WWW.LIBRUS.DOBROTA.BIZ
БЕСПЛАТНАЯ  ИНТЕРНЕТ  БИБЛИОТЕКА - собрание публикаций
 

«МАГИСТЕРСКАЯ ДИССЕРТАЦИЯ Тема работы ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ФАКТОРОВ НА СВОЙСТВА ИЗОЛЯЦИИ И ОБОЛОЧКИ ГИБКИХ КАБЕЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ УДК 621.315.211.049.7-047.37 ...»

Министерство образования и науки Российской Федерации

федеральное государственное автономное образовательное учреждение

высшего образования

«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ

ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Инженерная школа энергетики

Направление 13.04.02 «Электроэнергетика и электротехника»

Отделение «Электроэнергетика и электротехника»

МАГИСТЕРСКАЯ ДИССЕРТАЦИЯ

Тема работы

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ФАКТОРОВ НА

СВОЙСТВА ИЗОЛЯЦИИ И ОБОЛОЧКИ ГИБКИХ КАБЕЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ

УДК 621.315.211.049.7-047.37 Студент Группа ФИО Подпись Дата 5АМ6М Хить Алиса Эдуардовна Руководитель Должность ФИО Ученая Подпись Дата степень, звание Доцент Леонов Андрей Петрович к.т.н., доцент

КОНСУЛЬТАНТЫ:

По разделу «Основная часть»

Должность ФИО Ученая Подпись Дата степень, звание Ассистент Матери Татьяна Михайловна По разделу «Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение»

Должность ФИО Ученая Подпись Дата степень, звание Доцент Попова Светлана Николаевна к.э.н., доцент По разделу «Социальная ответственность»

Должность ФИО Ученая Подпись Дата степень, звание Доцент Бородин Юрий Викторович к.т.н., доцент

ДОПУСТИТЬ К ЗАЩИТЕ:

Руководитель ООП ФИО Ученая Подпись Дата степень, звание Доцент Леонов Андрей Петрович к.т.н., доцент Томск – 2018 г .

ЗАПЛАНИРОВАННЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ОБУЧЕНИЯ

Код Результат обучения результата Совершенствовать и развивать свой интеллектуальный и общекультурный уровень, добиваться нравственного и физического совершенствования своей Р1 личности, обучению новым методам исследования, к изменению научного и научно-производственного профиля своей профессиональной деятельности .

Свободно пользоватьсярусским и иностранным языками как средством Р2 делового общения, способностью к активной социальной мобильности .

Использовать на практике навыки и умения в организации научноисследовательских и производственных работ, в управлении коллективом, Р3 использовать знания правовых и этических норм при оценке последствий своей профессиональной деятельности .

Использовать представление о методологических основах научного познания и творчества, роли научной информации в развитии науки, Р4 готовностью вести работу с привлечением современных информационных технологий, синтезировать и критически резюмировать информацию .

Применять углубленные естественнонаучные, математические, социальноэкономические и профессиональные знания в междисциплинарном контексте Р5 в инновационной инженерной деятельности в области электроэнергетики и электротехники .

Ставить и решать инновационные задачи инженерного анализа в области электроэнергетики и электротехники с использованием глубоких Р6 фундаментальных и специальных знаний, аналитических методов и сложных моделей в условиях неопределенности .

Выполнять инженерные проекты с применением оригинальных методов проектирования для достижения новых результатов, обеспечивающих Р7 конкурентные преимущества электроэнергетического и электротехнического производства в условиях жестких экономических и экологических ограничений .

Проводить инновационные инженерные исследования в области Р8 электроэнергетики и электротехники, включая критический анализ данных из мировых информационных ресурсов .





Проводить технико-экономическое обоснование проектных решений;

выполнять организационно-плановые расчеты по созданию или реорганизации Р9 производственных участков, планировать работу персонала и фондов оплаты труда; определять и обеспечивать эффективные режимы технологического процесса .

Проводить монтажные, регулировочные, испытательные, наладочные Р10 работы электроэнергетического и электротехнического оборудования .

Осваивать новое электроэнергетическое и электротехническое оборудование; проверять техническое состояние и остаточный ресурс Р11 оборудования и организовывать профилактический осмотр и текущий ремонт .

Разрабатывать рабочую проектную и научно-техническую документацию в соответствии со стандартами, техническими условиями и другими нормативными документами; организовывать метрологическое обеспечение Р12 электроэнергетического и электротехнического оборудования; составлять оперативную документацию, предусмотренную правилами технической эксплуатации оборудования и организации работы .

Министерство образования и науки Российской Федерации федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования

«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ

ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Инженерная школа энергетики Направление 13.04.02 «Электроэнергетика и электротехника»

Отделение «Электроэнергетика и электротехника»

–  –  –

Инженерная школа энергетики Отделение «Электроэнергетика и электротехника»

Направление подготовки 13.04.02 Электроэнергетика и электротехника Уровень образования магистр Период выполнения весенний семестр 2017/2018 учебного года

–  –  –

Реферат Дипломная работа содержит 92 страницы текстового материала, 11 рисунков, 14 таблиц, 19 использованных источников. Таблицы и графики составлялись в графическо-расчетной программе ОС Windows Microsoft Excel, оформление текстового документа осуществлялось в программе ОС Windows Microsoft Word .

Перечень ключевых слов: изоляция, оболочка, надежность, шланговая резина, этиленпропиленовая резина, каучук, повышенная температура, пониженная температура, стойкость, предел прочности, относительное удлинение .

Тема: Исследование влияния эксплуатационных факторов на свойства изоляции и оболочки гибких кабельных изделий .

В процессе выполнения выпускной квалификационной работы был проведен литературный обзор по данной теме. В работе были рассмотрены следующие вопросы: понятие «надежности» гибких кабельных изделий, конструкция гибких кабелей, нормы и способы оценки стойкости кабельных полимерных материалов к воздействию температур, полимерные материалы в конструкции кабелей. Также были определены методики проведения старения полимеров и испытаний механических свойств, а также методика обработки результатов .

В результате проделанной работы были получены зависимости предела прочности и относительного удлинения при разрыве двух видов резиновой оболочки от времени старения при повышенной температуре, а также зависимости предела прочности и относительного удлинения при разрыве от пониженной температуры испытания. На основании полученных данных были сделаны выводы об изменении физико-механических характеристик резины, подвергшихся воздействию температур, и даны рекомендации по выбору марки резины для гибких кабельных изделий относительно диапазона рабочих температур .

Список сокращений ПА - полиамид;

ПВА - поливинилацетат;

ПВХ - поливинилхлорид;

ПК - поликарбонат;

ПП - полипропилен;

ПС - полистирол;

ПТФЭ - политетрафторэтилен;

ПЭ - полиэтилен;

ПЭНП - полиэтилен низкой плотности;

ТЭП – термоэластопласт;

ЭПР – этиленпропиленовая резина;

РШТМ – резина шланговая тепло- и морозостойкая .

