(图:电线电缆酸气含量检测过程全解析,第三方检测机构)
在现代社会,电线电缆作为电力传输和信息传递的关键载体,广泛应用于各个领域。然而,当电线电缆遭遇火灾等极端情况时,其材料燃烧会释放出卤 酸气体,这些酸气不仅会严重腐蚀设备,还会对人体呼吸道、眼睛等造成极大伤害,甚至危及生命,同时也会对环境造成严重污染。因此,准确检测电线电缆的卤酸气体含量,对于保障公共安全、环境保护以及产品质量具有至关重要的意义。
一、检测原理
根据 GB/T 17650.1 - 2021 标准,电线电缆酸气含量检测主要是测量取自电缆或光缆结构的以卤化聚合物为基础的混合物和含卤添加剂混合物,在燃烧时释出的除氢氟酸外的卤酸气体总量。其基本原理是将试样在特定条件下燃烧,使材料中的卤化物转化为卤酸气体,然后通过特定的吸收装置将卤酸气体吸收,最后利用化学滴定等方法测定吸收液中卤酸根离子的含量,从而计算出试样燃烧释放的卤酸气体总量。
二、检测装置
(一)气体冒泡装置
气体冒泡装置由两个洗瓶构成,每个洗瓶内装有至少 220mL 的 0.1mol/L 氢氧化钠溶液。其中,第一个洗瓶配备磁力搅拌器,用于高效搅拌溶液,增强气体吸收效果。插入洗瓶内的玻璃管末端最大内径限定为 5mm,且每个洗瓶中管子末端上面的溶液高度需保持在(110±10)mm ,以保证气体吸收充分。燃烧产生的气体从石英玻璃管出口侧依次通过这两个洗瓶,卤酸气体与氢氧化钠溶液发生中和反应被吸收。
(二)管形炉
管形炉的加热区有效长度在 480mm - 620mm 之间,内径为 38mm - 62mm,配备可调节的电加热系统以精确控制温度。炉内配有与管形炉大致同心的耐腐蚀性气体的石英玻璃管,其内径 30mm - 46mm ,在管形炉进口侧伸出 60mm - 200mm,出口侧伸出 60mm - 100mm 。每次试验前,石英玻璃管都要在约 950°C 高温下煅烧,去除杂质,避免对试验结果产生干扰。
(三)燃烧舟
燃烧舟由陶瓷、熔凝石英或皂石制成,尺寸要求外长 45mm - 100mm,外宽 12mm - 30mm,内深 5mm - 10mm ,需根据石英玻璃管内径合理选择。试验前,燃烧舟要在约 950°C 的马弗炉中煅烧 4h,煅烧后放入干燥器冷却至环境温度,再用分析天平称重,记录质量 m1。
(四)供气系统
供气系统为燃烧提供空气,燃烧用气体为空气。管中空气流量依据公式 P = 20×(π/4)×D²×10⁻³ (L/h) 计算(D 为石英玻璃管内径),公差 ±10% 。供气装置可选择人造空气或瓶装压缩空气、经过滤干燥的实验室压缩空气、经过滤干燥的实验室环境空气三种方式,通过针形阀和流量计控制空气流量。
(五)其他装置
还需配备分辨率与精度达到 ±0.1mg 或更高的分析天平用于称量;20mL 移液管、100mL 移液管、1000mL 单标线容量瓶、锥形烧杯、滴定管等实验室玻璃器皿用于滴定试验;去离子水或蒸馏水(纯度至少满足 ISO 3696 的 3 级标准)、浓硝酸、硝酸、硝酸银、甲苯或异戊醇、硫酸铁铵水溶液、硫氰酸铵溶液等试剂用于化学分析。
三、试样准备
(一)试样制备
制备两个试样,每个试样质量控制在(750±250)mg ,从样品上选取具有代表性的材料,将其切成尺寸不大于 3mm 的小碎片,以保证燃烧充分。
(二)试样预处理
将制备好的试样置于(23±2)°C、相对湿度(50±5)% 的标准环境条件下放置至少 16h,使试样与环境达到平衡状态,减少环境因素对试验结果的影响。
(三)试样质量测量
先称量燃烧舟质量 m1,将试样放入燃烧舟并均匀分布在底部,再用分析天平称量装有试样的燃烧舟质量 m2,试样质量 m = m2 - m1 。若使用具有去皮功能的称量设备,可直接读取试样质量 m。
四、检测程序
(一)试验装置搭建与检查
严格按照标准要求搭建试验装置,确保各部件连接紧密、密封良好。仔细检查管形炉、供气系统、气体冒泡装置等设备运行情况,校准各仪器仪表。石英玻璃管和洗瓶之间尽量用短的玻璃管或硅橡皮管连接,在石英玻璃管出口侧靠近末端处装石英棉塞子收集冷凝物,在第一个洗瓶前连接相同尺寸的空瓶子防止水回流。
(二)加热程序
将空燃烧舟送入管形炉内石英玻璃管中心位置,调节空气流量至规定数值,开启管形炉加热系统,按规定升温速率升温至预定燃烧温度。
(三)试样燃烧与气体吸收
待管形炉达到预定温度并稳定后,缓慢将装有试样的燃烧舟送入石英玻璃管。燃烧过程中持续通入空气,使试样充分燃烧,产生的卤酸气体随空气依次通过两个洗瓶,在搅拌作用下与氢氧化钠溶液充分反应被吸收。
(四)滴定分析
燃烧结束后,用移液管准确移取一定量洗瓶溶液至锥形烧杯,根据卤酸气体与氢氧化钠反应的化学计量关系,选择硝酸银溶液等合适的滴定剂进行滴定,加入硫酸铁铵水溶液等指示剂,当溶液颜色发生明显变化时达到滴定终点,记录消耗滴定剂体积。
(五)结果计算与报告
根据滴定数据,按照相应公式计算每个试样燃烧释放的卤酸气体含量。若两个试样检测结果差异在合理范围内,取平均值作为最终结果;若差异过大,需分析原因并重新试验。报告中注明依据标准、试验方法、试样信息、检测结果及误差范围等,确保结果可追溯。
五、结语
综上所述,电线电缆酸气含量检测是一项严谨且重要的工作,从检测装置的精准配置、试样的规范准备,到检测程序的严谨执行都环环相扣、缺一不可。严格遵循GB/T 17650.1-2021开展检测工作,获取准确可靠的检测结果,不仅能够为电线电缆生产企业把控产品质量提供有力依据,助力企业生产出更安全环保的产品;还能为监管部门的质量监督、安全评估筑牢数据根基,推动整个行业朝着绿色、安全的方向稳步发展,从而更好地守护公共安全和生态环境。
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