Un fabricant de câbles envoie une RFQ :
gaine de câble PVC. Essai de traction IEC 60811. Il faut de la résistance à la traction et de l’allongement. Merci de recommander une machine.
Cela semble simple, mais il n’y a pas encore assez d’informations pour choisir entre une machine de test de 5 kN et de 50 kN.
La première chose que nous demanderions est l’échantillon.
IEC 60811-501 couvre les procédures permettant de déterminer les propriétés mécaniques des composés isolants et de revêtement utilisés dans les câbles à fibres électriques et optiques. Le matériau peut provenir d’un gros câble d’alimentation, mais la machine à traction ne tire pas nécessairement le câble complet. Il s’agit de tester un échantillon préparé du matériau isolant ou de gaine applicable.
Cette distinction modifie la façon dont la machine doit être sélectionnée. La forme et les dimensions du spécimen influencent la force attendue. Le comportement du matériau influence la sélection de la prise et le déplacement requis. La résistance à la traction et l’allongement déterminent ce que le système de mesure doit capturer.
Ce que la IEC 60811-501 teste réellement
Un câble fini est un système mécanique. Selon sa construction, il peut contenir des conducteurs, de l’isolation, des remplissages, des écrans, un blindage et une gaine extérieure.
Tirer le câble complet peut charger plusieurs de ces composants simultanément. La norme IEC 60811-501 répond à une autre question : les propriétés mécaniques du composé isolant ou de revêtement applicable.
La publication consolidée actuelle est IEC 60811-501:2012+A1:2018+A2:2023, Édition 1.2. IEC l’identifie pour une utilisation conjointe avec IEC 60811-100.
Pour un laboratoire, cela signifie qu’une demande pour une « machine d’essai de traction IEC 60811 » doit d’abord être traduite en une exigence de test plus spécifique :
Testez-vous l’isolation ou la gaine ? Quel spécimen peut-on préparer à partir du câble ? Quelle force et quelle allongation sont attendues ? Les spécimens sont-ils évalués dans leur état d’origine, après vieillissement, ou les deux ?
Ces réponses sont plus utiles pour le choix de l’équipement que le diamètre du câble fini.
IEC 60811 est un test de câble universel plutôt qu’un seul câble. Pour l’application discutée ici, IEC 60811-501 est la méthode clé des propriétés mécaniques. D’autres parties abordent différents aspects des matériaux de câbles non métalliques ; par exemple, la norme IEC 60811-401 couvre les méthodes de vieillissement thermique dans un four à air.
L’approche pratique consiste à identifier la propriété du matériau requise par la spécification du câble applicable, puis à déterminer l’échantillon et la méthode d’essai nécessaires pour la mesurer.
L’échantillon vient avant la machine
Un fabricant de grands câbles d’alimentation peut supposer qu’une machine à traction à haute capacité est automatiquement nécessaire.
Ce n’est pas forcément le cas.
Pour les essais de matériaux IEC 60811-501, la capacité de la machine doit être basée sur l’échantillon préparé plutôt que sur la taille apparente du câble fini.
Selon la construction du câble et la procédure applicable, la forme de l’échantillon peut varier. Le laboratoire peut travailler avec une pièce d’essai préparée de type haltère ou une autre forme d’échantillon adaptée à la construction et à la méthode.
Pour une estimation initiale de dimensionnement machine :
où :
- = force de traction attendue, N
- = contraintes de traction attendues, MPa ou N/mm²
- = aire de section effective originale, mm²
Considérons un échantillon avec une section efficace de 20 mm² et une contrainte de traction attendue d’environ 15 MPa :
Il s’agit d’une estimation de dimensionnement de l’équipement, pas d’un calcul d’acceptation.
Si un autre échantillon du même matériau a une surface effective de 40 mm², sa force attendue à la même contrainte serait approximativement :
Le matériel n’a pas changé. La géométrie du spécimen a fait.
Cette différence peut affecter la plage de cellules de charge appropriée et la configuration de la machine.
Passer du câble à un échantillon valide
Le calcul de la force n’est utile que si l’échantillon lui-même a été correctement préparé.
Les matériaux d’isolation et de gaine de câble peuvent devoir être retirés des constructions courbes et extrudées avant qu’une pièce d’essai appropriée puisse être préparée. Cela crée plusieurs risques d’erreur de mesure avant que l’échantillon n’atteigne la machine à traction.
Le matériau peut être enlevé lors du retrait. La coupe peut endommager les bords. L’épaisseur peut varier selon le spécimen. Une pièce d’essai préparée peut conserver sa courbure ou se déformer.
La mesure dimensionnelle est également importante car l’information de la section transversale alimente directement le résultat calculé de la traction.
Une cellule de charge précise ne peut pas corriger une zone d’échantillon incorrecte.
La préparation de l’échantillon, la mesure de forme et de dimension doit donc suivre la procédure IEC applicable et la spécification câble/produit plutôt qu’un échantillon plastique générique tiré d’une autre méthode d’essai.
l’adhérence, l’alignement et l’allongement peuvent modifier le résultat
Un échantillon correctement préparé peut tout de même produire de mauvaises données s’il est mal tenu.
Cela est particulièrement pertinent pour le PVC souple, les composés à gaine flexible, l’isolation fine et les matériaux très extensibles. Les poignées nécessitent une force de maintien suffisante pour empêcher le mouvement sans créer un nouveau point de rupture à la mâchoire.
Un serrage insuffisant peut permettre à l’échantillon de glisser. Augmenter la pression peut arrêter le glissement mais endommager un échantillon mou et déplacer la rupture vers le bord de la mâchoire à la place.
L’alignement compte aussi. Un échantillon qui entre dans les poignées en angle peut subir un trajet de charge différent de l’axe de traction prévu.
C’est pourquoi la sélection de la prise doit suivre la forme de l’échantillon et le comportement du matériau. La surface de la mâchoire, la méthode de serrage, la géométrie de la prise et la consistance de la pression de serrage peuvent tous influencer le test.
Après la rupture, l’échantillon doit être inspecté plutôt que de se fier uniquement au chiffre rapporté par le logiciel.
Où est-ce qu’il est cassé ?
Est-ce qu’il a bougé dans les poignées ?
Y a-t-il des marques sévères de mâchoire ?
L’échantillon était-il encore aligné au moment de la défaillance ?
Un résultat répétable n’est utile que lorsque la configuration effectue à répétition le test prévu.
L’allongement attendu affecte aussi la sélection de la machine
Force n’est qu’un aspect de la décision sur l’équipement.
Considérons deux spécimens qui se cassent tous deux sous 500 N. L’un atteint environ 40 % d’allongement tandis que l’autre s’étend plusieurs fois plus que sa longueur d’écartement d’origine.
Ils peuvent correspondre à la même plage de force, mais ils ne créent pas la même exigence de déplacement.
longueur de jauge, séparation initiale de la poignée, allongement attendu et course utile de la machine doivent fonctionner ensemble. Une cellule de charge de bonne taille n’aide pas si l’échantillon atteint la course disponible de la machine avant que l’événement de test requis ne se produise.
La méthode utilisée pour déterminer l’allongement doit également être établie.
Le déplacement de la tête en croix décrit le mouvement de la machine. L’allongement du matériau décrit la déformation de l’échantillon par rapport à sa longueur initiale définie. Selon la configuration du test, le mouvement de la machine peut inclure l’extension de l’échantillon ainsi que des contributions issues du mouvement de la prise, de la compliance ou du glissement de la prise.
Cela ne signifie pas que chaque test IEC 60811-501 nécessite automatiquement le même extensomètre. Cela signifie que le résultat d’allongement requis et l’approche de mesure doivent être définis avant la configuration du système.
la force n’est pas la propriété matérielle
Supposons que deux spécimens atteignent chacun 300 N.
L’échantillon A a une section transversale d’origine de 20 mm² :
L’échantillon B a une superficie de 10 mm² :
La cellule de charge mesurait la même force, mais la contrainte de traction calculée est très différente.
C’est pourquoi une valeur brute en newtons ne décrit pas en elle-même la performance mécanique d’un isolant de câble ou d’un composé de gaine.
Les propriétés de traction nécessitent que la mesure de la force soit interprétée conjointement avec la géométrie de l’échantillon. L’allongement ajoute une autre mesure :
où représente la longueur de référence originale et la la longueur étendue pertinente utilisée par la méthode.
Le logiciel peut calculer et rapporter ces valeurs automatiquement, mais il ne peut pas compenser une mauvaise préparation de l’échantillon, des dimensions incorrectes, un glissement de la prise ou une longueur de référence mal définie.
Cela est également important lorsque deux laboratoires rapportent des résultats différents.
Si la résistance à la traction est similaire mais que l’allongement diffère considérablement, il vaut la peine de vérifier la préparation de l’échantillon, les dimensions originales, la définition de la jauge, le conditionnement, le comportement de la prise et les preuves de glissement avant de conclure qu’une machine est imprécise.