Оглавление ВВЕДЕНИЕ

1. Обзор литературы

1.1 Основные понятия «надежности» кабельных изделий

1.2 Старение изоляции кабельных изделий

1.3 Гибкий кабель и особенности его конструкции

1.4 Условия эксплуатации и факторы, влияющие на надежность ГК..... 22

1.5 Методы испытаний гибких кабелей

2. Методическая часть

2.1 Методика проведения старения при повышенных температурах..... 32

2.2 Методика проведения испытаний механических свойств при повышенных температурах

2.3 Методика проведения испытаний механических свойств при пониженных температурах

2.4 Подготовка образцов

2.5 Методика статической обработки результатов эксперимента........... 37

3. Обсуждение результатов эксперимента

4. Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение.. 46

4.1 SWOT-анализ работы ремонтно-механического цеха ферросплавного завода……………………………………………………………………………..46

4.2 Планирование научно-исследовательской работы

4.3 Составление сметы затрат на разработку ТП

4.4 Определение ресурсоэффективности проекта

5. Социальная ответственность

5.1 Анализ вредных факторов

5.2 Анализ опасных факторов

5.3 Охрана окружающей среды

5.4 Защита в чрезвычайных ситуациях

5.5 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности.. 74 ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Список используемой литературы

Приложение

ВВЕДЕНИЕ

Гибкие кабельные изделия предназначены для эксплуатации в условиях возможных растяжений, изгибов и механических нагрузок, в том числе осложненных воздействием внешней среды. Основными требованиями для кабелей любого назначения являются надежность и безопасность эксплуатации. Однако в зависимости от условий эксплуатации к кабелям предъявляются дополнительно и особенные, специальные требования .

Гибкие кабели, которые эксплуатируются на открытых пространствах, должны обеспечивать работоспособность при воздействии росы, тумана, пыли, холода. Особенно это касается эксплуатации кабеля в суровых климатических условиях Арктики. Помимо внешних воздействий сама эксплуатация подразумевает работу при повышенных температурах, обусловленных пропусканием тока нагрузки через кабель в течение длительного времени .

В связи с этим, возникает необходимость в производстве такого кабельного изделия, температурный диапазон которого будет отвечать, как требованиям эксплуатации в условиях экстремально низких температур, так и требованиям, касаемых высокой допустимой температуры нагрева токопроводящих жил .

В настоящее время происходит активное развитие изоляционных материалов для кабельной промышленности, которое дает возможность применять кабели в любых условиях эксплуатации. Развитие происходит не только в группе полиэтиленовой изоляции, но и в традиционной для кабельной промышленности – резиновой. В связи с этим, целью данной выпускной квалификационной работы является исследование влияния повышенных и пониженных температур на физико-механические свойства резиновых оболочек .

В свою очередь, основными задачами, которые необходимо будет решить, являются:

Изучение условий эксплуатации и факторов, влияющих на 1 .

надежность гибких кабельных изделий .

Разработка методики и плана-графика испытаний, подготовка 2 .

образцов .

Проведение термического старения кабелей с различным 3 .

материалом оболочки (шланговая и этиленпропиленовая резина) .

Проведение испытаний при воздействии пониженных 4 .

температур .

Исследование зависимости скорости изменения физикомеханических характеристик оболочки кабельного изделия от времени термического старения и типа резины .

Исследование зависимости изменения механических 6 .

характеристик оболочки кабельного изделия от температуры эксплуатации (при пониженных температурах) .

Разработка рекомендаций по выбору резиновых оболочек с 7 .

широким диапазоном температур эксплуатации .

Для решения поставленных задач были выбраны в качестве объектов исследования резиновые оболочки марок РШТМ-2 (шланговая тепло- и морозостойкая) и ЭПР (этиленпропиленовая) .

Обзор литературы 1 .

1.1 Основные понятия «надежности» кабельных изделий В соответствии с ГОСТ 27.002-2015 под «надежностью» понимается свойство объекта сохранять во времени способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, хранения и транспортирования. [1] При разработке объекта предусматривают выполнение (или не выполнение) технического обслуживания объектов на протяжении срока их службы, т. е. объекты делят на технически обслуживаемые и технически необслуживаемые. Также происходит и деление объектов на ремонтируемые и неремонтируемые, которое связано с возможностью восстановления работоспособного состояния путем ремонта .

Кабельные изделия относятся к неремонтируемым изделиям, со сроком службы существенно превышающим срок службы других электротехнических изделий. [2] Такие электротехнические изделия, как кабели и провода, работают до первого отказа. Следовательно, основными показателями надежности являются временные показатели, такие как долговечность и срок службы. Под «долговечностью» понимают свойство объекта, заключающееся в его способности выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях использования, технического обслуживания и ремонта до достижения предельного состояния. В свою очередь, «срок службы» является календарной продолжительностью эксплуатации от начала эксплуатации объекта или ее возобновления после капитального ремонта до момента достижения предельного состояния.

[1] Помимо временных показателей немаловажную роль при оценке показателей надежности кабельных изделий играет безотказность и сохраняемость:

Безотказность – это свойство объекта непрерывно сохранять способность выполнять требуемые функции в течение некоторого времени или наработки в заданных режимах и условиях применения .

[1] Сохраняемость – свойство объекта сохранять способность к выполнению требуемых функций после хранения и (или) транспортирования при заданных сроках и условиях хранения и (или) транспортирования. [1] Надежность, как свойство изделий, имеет свои количественные показатели, общая схема которых приведена на рисунке 1 .

Рисунок 1 – Количественные показатели, используемые для оценки надежности кабельных изделий При выборе кабельных изделий также следует учитывать еще два важных фактора:

1. Стойкость кабельного изделия к различным эксплуатационным воздействиям оценивается разработчиком кабеля (провода) по методам, являющимся в значительной мере условными и не совсем точно имитирующими реальные условия эксплуатации. И хотя, как правило, условия испытаний выбирают более жесткими, чем требования к кабельным изделиям, однако для полной гарантии высокой надежности этих изделий необходимо проведение их натурных испытаний в составе аппаратуры;

2. Проведение натурных испытаний необходимо еще и потому, что в реальных условиях эксплуатации кабельные изделия, как правило, подвергаются не единичным, а комплексным воздействиям различных факторов, все многообразие которых невозможно учесть при проведении испытаний на стадии разработки проводов и кабелей .

1.2 Старение изоляции кабельных изделий

В течение всего времени эксплуатации на кабель действуют факторы различной природы, которые влияют на конструктивные элементы этого кабельного изделия. Такие факторы приводят ко множеству физикохимических реакций, которые, в свою очередь, могут изменять строение, структуру и качество материалов. Одним из видов реакций, ухудшающих свойства полимерных материалов, являются реакции, которые ведут к распаду молекулярных цeпей. Эти реакции возникают при воздействии таких внешних факторов как тепло, свет, различного рода излучения, кислород, озон, механических напряжений и др .

Под старением полимеров понимается комплекс химических и физических изменений, приводящих к ухудшению механических свойств и снижению работоспособности изделий из полимеров. В более широком смысле старением может быть названо всякое изменение молекулярной, надмолекулярной или фазовой структуры полимеров и полимерных материалов, приводящее к ухудшению физико-механических свойств в процессе хранения или эксплуатации изделий из полимеров. [7] Старение полимеров, протекающее во времени, определяет характер изменения свойств материала. При этом внутренние изменения в полимерах зависят от самого материала (в частности, от качества исходных компонентов), его свойств, структуры и технологии получения. Внешние же обусловлены характером окружающей среды и воздействием других материалов .

Старение различается по типу внешних воздействий. К ним относят световое, радиационное, термическое, химическое и механическое, а также биологическое виды старения. Это объясняется тем, что существует множество различных объектов внешнего воздействия. К таковым относятся свет, различного рода излучения, напряжения, температура, агрессивные среды .

Термическое старение полимеров происходит при нагревании полимера в бескислородной или любой другой агрессивной среде. Оно приводит к таким последствиям, как разрыв макромолекул, разрушение боковых групп, дегидратация, дегидрохлорирование и другие химические процессы. Также процесс может стать причиной распада полимера на мономеры или смесь мономеров с образованием других низкомолекулярных веществ .

Световое старение полимеров рассматривается как фотоокислительное старение, так как активное участие в реакциях принимает кислород. Это является причиной резкого увеличения скоростей фотопревращения полимера на воздухе по сравнению с превращением в бескислородной среде и к появлению новых реакций, которые влекут за собой значительное изменение свойств полимера .

Радиационное старение происходит при воздействии на полимеры гамма-лучей, альфа-частиц, нейтронов. Энергия таких излучений намного больше энергии химических связей в макромолекулах. При этом происходит «захват» полимером свободных радикалов и сосуществование полученной макромолекулы в течение продолжительного периода, который является разрушительным для полимера .

Механическое воздействие приводит к возникновению или исчезновению подвижности тех или иных фрагментов макромолекул и изменению их свойств во времени, обусловленному достижением равновесного состояния. Такие воздействия могут быть, как последствием каких-либо внешних воздействий, так и в процессе изготовления материала и последующей его эксплуатации .

Химическое старение возникает при воздействии агрессивных сред, в которых находится в течение какого-либо продолжительного времени полимер .

Такие среды в зависимости от характера взаимодействия с полимерами можно разделить на две группы: физически и химически активные. Первая группа агрессивных сред вызывает обратимые изменения полимера, которые не сопровождаются разрушением химических связей макромолекул полимера (например, набухание, растворение). Такими средами являются химически инертные углеводороды и некоторые их производные, используемые в качестве растворителей, масел, топлив и т. д .

Вторая группа агрессивных сред вызывает необратимые изменения, которые сопровождаются изменением химической структуры полимера. К таким средам относят среды сильных окислителей (перекись водорода, азотная кислота), минеральных кислот (серная, соляная и др.), галогенов (фтор, хлор), щелочей и водных растворов солей .

Биологическое старение представляет собой воздействие внешней среды, которое приводит к обрастанию полимеров грибами, бактериями и другими микро- и макроорганизмами, а также к воздействию химически активных веществ, выделяемых живыми организмами .

Все вышеперечисленные виды старения полимеров в значительной мере влияют на срок службы эксплуатируемого кабельного изделия. Поэтому для уменьшения или устранения вредного влияния старения полимеров были разработаны различные способы стабилизации полимеров .

1.3 Гибкий кабель и особенности его конструкции

Кабель КГ – гибкий силовой кабель (ГК) с медными токопроводящими проводниками, изоляция и оболочка кабеля изготовлены из резины. Данный кабель устойчив к воздействию солнечных лучей .

Повышенная гибкость кабеля достигается за счет многопроволочных медных жил не менее 5 класса гибкости, а также за счет использования резиновой оболочки и изоляции. Кабели с резиновой изоляцией гибкие общего назначения изготавливаются согласно ГОСТ-13497-77 .

Рисунок 2 – Конструктивные элементы КГ

Конструкция силового кабеля КГ выглядит следующим образом:

1. Токопроводящая жила класс гибкости не менее 5;

2. Обмотка;

3. Изоляция;

4. Обмотка;

5. Наружная оболочка .

В изготовлении силовых кабелей первое место среди материалов занимает электротехническая медь, которую получают в процессе электролитического рафинирования. Данный процесс недешев, однако именно он дает наиболее качественный проводник. Из шести классов токопроводящих жил, на которые согласно ГОСТу 22483-2012 подразделяется данная продукция, лишь медь подходит для применения в изделиях всех классов, в том числе в кабелях повышенной гибкости. Для изготовления гибких кабелей используется также луженая медь. Такая проволока отличается еще большей защищенностью от любых внешних воздействий, чем обычная проволока из меди. В качестве материала для лужения используется чистое олово или оловянно-свинцовый сплав, так как именно олово предохраняет проволоку от различных коррозийных процессов, придавая ей при этом дополнительную прочность на разрыв и исключая возможность слома проволоки при ее перегибе. Производители выпускают две разновидности луженой проволоки: мягкая луженая и твердая луженая. Основное отличие этих типов проволоки друг от друга состоит в их способности к изгибам – мягкая проволока легче перегибается, чем твердый образец аналогичного диаметра .

Следующим конструктивным элементом является обмотка из полиэтилентерефталатной пленки (ПЭТ-Э) – позиция 2 и 4 .

Полиэтилентерефталат является сложным термопластичным полиэфиром терефталевой кислоты и этиленгликоля. По физическим параметрам представляет собой твердое вещество белого цвета, не обладающее запахом .

Пленка ПЭТ-Э выпускается в соответствии с требованиями ГОСТ 24234-80 путем моментального охлаждения расплавленного пластика от +2600°С до +730°С и растягивания его до необходимой толщины. Благодаря этому материал становится абсолютно прозрачным и блестящим. Для производства кабеля, пленка реализуется в рулонах и имеет различные размеры: шириной от 0,6 до 150 см, толщиной от 8 до 250 мкм. Основными характеристиками такой пленки являются: эластичность и высокая степень растяжения, благодаря чему пленка плотно стягивает провода и кабеля, предотвращая их от повреждения при изгибании во время монтажных работ; высокие диэлектрические свойства, что является дополнительной защитой в качестве электроизоляции; термостойкость, благодаря чему поверх пленки можно наносить другие синтетические материалы путем горячего расплава; высокая прочность и устойчивость к внешним химическим воздействиям и физическим свойствам, что предохраняет кабеля от влаги, окисления и механических повреждений; также обладает легкостью и не утяжеляет обмотки кабелей .

Поверх пленки накладывается изоляция. Толщина резиновой, полиэтиленовой, поливинилхлоридной или полимерной изоляции, накладываемой сверху на токопроводящие жилы, определяется соответствующими государственными стандартами (ГОСТ 23286-78) .

Изолирующий слой может быть представлен следующими материалами:

Поливинилхлоридный пластикат (ПВХ). Самый распространенный вид изоляции, который при комнатной температуре (+20°С) обладает высокими сопротивлением. Недостатками ПВХ пластиката является недостаточно хорошая гибкость, если сравнивать с резиной и тот факт, что при температуре +70°С и выше значительно снижается сопротивление изоляции провода. Достоинства поливинилхлоридного пластиката: невысокая цена, хорошая устойчивость к множеству химических реагентов, влаге, а также низкий уровень горючести .

Сшитый полиэтилен (СПЭ). Используется для изготовления высоковольтной кабельной продукции, прокладываемой подземным способом. Конструкция кабелей из сшитого полиэтилена обладает хорошей гибкостью, низкой гигроскопичностью (поглощение влаги) и возможностью нагрева до +130°С. Недостатки СПЭ-кабелей — сложность изготовления, необходимость использования зарубежного оборудования, из-за чего стоимость изделия значительно выше аналогов .

