Отзыв на статью O.K. Барашкова «Некоторые критические замечания относительно методов предсказания сроков службы кабельных ПВХ пластикатов»

Page 1
background image

КАБЕЛЬ−news / № 3 / март  2009

44

Актуально

Практика  эксплуатации  силовых  кабелей  показы-

вает, что около 80% случаев выхода изделий из строя 
связаны с ухудшением свойств полимерной кабель-
ной  изоляции  при  ее  старении  в  эксплуатационных 
условиях.  Поэтому  надежное  предсказание  сроков 
службы  кабельной  изоляции  повышает  безопас-
ность  эксплуатации  всего  кабельного  изделия.  Од-
нако,  несмотря  на  многочисленные  исследования  в 
этой области [1], точность предсказания длительной 
работоспособности не всегда удовлетворяет предъ-
являемым  требованиям.  В  связи  с  этим  тема  статьи 
Барашкова  O.K.,  посвященной  анализу  возможных 
причин  недостаточной  надежности  предсказания 
свойств  ПВХ  пластиката  при  старении,  безусловно, 
является актуальной.

Базируясь  на  сопоставлении  двух  методов  оценки 

долговечности  кабельных  изделий  (1.  BS  EN  60216-1: 
2002 и 2. PD 16. К 00-006-99), автор отмечает главные 
ограничения присущие второму методу:

 — возможность наличия релаксационных перехо-

дов в области прогнозирования;

  —  возможность  химических  процессов  разложе-

ния,  деструкции  и  структурирования  при  высоких 
температурах ускоренного старения;

 — сложность прогнозирования для смесей пласти-

фикаторов;

  —  несоответствие  между  значениями  энергий  ак-

тивации старения пластиката и испарения пластифи-
катора и др.

Большое внимание также уделяется сопоставлению 

критериев отказа в указанных двух методах: 1- дости-
жение 50% деформации от исходного уровня; 2- сни-
жение деформации до 50% абсолютных.

В итоге автор отдает предпочтение первому методу, 

использующему  тот  же  аррениусовский  подход,  но  с 
ограничением  температуры  ускоренного  испытания 
на  50°С  выше  температуры  эксплуатации.  При  этом 
он сам же отмечает, что практически такой подход не-
применим для прогнозирования, вследствие резкого 
увеличения  времени  эксперимента.  Поэтому  пред-
лагается  все  же  выйти  за  пределы  50°С  и  увеличить 
температуру ускоренных испытаний даже выше 100°С 
(как во 2-ом методе) но ужесточить требования к кри-
терию отказа до 75% от исходного уровня.

Совершенно  справедливым  является  утвержде-

ние автора о необходимости учитывать конструкцию 
кабелей  при  оценке  их  долговечности  и  изменение 
закономерностей  взаимодиффузии  в  многослойных 
изделиях.

Вместе с тем по статье необходимо сделать следую-

щие замечания.

1.  Зависимость  относительной  деформации  при 

разрыве (е) от содержания ДОФ в широком диапазоне 
концентраций не линейна, а описывается кривой с на-
сыщением [2-4]. Между тем, в статье используется ли-
нейная зависимость рис.1, из проспекта фирмы BASF.

2. Замечания к рис.1. Неточность расчета. Значению 

деформации 370% на рис.1 соответствует Сдоф = 54%, 
а не 41%.

3.  На  основании  критических  значений  деформа-

ции  (185  и  130)%,  базируясь  на  зависимости  рис.1 
автор рассчитывает оставшееся содержание пласти-
фикатора (16 и 8)% и делает вывод, что при этих кон-
центрациях  пластикат  находится  в  стеклообразном 
состоянии (Тс = +32 и +55 °С [5 с.437]). В этом случае 
применимость уравнения Аррениуса действительно 
ограничена. Однако, автор видимо не принял во вни-
мание  тот  факт,  что  при  содержании  ДОФ  (16  и  8)% 
пластикат не может иметь деформацию (185 и 130)%, 
так как при этих концентрациях для ПВХ характерно 
резкое  ужесточение  (явление  антипластификации 
[6])  и  деформация  не  превышает  10-15%.  Поэтому 

ОТЗЫВ

на статью O.K. Барашкова  

«Некоторые критические замечания относительно  

методов предсказания сроков службы кабельных ПВХ пластикатов»,   

опубликованную в журнале «КАБЕЛЬ-news» № 9 (сентябрь) 2008 г.

Д. И. Лямкин


Page 2
background image

КАБЕЛЬ−news / № 3 / март  2009

45

Актуально 

использование  зависимости  рис.1  фирмы  BASF  для 
серьезных количественных расчетов представляется 
некорректным. Если же базироваться на хорошо из-
вестных зависимостях (е) от содержания ДОФ [2-4] то 
деформациям (185 и 130)% будет соответствовать со-
держание пластификатора 30-35% при котором пла-
стикат  находится  в  высокоэластическом  состоянии, 
где  применение  уравнения  Аррениуса  не  вызывает 
сомнений.

4. Что касается указанного автором несоответствия 

между значениями энергий активации старения пла-
стиката и  испарения  ДОФ  (89,3 и  129,3 КДж/моль  со-
ответственно)  —  [ссылки  в  статье  3,5],  то  последнее 
значение  представляется  чрезмерно  завышенным 
для рецептур ОМ-40 и И 40-1 ЗА.

Как  следует  из  данных  различных  источников 

(табл. 1) в большинстве случаев значения энергий ак-
тивации  испарения  и  старения  пластикатов  вполне 
сопоставимы.