Deux machines calibrées peuvent encore produire des résultats différents lorsque les échantillons ne sont pas testés de la même manière mécanique.
Avant et après le vieillissement
Certains programmes en matériau câble exigent que les propriétés de traction soient évaluées non seulement dans l’état d’origine mais aussi après un processus de vieillissement défini.
IEC 60811-401 aborde les méthodes de vieillissement thermique dans un four à air pour les composés isolants et de revêtement.
Un programme de test typique peut donc comparer :
Spécimen non vieilli → résistance à la traction + élongation
with :
Vieillissement spécifié → spécimen vieilli → résistance à la traction + allongement
La comparaison permet de montrer comment le comportement mécanique du matériau évolue après l’exposition thermique requise.
Il n’existe pas de température et de durée de vieillissement uniques qui devraient être copiées dans chaque programme de test IEC 60811. Le câble ou la spécification du produit applicable détermine les conditions requises et les critères d’acceptation pour le matériau évalué.
Cette distinction est importante lors de la configuration d’un laboratoire. La machine à traction assure la mesure mécanique ; Le programme complet de test peut également nécessiter un équipement de vieillissement approprié et un flux de travail de conditionnement des échantillons.
Comment choisir la capacité de la machine
À ce stade, la sélection de la machine devient beaucoup plus simple.
Commencez par la force attendue de l’échantillon, puis vérifiez la plage de la cellule de charge, la forme de l’échantillon, les poignées, l’allongement attendu, la course disponible, la méthode de mesure requise et le volume d’essai quotidien.
La capacité des trames vient après ces questions.
"Notre force maximale attendue est de 600 N. Une machine de 5 kN suffit-elle ?
»Rien qu’avec la capacité des trames, 600 N est confortablement en dessous de 5 kN.
Cela ne complète pas la sélection.
Le laboratoire doit toujours vérifier que la configuration de la cellule de charge choisie est adaptée à la plage de travail réelle, que l’échantillon peut être tenu sans glisser ni endommager la mâchoire, et que le débattement disponible permet l’allongement attendu.
C’est là que les ITM-LAB RS-8010A et RS-8000 répondent à des besoins différents.
RS-8010A — applications IEC 60811-501 à force
plus faibleThe ITM-LAB RS-8010A Machine Universelle de Contrôle Servo couvre des capacités allant de
Pour de nombreux échantillons d’isolation de câbles et de gaines à faible force, RS-8010A est la première plateforme à évaluer.
Le système complet peut inclure :
La configuration exacte doit suivre le comportement attendu de l’échantillon plutôt que de traiter la norme IEC 60811-501 comme un ensemble de machine et poignée fixe.
RS-8000 — exigences de laboratoire plus élevées ou plus larges
The ITM-LAB RS-8000 Servo Control tensile testing machine couvre
RS-8000 devient pertinent lorsque le programme d’essais réel passe à une fourchette de main-d’œuvre beaucoup plus élevée ou lorsque le laboratoire a besoin d’une plateforme plus large pour des applications supplémentaires de traction à force plus élevée.
Par exemple, un fabricant de câbles peut souhaiter un seul système pour plusieurs programmes matériaux et composants plutôt qu’une machine dédiée uniquement aux échantillons d’isolation et de gaine à faible force. Dans ce cas, la charge de travail plus large du laboratoire peut justifier le cadre à plus grande capacité.
Un gros câble seul ne le fait pas.
Une RFQ Real Cable-Lab
Considérez cette requête :
Méthode : IEC 60811-5011
Résultats requis : résistance à la traction + élongation à la rupture
Il existe déjà suffisamment d’informations pour identifier RS-8010A comme une plateforme à évaluer.
Il n’y a pas assez d’informations pour finaliser le système de test.
"High elongation » doit être traduite dans une plage attendue afin que le déplacement de la machine puisse être vérifié. La forme et les dimensions de l’échantillon sont toujours absentes, tout comme la longueur disponible et la spécification du câble applicable.
Pour les spécimens vieillissants, la condition de vieillissement requise doit également être confirmée plutôt que supposée.
Le volume quotidien ajoute un problème pratique. Un laboratoire de développement qui fait tourner dix échantillons par semaine peut tolérer davantage d’ajustements manuels de la prise. À 80 échantillons par jour, le chargement répétable des échantillons, le fonctionnement de la prise et le flux de travail logiciel deviennent plus importants.
C’est pourquoi deux laboratoires travaillant selon la même méthode IEC peuvent raisonnablement nécessiter des configurations d’équipement différentes.
Que envoyer avant de demander un système d’essai de traction IEC 60811
Une demande utile n’a pas besoin d’être longue, mais elle doit décrire l’échantillon réel et l’exigence de test :
Méthode IEC applicable : ______
Câble / Spécification produit : ______
Formulaire de l’échantillon : ______
Avec ces informations, la séquence de sélection devient :
Échantillon → force attendue → → prise → mesure de l’allongement → déplacement → machine.
IEC 60811-501 Feuille de route de sélection du système de test
FAQ
Que teste la norme IEC 60811-501 ?
IEC 60811-501 fournit des procédures pour déterminer les propriétés mécaniques des composés isolants et de revêtement utilisés dans les câbles à fibres électriques et optiques. Il s’applique généralement aux composés réticulés et thermoplastiques et est destiné à être utilisé conjointement avec la norme IEC 60811-100.
Il ne faut pas confondre cela avec un essai de traction effectué sur un câble fini entier.
Quelle est la différence entre un essai de traction IEC 60811 et un essai de traction sur câble entier ?
IEC 60811-501 test de matériau évalue un échantillon préparé du composé isolant ou
de revêtement applicable.Un test de traction sur un câble entier peut charger simultanément plusieurs éléments de la construction du câble et répond donc à une question mécanique différente.
Une machine d’essai de traction de 5 kN suffit-elle pour la norme IEC 60811-501 ?
Cela peut être plus que suffisant pour de nombreux échantillons d’isolation et de gaine, mais la décision doit se baser sur la force attendue de l’échantillon plutôt que sur le nombre standard ou le diamètre du câble.
La plage de la cellule de charge, la configuration de la poignée, l’allongement prévu et la course disponible de la machine doivent également être vérifiées.
Quelles poignées doivent être utilisées pour l’isolation des câbles et les échantillons de gaine ?
Le choix de la prise dépend de la forme de l’échantillon, de l’épaisseur, de l’état de surface, de la rigidité et du comportement d’allongement.
L’objectif est d’éviter le glissement de l’échantillon sans provoquer de dommages excessifs à la mâchoire ou de rupture prématurée au bord de la poignée. La prise finale doit donc être choisie autour de l’échantillon lui-même plutôt que d’être attribuée uniquement à partir du numéro standard.
Un extensomètre est-il nécessaire pour IEC 60811-501 ?
L’approche de mesure de l’allongement doit suivre la procédure applicable, l’échantillon et le résultat requis.
Il n’est pas une bonne pratique de supposer que le déplacement de la tête transversale est toujours égal à l’allongement de l’échantillon ou que chaque application de matériau câble nécessite le même extensomètre. L’approche de mesure doit être confirmée dans le cadre de la configuration complète du système d’essai.
Pourquoi l’isolation des câbles et les échantillons de gaine sont-ils testés après vieillissement ?
Comparer les propriétés mécaniques avant et après un vieillissement spécifié permet d’évaluer les changements du matériau après une exposition thermique.
IEC 60811-401 fournit les méthodes de vieillissement au four pneumatique pertinentes, tandis que la spécification applicable, câble/produit détermine les conditions requises et les critères d’acceptation.
Réflexions finales
Le choix de l’équipement pour IEC 60811-501 devient beaucoup plus facile une fois que la discussion s’éloigne de la taille du câble fini pour se tourner vers l’échantillon qui sera réellement testé.
La forme et les dimensions de l’échantillon influencent la force attendue. Le comportement du matériau influence le choix de la prise et la course. La résistance à la traction et l’allongement déterminent ce que le système de mesure doit capturer. Les exigences liées au vieillissement peuvent ajouter une étape supplémentaire au flux de travail du laboratoire.
Pour de nombreux échantillons d’isolation et de gaine à force réduite, RS-8010A est la plateforme logique ITM-LAB à évaluer en premier.
Besoin de configurer un système d’essai de traction IEC 60811-501 ?
Envoyez à ITM-LAB votre type de câble, l’isolation ou le matériau de la gaine, la méthode IEC applicable et la spécification du câble, la forme et les dimensions de l’échantillon, la force attendue, l’allongement attendu, le volume d’essai quotidien, et si des tests sont nécessaires avant le vieillissement, après le vieillissement ou les deux.
ITM-LAB peut alors évaluer la