Полиэтилен. Может быть низкой плотности (ПЭНП) и высокой (ПЭВП). Достоинства: диэлектрические свойства в 300 раз выше нежели у ПВХ изоляции, низкая гигроскопичность, устойчивость к химическим реагентам. Однако минусами полиэтилена являются снижение диэлектрических свойств провода при повышении температуры, слабая гибкость и в то же время высокая стоимость. Конструкция кабелей с изоляцией из полиэтилена хорошо себя зарекомендовала для прокладки стационарной проводки на промышленных объектах .

Электроизоляционная резина. Благодаря своей гибкости чаще всего используется для подключения передвижных механизмов и оборудования. Гибкая, дешевая, обладает высокими диэлектрическими свойствами. Однако теряет свои электроизоляционные характеристики при температуре выше +80°С, подвержена повреждению от ультрафиолетового излучения и что самое опасное — не устойчива к горению .

Политетрафторэтилен (ПТФЭ). Фторопласт отличается очень высокой химической, коррозионной стойкостью, а также обладает отличной атмосферостойкостью, теплостойкостью и морозостойкостью (-160 260°С) .

Фторопласт негорюч или самозатухает при возгорании. Такой полимер имеет низкий коэффициент трения, очень низкое водопоглощение и газопроницаемость, хорошие диэлектрические характеристики и высокую электрическую прочность, надежно противостоит ферментам и микробам .

Также ПТФЭ плохо растворимы или вообще нерастворимы во многих органических растворителях. Минусы такого типа защиты — высокая стоимость и токсичность .

Для изготовления наружной оболочки гибких кабелей используется специальная шланговая резина, поливинилхлоридный пластикат, полимерные композиции, полиуретан или полиэтилен. Изолирующие материалы, используемые при производстве кабеля, подбираются в зависимости от условий его эксплуатации и должны соответствовать требованиям ГОСТ 31565-2012 .

–  –  –

Основные сферы эксплуатации кабеля КГ:

на реках, на озерах, на суше, на открытом воздухе, в помещениях, на судах речного флота, в районах с умеренным климатом, в районах с холодным климатом, в районах с тропическим климатом .

Во всех механизмах, применяемых на любом производстве, используются кабельные изделия. В зависимости от условий эксплуатации этих механизмов выдвигаются те или иные требования к характеристикам материалов, из которых изготавливается кабельное изделие. Например, для кабелей, применяемых в условиях Арктики и Крайнего Севера, необходимым требованием является морозостойкость изоляционных материалов; для кабелей, используемых в нефтедобывающей промышленности и других отраслях, где кабель подвержен контакту с углеводородными жидкостями, выдвигается требование к высокой химической стойкости и т.д .

Под морозостойкостью следует понимать способность полимерного материала сохранять свои свойства при низких температурах. Так, например, для стеклообразных полимеров – это отсутствие хрупкости, для эластомеров

– она означает сохранение эластичности. На практике морозостойкость выражается также способностью полимера выдерживать без растрескивания разовое охлаждение до заданной температуры в течение определенного времени или многократные циклы охлаждения или нагревания. [3] Для примера можно рассмотреть пределы температур наиболее популярных полимерных материалов, используемых в кабельной промышленности (табл. 2) .

–  –  –

Как видно из таблицы, химическое строение, а также физическое состояние полимерного материала может существенно сказываться на показателях морозостойкости материалов .

К морозостойким относят полимерные материалы, которые могут эксплуатироваться при минимальных зимних температурах, характерных для территории России: от -40 до -50°С. Однако, для использования кабельных изделий в условиях Арктики и Крайнего Севера, этот диапазон температур недостаточен, так как минимальные температуры в данных районах могут достигать -60°С .

Существующие в настоящее время пути повышения морозостойкости за счет разработки принципиально новых полимерных материалов и создания композиционных материалов с использованием новых эффективных ингредиентов резиновых смесей и новых их сочетаний позволили значительно расширить температурные границы применения полимеров. [4] Наилучшую морозостойкость полимерным композициям из промышленных пластификаторов придают эфиры алифатических дикарбоновых кислот (азелаиновой, адипиновой, себациновой), промежуточное положение занимают эфиры офталевой кислоты и наименьшую морозостойкость придают полимерам арильные производные ортофосфорной кислоты и полиэфирные пластификаторы .

Также кабельные изделия часто подвержены воздействию химически агрессивных сред, таких как топливо, масла, кислоты и щелочи.

Наиболее важными физико-химическими процессами при взаимодействии полимеров с агрессивными средами являются:

1) адсорбция компонентов агрессивной среды на поверхности полимера;

2) диффузия агрессивной среды в объём полимера;

3) химические реакции агрессивной среды с химически нестойкими связями полимера;

4) диффузия продуктов реакции к поверхности полимера;

5) десорбция продуктов реакции с поверхности полимера .

Вышеназванные процессы могут вызывать набухание (изменение массы и геометрических размеров), структурные изменения, а также физикохимические свойства (относительное удлинение и прочность при разрыве) полимерных материалов, которые определяют химостойкость кабельных изделий в целом. Набухание представляет собой процесс поглощения, или сорбции низкомолекулярных жидкостей (или их паров) полимером. При набухании молекулы низкомолекулярной жидкости (или ее пара) проникают между элементами структуры полимера, вызывая межструктурное набухание, или внутрь структур, раздвигая макромолекулы (внутриструктурное набухание), при этом увеличивая его массу, объем и изменяя структуры. Такие изменения структуры и свойств могут как сопровождаться разрушением полимера, так и происходить без нарушения целостности полимерного материала .

Сравнительная химическая стойкость полимерных материалов в различных агрессивных средах представителей полимерных материалов представлена в таблице 3, где первая цифра означает холодные среды, вторая

– горячие среды .

Таблица 3 – Стойкость полимерных материалов

–  –  –

Электрическая нагрузка на кабель определяется величиной электрического тока. Если электрический ток будет протекать по проводнику в течение длительного времени, в этом случае установится определенная стабильная температура данного проводника, при условии неизменной внешней среды. Величины токов, при которых температура достигает максимального значения, в электротехнике известны как длительно допустимые токовые нагрузки для проводов и кабелей. Данные величины соответствуют определенным маркам проводов и кабелей. Длительно допустимый ток для гибких кабелей и проводов с резиновой изоляцией приведен в таблице 5 .

–  –  –

Указанные значения токов приведены для температур окружающего воздуха +25 °С и земли +15 °С для усредненных условий прокладки .

В случае необходимости выбора конкретной токовой нагрузки для конкретного типа кабеля необходимо руководствоваться методиками, указанными в стандартах и правилах на это кабельное изделие .

1.5 Методы испытаний гибких кабелей

Гибкие кабели, которые эксплуатируются в полевых условиях, должны обеспечивать работоспособность при воздействии росы, тумана, пыли, холода .

Специальные кабели для подъёмных и конвейерных механизмов также должны обладать специальными свойствами, которые учитывают область их применения. Эти кабели предназначены для присоединения передвижных механизмов, работающих в условиях изгиба при постоянно действующем растягивающем усилии .