5. К сведению автора. На кривых ДСК слабый пере-

ход  соответствующий  свободному  пластификатору 
появляется только при избыточном содержании пла-
стификатора  в  случае  его  явной  несовместимости  с 
ПВХ.

6. Непонятно, почему автор ограничил область ВЛФ 

температурой Тс+50°С, хотя известно, что принцип ТВА 
распространяется на всю область высокоэластическо-
го состояния (Тс+100°С) и даже несколько более [9].

7.  Что  касается  критериев  отказа,  то  абсолютное 

значение  деформации  50%  (2-ой  метод)  представ-
ляется  физически  более  обоснованным,  так  как  со-
ответствует  максимально  возможным  деформациям 
поверхностных слоев изоляции при изгибе. Тогда как 
предложение автора использовать в качестве предот- 
казных значений деформации 50% и даже 75% от ис-
ходного  уровня  (185  —  130%)  (по  1-му  методу)  при-
ведет  к  преждевременной  отбраковке  практически 
работоспособных изделий.

В целом отмеченные замечания не снижают ценно-

сти  проделанной  работы,  выполненной  на  высоком 
научном  уровне  и  расширяющей  представления  о 
проблемах  повышения  работоспособности  кабель-
ных  изделий.  Особенно  хотелось  бы  отметить  глубо-
кую  проработку  автором  литературных  источников 
по  рассматриваемой  проблеме  и  конкретность  его 
рекомендаций по повышению точности прогнозиро-
вания.

Список литературы

1. Павлов Н.Н. Старение пластмасс в естественных и ис-

кусственных условиях М.: Химия 1982, 222с.

Павлов  Н.Н.  Старение  полимерных  материалов.  —  М.: 

Химия. 1978-198с.

Филатов  И.С.  Климатическая  устойчивость  полимерных 

материалов. — М.: Наука, 1983.-214с.

Брагинский  Р.П.  Особенности  старения  пластифициро-

ванных  ПВХ-пластикатов  в  реальных  условиях  эксплуа-
тации  //  Тез.  Докл.П  научн.-техн.  Конф.  По  пластификации 
полимеров, 28-30 мая 1984,-Казань: КИСИ, 1984.-С.127-128.

Зеленев  Ю.В.  Методы  испытания  полимерных  мате-

риалов,  позволяющие  устанавливать  гарантийные  сроки 
их  эксплуатации  и  хранения.  В  сб.  Надежность  и  долго-
вечность  полимерных  материалов  и  изделий  из  них.  М: 
Московский  дом  научно-технической  пропаганды.  1969, 
 С.117-123.

2. Штаркман Б. П. Пластификация поливинилхлорида. М., 

Химия, 1975. 248 с;

3. Боев М.А. Диссертация на соиск. Уч. степени докт. техн. 

наук. Москва 1996 г.

4.  Лямкин  Д.И.,  Жемерикин  А.Н.и  др.  Влияние  условий 

термического  старения  на  структурно-механические 
свойства  ПВХ  пластиката.  Пластические  массы,  2007,  №  8,  
С.22-25.

5.  Тагер  А.А.  Физико-химия  полимеров.  —  М.:  Химия. 

1968- 536 с.

6. Козлов П. В., Папков С. П. «Физико-химические основы 

пластификации полимеров»,   М: «ХИМИЯ»,   1982 ,222 с.

7. Барштейн Р.С, Кириллович В.И., Носовский Ю.Е. Пласти-

фикаторы для полимеров. М.: Химия. 1982. 200 с.

8. Быстрицкая Е.В., Карпухин О.Н., Крючков А.А. Примене-

ние  термогравиметрическогоанализа  для  прогнозирова-
ния  десорбции  пластификатора  из  поливинилхлоридных 
пластикатов. ВМС. Б. 2006 т.48, №2, с. 370-375.

9. Гуль В.Е., Кулезнев В.Н. Структура и механические свой-

ства полимеров: Учеб. для хим-технолог. вузов. — 4-е изд., 
перераб. и доп. — М.: Изд-во «Лабиринт»,   1994. — 367 с.

Дмитрий Иванович Лямкин — к.т.н.,  

доцент Российского химико-технологического  

университета им. Д. И. Менделеева

Таблица 1. Значения энергий активации испарения 

пластификатора и старения пластиката ПВХ:ДОФ.

Е исп,  

кДж/моль

Еакт. стар,  

кДж/моль

Примечание

Источник

87,3

[3]

87,5

По давл. Насыщ.

пара С. 89 табл.3.13

[7]

87,3

90,8

Пластикат 1

[4]

89,3

89,8

Пластикат 2

89 [3]

89,3 [3,5]

Ссылки статьи

Барашков O.K. 

[статья 3,5]

72,3-77,2

Обр. ТГА

[8]


Читать онлайн

Практика эксплуатации силовых кабелей показывает, что около 80% случаев выхода изделий из строя связаны с ухудшением свойств полимерной кабельной изоляции при ее старении в эксплуатационных условиях. Поэтому надежное предсказание сроков службы кабельной изоляции повышает безопасность эксплуатации всего кабельного изделия. Однако, несмотря на многочисленные исследования в этой области, точность предсказания длительной работоспособности не всегда удовлетворяет предъявляемым требованиям. В связи с этим тема статьи Барашкова O.K., посвященной анализу возможных причин недостаточной надежности предсказания свойств ПВХ пластиката при старении, безусловно, является актуальной.

Поделиться:

«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение»