热老化将用一条斜率等于1的直线来表示。
当有氧存在时,在扩散限制氧化和依赖于时间的化学反应等多个过程中会体现出剂量率的影响。
在高剂量率条件下,扩散限制氧化变得比较重要(如图1所示);在该区域内DED 将随剂量率的增大而
增大。应当注意到图1只是一个原理图,仅能用于说明可能发生的行为特性的类型,尤其是扩散限制区
域,要取决于聚合物的类型和厚度、氧的渗透率以及材料对表面性能的敏感性等多种因素。所观察到的
降解受氧化层厚度的影响很大。当剂量率足够高时,氧化将发生在很浅的表层,而不会影响到大多数聚
合物的总体性能。在这种情况下观察到的降解和在惰性环境中观察到的降解相似且DED 会接近惰性
老化线。发生非均相氧化之前允许的最大剂量率可根据理论方法或使用剖面技术进行确定。这些程序
在本部分中有详细论述。在均相氧化区域,大多数聚合物的剂量率影响都不大。当剂量率减小时,
DED-剂量率双对数曲线的斜率通常为常数或近似为常数(如图1中曲线Ⅱ所示),直到剂量率低至热
老化占主导时为止。对Ⅱ类行为特性,DED-剂量率图的斜率由主导化学反应的反应速率确定。如果
反应速率相对于初始反应速率比较高时,则斜率较小并且可能接近0;而当反应速率较低时,斜率较大
但仍小于1。
对于含氧环境中受到辐照的几种聚合物,在均相氧化区域中观察到更加复杂的剂量率影响(例如
图1中曲线Ⅲ)。具有Ⅲ类行为特性的一个很好的例子是PVC,一般认为这是由于辐照生成中间过氧
化氢物的裂化所致[2-4],详见5.5。
聚合物长期辐射老化
第2部分.预测低剂量率下老化的程序
1 范围
GB/Z 28820的本部分内容适用于预测低剂量率下老化的程序。
本部分给出了3种根据高剂量率试验数据外推得到一般使用条件下低剂量率数据的方法。这些方
法均假设在试验条件下已实现均相氧化。本部分适用于各种弹性体、热塑性材料和部分热固性材料。
各种方法本身也在不断改进与完善之中。为了能够对低剂量率条件进行预测,需要相当多的试验数据。
指数外推法主要用于等温数据,而叠加法可利用各种不同温度条件下得到的数据。
2 规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文
件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T 26168.1-2010 电气绝缘材料 确定电离辐射的影响 第1部分.辐射相互作用和剂量测
定(IEC 60544-1.1994,IDT)
GB/T 26168.2-2010 电气绝缘材料 确定电离辐射的影响 第2部分.辐照和试验程序
(IEC 60544-2.1991,IDT)
GB/T 26168.3-2010 电气绝缘材料 确定电离辐射的影响 第3部分.辐射环境下应用的分级
体系(IEC 60544-4.2003,IDT)
GB/Z 28820.1-2012 聚合物长期辐射老化 第1部分.监测扩散限制氧化的技术(IEC/
TS61244-1.1993,IDT)
3 指数外推法
3.1 简介
指数外推法是基于在空气或过氧的环境中和等温条件下,对不同辐射剂量时得到的实验数据进行
外推。剂量率上限值是实现均相氧化的条件(见3.4)。不同剂量率条件下得到的试验数据都是用来图
形外推至工作剂量率下的终点,这一终点指标是用做图法外推至工作剂量率得到的。
3.2 试验程序
可以根据现有文献资料,也可以计算氧化层厚度来估计实验材料的最大剂量率(参照GB/Z 28820.1-
2012)。在确定最大剂量率之后,还需要选择至少两个(最好3个)其他剂量率,每个剂量率应当至少比
前一个剂量率低一个数量级。
应根据GB/T 2616......
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