Согласно ГОСТ 31945-2012 гибкие кабели подвергаются не реже одного раза в год следующим видам периодических испытаний:

На возникновение и прекращение частичных разрядов экранированных основных жил:

Испытание на возникновение и прекращение частичных разрядов проводят по ГОСТ 20074 и ГОСТ 2990 на образцах длиной не менее 1,5 м .

На стойкость к изгибу:

Испытание кабелей на стойкость к изгибу проводят по ГОСТ 12182.8 на образцах длиной не менее 1,5 м .

На изгиб с кручением:

Испытание шнуров на стойкость к изгибу с кручением проводят по ГОСТ 24471 .

На стойкость к многократным перегибам через систему роликов:

Испытание кабелей на стойкость к многократному перегибу через систему роликов проводят по ГОСТ 12182.1. Длина образцов должна быть указана в технических условиях на кабели конкретных марок .

На стойкость к воздействию повышенной температуры окружающей среды:

Испытание кабелей или шнуров на стойкость к воздействию длительно допустимой температуры на токопроводящих жилах и повышенной температуры окружающей среды проводят по ГОСТ 16962.1 на трех образцах кабеля или шнура. Метод проведения испытания, длина образцов, время выдержки образцов в камере тепла или под токовой нагрузкой и время выдержки образцов в нормальных климатических условиях до и после проведения испытания должны быть указаны в ТУ на конкретные марки кабеля .

На стойкость к воздействию пониженной температуры окружающей среды:

Испытание кабелей или шнуров на стойкость к воздействию пониженной температуры окружающей среды проводят по ГОСТ 17491 (метод испытания на изгиб при отрицательных температурах) на трех образцах кабеля или шнура. Диаметр стержня или роликов, используемых при испытании, должен быть указан в технических условиях на кабели или шнуры конкретных марок .

Изоляции на озоностойкость:

Испытание изоляции кабелей на озоностойкость проводят по ГОСТ IEC 60811-2-1 при концентрации озона (0,0150±0,0015)% объемных и деформации растяжения (20±1)%. Температура проведения испытания – (30±2)°С. Время выдержки образцов в испытательной камере – не менее 3 ч .

Стойкости оболочки к воздействию смазочных масел, щелочных электролитов и жирных кислот:

Стойкость оболочек к воздействию агрессивных жидкостей проверяют по ГОСТ IEC 60811-2-1, по ГОСТ 9.030 (метод А) или по ГОСТ 12020, к воздействию жирных кислот по специальной методике, изложенной в ГОСТ 31945-2012 .

На нераспространение горения:

Испытание на нераспространение горения проводят по ГОСТ IEC 60332-2-1, ГОСТ IEC 60332-2-2 или ГОСТ IEC 60332-1-1, ГОСТ IEC 60332-1ГОСТ IEC 60332-1-3 .

Допускается проводить в составе периодических испытаний другие виды испытаний или проверок, которые должны быть указаны в ТУ на конкретные марки кабелей .

Все испытания и измерения проводят в нормальных климатических условиях по ГОСТ 15150, если иное не указано при изложении конкретного метода .

–  –  –

Старение полимеров под воздействием повышенных температур в лабораторных условиях проводится согласно международному стандарту ГОСТ IEC 60811-1-2-2011. В настоящем стандарте приведены методы теплового старения эластомерных, из поливинилхлоридного пластиката, полиэтилена, полипропилена и т.д. полимерных композиций для изоляции и оболочек .

Для проведения испытаний были отобраны образцы резиновой оболочки из трех разных мест без механических повреждений, загрязнений и прочих дефектов, видимых без увеличительных приборов. Также с момента изготовления кабельного изделия, чья оболочка подвергается старению, прошло более 16 часов .

Для старения и дальнейших испытаний по определению механических свойств резиновой оболочки после влияния такого эксплуатационного фактора, как повышенные температуры, из каждого отрезка исследуемого материала кабеля подготовлены по пять Рисунок 3 – Образец в виде образцов в виде двусторонних лопаток, двухсторонней лопатки вырезанных вдоль оси кабеля, провода или шнура (рис.3). Толщина образцов-лопаток, изготовленных из оболочки, не превышает 2,0 мм и не менее 0,8 мм .

Методика проведения старения заключается в выдержке подготовленных образцов резиновой оболочки в температурной камере. Пять испытуемых образцов подвешиваются вертикально и преимущественно в середине термостата на расстоянии не менее 20 мм друг от друга. Затем выдерживаются в камере в течение 320 часов. В качестве испытательных температур, при которых проводится старение, выбраны +110, +130, +150°C .

После старения образцы извлекаются из термостата и выдерживаются при температуре окружающей среды, избегая воздействия прямых солнечных лучей, не менее 16ч .

2.2 Методика проведения испытаний механических свойств при повышенных температурах Стойкость материалов, являющихся сырьем для производства кабельного изделия, к старению определяет срок службы готового изделия .

Процесс старения таких вязкоупругих материалов, как полимеров, носит необратимый характер. Скорость старения зависит от чувствительности материала к воздействию повышенных температур в процессе эксплуатации .

Результатом физико-химических процессов является ухудшение механических свойств материала. Поэтому для оценки надежности готового кабельного изделия проводится анализ изменения характеристик материала, подверженного воздействию повышенных температур .

Испытания механических свойств полимеров в лабораторных условиях проводится согласно межгосударственному стандарту ГОСТ IEC 60811-501-2015. Предлагаемый стандарт рассматривает методы испытаний для определения механических свойств сшитых и термопластичных композиций изоляции и оболочек .

Такого рода испытания позволяют определить прочность при разрыве и относительное удлинение при разрыве материала оболочки кабельного изделия, как в исходном состоянии (до какого-либо старения), так и при одном или нескольких видах ускоренного теплового старения .

В качестве оборудования для проведения испытаний используется двухколонная испытательная машина марки INSTRON серии 3365 (рис. 4) .

–  –  –

Определение механических свойств полимеров при пониженных температурах аналогичным образом проводится согласно межгосударственному стандарту ГОСТ IEC 60811-501-2015, а также ГОСТ 17491-80 .

Такие испытания заключаются в растяжении образца до разрыва при температуре испытания. Испытанию по определению предела прочности и относительного удлинения при разрыве подвергаются кабельные изделия наружным диаметром более 12,5 мм .

Время охлаждения образцов в случае жидкой охлаждающей смеси – 10 мин. В качестве испытательных температур, при которых проводятся испытания, выбраны 40, 50, 60 °C. Выбор данного диапазона температур обусловлен необходимостью испытаний наиболее распространенных изоляционных материалов при температурах, свойственным районам Арктики (средние минусовые температуры: от 4 °C до 25 °C, а минимальные температуры: до 55,60 °C). Это связано с тем, что в данный момент ведутся многочисленные работы по добыче полезных ископаемых в Арктических условиях .

В связи с этим, исследуемые резиновые оболочки с заявленной минимальной температурой эксплуатации 50°C и 65°C, подвергаются такой низкой температуре, которая соответствует условиям их фактической эксплуатации .

2.4 Подготовка образцов В качестве объекта исследования были выбраны резины марки РШТМ-2 и ЭПР. Выбор данных материалов связан с тем, что оба материала являются тепло- и морозостойкими. В связи с этим, возникает необходимость в определении наиболее широкого температурного диапазона среди предложенных материалов. Это, в свою очередь, будет являться одним из ключевых параметров при выборе материала резиновой оболочки для кабельных изделий, работающих в условиях, как повышенных, так и пониженных температур .

Резина марки РШТМ-2 относится к классу кабельных шланговых резин. Данные резины применяют в качестве оболочек кабельных изделий. В связи с этим, к таким резинам предъявляют высокие требования к их механической прочности, так как в процессе эксплуатации им предстоит противостоять механическим воздействиям (растяжению, удару и др.) .

помимо этого, оболочки кабеля должны защищать изоляцию жил от солнечной радиации и других атмосферных воздействий .

В зависимости от назначения резина РШТМ-2 согласно ГОСТ 2068относится к типу шланговых резин для кабелей, работающих в средних и легких условиях. При этом данный тип резины является теплостойким и морозостойким. Повышение морозостойкости в данном типе резины достигается за счет применения синтетического изопренового и бутадиенового маслонаполненного каучука (СКБМ) .

Резина марки ЭПР является отдельным типом резины, в основе которой лежит применение этиленпропиленового каучука .

Этиленпропиленовая резина – эластичный материал, который хорошо противостоит повышенным вибронагрузкам на кабели, подключённые к агрегатам, подверженным высоким вибрациям (подключения к двигателям, насосам и т.п.). Также данный тип резины характеризуется способностью сопротивляться термическому (тепловому) старению – т.е. сохраняет эксплуатационные свойства, изменения которых обусловлено повышенными температурами. Это определяет допустимую температуру нагрева токопроводящих жил. Чем выше этот показатель, тем выше допустимые токи нагрузки, которые можно пропускать через силовой кабель в течение длительного времени. Применением ЭПР в качестве изоляции позволяет увеличить пропускную способность кабеля за счет увеличения допустимой температуры жилы до 90С .

Таблица 6 – Характеристики испытуемых материалов Наименование характеристик РШТМ-2 ЭПР Предел прочности при разрыве, 10 10 Н/мм2 не менее Относительное удлинение, % не 300 300 менее Морозостойкость, С -50 – при стационарной -65 – при стационарной эксплуатации; эксплуатации;

-40 – при монтаже -35 – при динамических нагрузках Температура окружающей среды, 50 70 верхний предел, °C Максимальная рабочая не более 75 90-105 температура жилы, °С

–  –  –

30,0 25,0 20,0

–  –  –

ЭПР Т, С

-80 -60 -40 -20 0 20 40 Рисунок 11 – Зависимость относительного удлинения от температуры испытания Т Относительное удлинение, как для резиновой оболочки марки ЭПР, так и для РШТМ-2 имеет убывающий характер с уменьшением температуры .

Относительное значение изменения относительного удлинения для ЭПР составило 94%, для РШТМ-2 – 33%. В абсолютных единицах изменение для ЭПР составило 318%, для РШТМ-2 – 166% .

Под воздействием мороза резина, по мере снижения температуры, постепенно переходит из эластического в твердое состояние. При этом энергия теплового движения ослабляется, одновременно повышается энергия межмолекулярных взаимодействий. В силу внутренних структурных изменений под воздействием низких температур повышается сопротивление резины растягивающим силам, т.е. увеличивается прочность на разрыв и, наоборот, в связи с потерей эластических свойств снижается относительное удлинение. Потеря эластических свойств резин обусловливается происходящими в них процессами кристаллизации и стеклования каучуков .

Увеличение разрывной прочности объясняется возрастанием работы, затрачиваемой на разрыв материала, в связи с затвердеванием оболочки кабеля .

4. Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение Целью данного раздела является обоснование целесообразного использования технического проекта, выполняемого в рамках выпускной квалификационной работы, при этом детально рассматриваются планововременные и материальные показатели процесса проектирования .

Достижение цели обеспечивается решением следующих задач:

Составление SWOT-анализа работы и эксплуатации ремонтномеханического цеха ферросплавного завода Планирование технико-конструкторских работ Определение ресурсной (ресурсосберегающей) эффективности проекта .

4.1 SWOT-анализ работы ремонтно-механического цеха ферросплавного завода SWOT-анализ представляет собой метод анализа планирования производственной или научной деятельности, разделяющий факторы или явления на следующие категории: strengths (сильные стороны), weaknesses (слабые стороны), opportunities (возможности) и threats (угрозы), и состоящий из нескольких этапов .

Первый этап заключается в описании сильных и слабых сторон проекта, в выявлении возможностей и угроз для реализации проекта, которые проявились или могут появиться в его внешней среде .

Результаты первого этапа SWOT-анализа представлены в таблице 9 .

–  –  –

Анализ интерактивных матриц, приведенных в таблицах 10 и 11, показывает, что число сильных сторон у проекта количественно равно числу слабых. Аналогичная ситуация с количеством возможностей и угроз проведения исследований. Однако, если рассматривать возможности, то можно сделать вывод, что исследование будет эффективным, поскольку их влияние на сильные стороны проекта больше, чем на слабые. Что касается угроз, то влияние на сильные и слабые стороны одинаково .

–  –  –

Для выполнения выпускной квалификационной работы требуются исполнители в лице научного руководителя (НР) и студента-дипломника (СД). Также определяется перечень этапов в рамках исследования .

Соотношение этапов и исполнителей приведены в таблице 12 .

Таблица 12 – Перечень этапов работ и распределение исполнителей

–  –  –

Примечание: минимальное tmin и максимальное время tmax получены на основе экспертных оценок .

4.2.3 Разработка графика проведения технического проекта Наиболее удобным и наглядным в данном случае является построение ленточного графика проведения научных работ в форме диаграммы Ганта .

Диаграмма Ганта – горизонтальный ленточный график, на котором работы по теме представляются протяженными во времени отрезками, характеризующимися датами начала и окончания выполнения данных работ [8] .

График строится для ожидаемого по длительности исполнения работ в рамках технического проекта, с разбивкой по месяцам и декадам за период времени подготовки ВКР [8]. На основе таблицы 13 строим план-график проведения работ (таблица 14) .

Таблица 14 – Диаграмма Ганта

Исходя из составленной диаграммы, можно сделать вывод, что продолжительность работ занимает порядка 2 месяцев. Продолжительность выполнения технического проекта составит 75 дней.

Из них для каждого в отдельности:

72 дней – продолжительность выполнения работ студентадипломника;

55 дней – продолжительность выполнения работ научного руководителя .

–  –  –

В данной статье расходов отражаются обязательные отчисления по установленным законодательством Российской Федерации нормам органам государственного социального страхования (ФСС), пенсионного фонда (ПФ) и медицинского страхования (ФФОМС) от затрат на оплату труда работников .

Величина отчислений во внебюджетные фонды определяется исходя из следующей формулы:

Звнеб = внеб Зполн, где внеб – коэффициент отчислений на уплату во внебюджетные фонды (пенсионный фонд, фонд обязательного медицинского страхования и пр.)[8] .

На 2018 г. в соответствии с ст. 425, 426 НК РФ и Федеральным законом от 27.11.2017 № 361-ФЗ установлен размер страховых взносов равный 30 % .

Отчисления во внебюджетные фонды составят:

Звнеб = 0,3 88327 = 26498 руб .

4.3.4 Накладные расходы

Накладные расходы учитывают прочие затраты организации, не включенные в предыдущие статьи расходов: печать и ксерокопирование материалов исследования, оплата услуг связи, электроэнергии, почтовые и телеграфные расходы, размножение материалов и т.д .

Знакл = З нр, где нр – коэффициент, учитывающий накладные расходы [8] .

Величина коэффициента накладных расходов принимается в размере 16% .

–  –  –

Исходя из сметы затрат, на технический проект требуется 150,4 тыс.рублей. Согласно диаграмме Ганта продолжительность всей работы составила 75 рабочих дней .

–  –  –

Определение ресурсоэффективности проекта можно оценить с помощью интегрального критерия ресурсоэффективности по формуле [8]:

р =, где р – интегральный показатель ресурсоэффективности;

– весовой коэффициент разработки;

– балльная оценка разработки, устанавливается экспертным путем по выбранной шкале оценивания .

Оценку характеристик проекта проведем на основе критериев, соответствующих требованиями к исследуемому изоляционному материалу и готовому кабельному изделию:

Стойкость – одно из свойств полимера, характеризующее 1 .

возможность изменения его характеристик при воздействии внешних факторов .

–  –  –

Расчет интегрального показателя ресурсоэффективности технического проекта составит [8]:

р = 5 0,20 + 5 0,22 + 4 0,15 + 4 0,18 + 3 0,10 + 5 0,15 = 4,47 Показатель ресурсоэффективности проекта имеет достаточно высокое значение (по 5-балльной шкале), что говорит об эффективности использования технического проекта. Высокие баллы стойкости и безотказности позволяют судить о надежности используемого материала .

В результате выполнения поставленных задач по данному разделу, можно сделать следующие выводы:

в результате проведения SWOT-анализа были выявлены сильные и слабые стороны выбора технического проекта. Установлено, что технический проект будет эффективным, так как влияние возможностей на сильные стороны проекта больше, чем на слабые, когда количество сильных и слабых сторон одинаково;

при планировании технических работ был разработан график занятости для двух исполнителей, составлена ленточная диаграмма Ганта, позволяющая оптимально скоординировать работу исполнителей;

составление сметы технического проекта позволило оценить первоначальную сумму затрат на реализацию технического проекта в размере 150,4 тыс.рублей;

оценка ресурсоэффективности проекта, проведенная по интегральному показателю, дала высокий результат (4,47 по 5-балльной шкале), что говорит об эффективности реализации технического проекта .

5. Социальная ответственность

В этом разделе рассматриваются вопросы выполнения требований к безопасности и гигиене труда, к промышленной безопасности, охране окружающей среды и ресурсосбережению .

В рамках дипломного проекта были проведены исследования стойкости резиновой оболочки к воздействию углеводородных жидкостей, в качестве которых использовались трансформаторное масло и дизельное топливо .

Эксперименты проводились в лаборатории ПАО «НИКИ г.Томск» в следующей последовательности:

Подготовка образцов для испытаний на старение в агрессивной 1) среде (трансформаторное масло, дизельное топливо);

Испытание образцов в исходном состоянии;

2)

–  –  –

Существует ряд факторов, которые могут привести к опасности для здоровья во время проведения работ в исследовательских лабораториях .

Данные факторы могут привести к возникновению несчастных случаев, профессиональных заболеваний, а также пожаров и взрывов. Поэтому для правильной организации работ по борьбе с травматизмом, профессиональными и общими заболеваниями рассмотрим вопросы охраны труда на рабочем месте .

Основные вредные факторы:

испарение летучих продуктов;

отклонение параметров микроклимата;

повышенный уровень шума;

недостаточная освещенность .

Влияние указанных неблагоприятных факторов приводит к снижению трудоспособности, вызванные переутомлением, что приводит к развитию профессиональных заболеваний .

Рассмотрим нормы, предъявляемые к выявленным факторам, и их способы реализации .

Вредные вещества В процессе проведения исследований одним из основных вредных факторов является испарение летучих продуктов из агрессивной среды .

Испаренные летучие продукты могут нанести вред здоровью человека .

Согласно [10] по степени воздействия на организм человека вредные вещества подразделяют на четыре класса опасности:

1-й - вещества чрезвычайно опасные;

2-й - вещества высокоопасные;

3-й - вещества умеренно опасные;

4-й - вещества малоопасные .

Дизельное топливо и трансформаторное масло относятся к малотоксичным веществам 4-го класса опасности [11,12]. Предельно допустимая концентрация (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны для вредных веществ 4-го класса – более 10 мг/м3 .

Для устранения или уменьшения воздействия данного вредного фактора в лаборатории производится вентиляция помещения. Так как в здании изначально не было отведено места для установки искусственной вентиляции (воздуховодов), то помещение проветривается естественным способом, т.е. открывается окно на некоторое время в отсутствие рабочего персонала. Для увеличения эффекта вентиляции необходимо установить вытяжку с вентилятором (принудительная вентиляция) .

Микроклимат Важную роль для здоровья человека играет состояние окружающей среды, метеорологические условия или микроклимат на производстве (в лаборатории) .

Микроклимат определяют следующие параметры:

температура воздуха в помещении, 0С;

относительная влажность воздуха, %;

подвижность воздуха, м/с;

тепловое излучение, Вт/м .

Оптимальные микроклиматические условия установлены по критериям оптимального теплового и функционального состояния человека и определяются согласно [15]. Они обеспечивают общее и локальное ощущение теплового комфорта в течение 8-часовой рабочей смены при минимальном напряжении механизмов терморегуляции, не вызывают отклонений в состоянии здоровья, создают предпосылки для высокого уровня работоспособности и являются предпочтительными на рабочих местах .

Температура воздуха является одним из ведущих факторов, определяющих метеорологические условия. Температура воздуха в помещении зависит, в основном от производственного процесса, при осуществлении которого, выделяется тепло. Экспериментальные работы, которые проводились в лаборатории, можно отнести к категории легкой физической работы (производство, сидя, стоя, не требует Iб систематического физического напряжения). Оптимальная температура воздуха в холодный период года составляет +(2123)°С, в теплый период не более +(2224)°С. Для поддержания данной температуры воздуха в холодный период времени предусмотрены батареи центрального отопления .

Влажность воздуха влияет на теплообмен в организме человека, затрудняя или облегчая теплообмен организма с окружающей средой .

Оптимальная норма относительной влажности должна составлять (4060) %, что соответствует условиям метеорологического комфорта при покое или легкой физической работе .

В производственных условиях подвижность воздуха создается конвекционными потоками воздуха, которые возникают в результате проникновения в помещение холодных масс воздуха, либо за счет разности температур в смежных участках производственных помещений, а также создается искусственно работой вентиляционных систем. Для холодного и теплого периодов оптимальная величина скорости движения воздуха составляет 0,1 м/с .

Все оптимальные условия микроклимата в исследовательской лаборатории ПАО «НИКИ г.Томск» соблюдены, поэтому дополнительные мероприятия, направленные на улучшение условий, не требуются .

Шум С физиологической точки зрения шум рассматривают как звук, мешающий разговорной речи и негативно влияющий на здоровье человека .

Шумы в рассматриваемом помещении возникают как от внутренних источников, так и от внешних раздражителей. К внутренним источникам мы относим технику и вентиляционное оборудование. Используемая в процессе проведения исследования техника производит мало шума, поэтому в помещении достаточно использовать звукопоглощение. Чтобы уменьшить шум, который проникает в помещение извне, достаточно установить уплотнение по периметру притворов окон и дверей. Для персонала, осуществляющего работающего при легкой физической нагрузке и напряженности легкой степени эквивалентный уровень звука не должен превышать 80 дБА в соответствии с [16] .

Освещение на рабочем месте Правильно организованное освещение рабочего места обеспечивает сохранность зрения и нормальное состояние нервной системы, а также безопасность в процессе производства. Производительность и качество продукции также зависят от освещения. На рабочем месте освещение должно быть таким, чтобы работник мог без напряжения зрения выполнять свою работу. Усталость органов зрения зависит от таких факторов, как недостаток света, чрезмерная освещенность, неправильное направление света .

Выполняемая работа относится к классу «малой точности». Согласно для освещения промышленных предприятий регламентирована [19] наименьшая допустимая освещенность рабочих мест – 200 Лк .

Для обеспечения нормативной освещённости необходимо использовать совмещённое освещение, при котором естественное дополняется искусственным. Искусственное освещение осуществляется с помощью электрических источников света двух видов: ламп накаливания и люминесцентных ламп.

Использование энергосберегающих ламп, по сравнению с лампами накаливания, имеет существенные преимущества:

по спектральному составу света они близки к дневному;

высокая светоотдача (в 3-4 раза выше, чем у ламп накаливания);

высокий КПД (в 1,5-2 раза выше, чем КПД ламп накаливания);

больше длительный срок службы .

Размещение светильников в помещении определяется следующими размерами:

= 3,2 – высота помещения, м;

с = 0,2 – расстояние светильников от перекрытия (свес), м;

п = с – высота светильника над полом, высота подвеса, м;

р = 0,8 – высота рабочей поверхности над полом, м;

= п с – расчётная высота, высота светильника над рабочей поверхностью:

= = 3,2 0,8 0,2 = 2,2 м .

Индекс помещения определяется по формуле:

= = = 1,56, (+) 2,2 (8+6)

–  –  –

Основные опасные факторы:

– поражение электрическим током (при соприкосновении с токоведущими частями установки);

– вероятность пожара .

Электробезопасность Опасное и вредное воздействие на людей электрическим током, электрической дугой и электромагнитным полем проявляется в виде электротравм и профессиональных заболеваний.

Степень вредного и опасного воздействия на человека электрического тока и электрической дуги зависит от:

– величины и рода тока и напряжения;

– частоты электрического тока;

– пути тока через тело человека;

– продолжительности воздействия на организм человека .

Мерами, обеспечивающими безопасность при нормальном состоянии электрооборудования, является недоступность и рабочая изоляция токоведущих частей, защитное разделение сетей и малые напряжения .

К дополнительным мерам, устраняющим опасность при появлении напряжения на токоведущих частях, относится защитное заземление, защитное отключение, выравнивание потенциалов и двойная изоляция .

Выбор комплекса мер защиты, электрозащитных средств и защитных мероприятий определяется видом электроустановки, величиной применяемого напряжения, условиями помещения, в котором расположена электроустановка и т.п .

Для того, чтобы исключить возможность непосредственного прикосновения человека к токоведущим частям, их тщательно изолируют, ограждают кожухами, щитами или располагают на недоступной высоте .

Повреждение изоляции является основным источником аварий и причиной многих несчастных случаев .

В качестве изоляции в электрических сетях и установках применяют фарфор, стекло, клинкер, смолу и ее производные, бумагу, картон, фибру, текстолит, пластмассы, резину, минеральные масла, лаки и другие органические соединения. При выборе электроизоляционных материалов обычно исходят из ряда факторов: назначения установки, удобства механической обработки, стоимости материала и его диэлектрических свойств .

Надежность является одним из обязательных требований при эксплуатации средств электрической изоляции. B производственных помещениях, в которых имеется оборудование, работающее при напряжении более 1000В, устраивают ограждения токоведущих частей независимо от наличия изоляции. Электрооборудование защищают не только от случайного прикосновения к его открытым частям, а также и от возможного воздействия на него разрушающих влияний внешней среды и других факторов, которые в конечном счете могут привести к электропоражениям, авариям, пожарам и взрывам .

Коммутационная аппаратура должна быть снабжена надежным заземляющим выводом, имеющим зажимной винт или болт по ГОСТ 21130 и ГОСТ 12.2.007.3 с указанием возле заземляющего болта знака заземления по ГОСТ 21130. Заземляющий проводник должен удовлетворять нормированным аварийным условиям. Части металлических оболочек, подсоединенных к системе заземления, могут рассматриваться как заземляющий проводник. Все металлические составные части и оболочки, которых возможно коснуться во время нормальных условий функционирования, и которые предназначены для заземления, должны быть соединены с заземляющим выводом .

Производственные помещения по степени опасности поражения людей электрическим током в соответствии с [13] подразделяется на три категории. Лаборатория ПАО «НИКИ г.Томск» относится к третьей категории, т.е. к помещениям без повышенной опасности, в которых отсутствуют условия, создающие «повышенную опасность» и «особую опасность» .

Пожаробезопасность Пожарная безопасность означает состояние объекта или производственного процесса, при котором исключается возможность пожара, а в случае его возникновения предотвращается воздействие на людей опасных факторов пожара и обеспечивается защита материальных ценностей. Пожарная безопасность осуществляется за счет систем предотвращения пожара, организационными и организационнотехническими мероприятиями .

По степени пожарной опасности, согласно [10], лабораторию можно отнести к категории В, так как в ней ведутся работы с применением твердых сгораемых материалов с температурой воспламенения свыше 120°С .

В лаборатории, где проводились исследования, причины пожара могут носить электрический и неэлектрический характер .

Причины электрического характера:

а) короткое замыкание;

б) перегрузки;

в) электрические дуги, искры, возникающие в результате ошибочных операций с коммутационной аппаратурой;

г) плохие контакты в местах соединения проводников .

Причины неэлектрического характера:

а) неосторожное обращение с огнем;

б) неисправность отопительных приборов или нарушение режима их работы;

в) самовоспламенение некоторых материалов .

Пожарная безопасность в лаборатории достигается комплексом профилактических мероприятий, включающих в себя организационные и технические мероприятия .

К организационным мероприятиям относятся:

Проведение инструктажа .

1 .

Профилактический осмотр оборудования на предмет 2 .

пожароопасности .

Соблюдение чистоты и порядка в лаборатории .

3 .

Вывешивание предупредительных плакатов, которые 4 .

предостерегают о возможности возникновения пожара при несоблюдении правил санитарии .

Обучение сотрудников способам и приемам ликвидации пожара .

5 .

К техническим мероприятиям относятся:

Защита установок от перегрузок и коротких замыканий .

1 .

Покрытие легковоспламеняющихся предметов огнеупорным 2 .

покровом. По окончании работы в лаборатории сотрудник уходящий последним, обязан:

а) выключить прибор из сети;

б) выключить рубильник;

в) выключить освещение .

В лаборатории ПАО «НИКИ г.Томск» на случай пожара находится огнетушитель ОУ-8, предназначенный для тушения пожаров на электрических установках или оборудовании под напряжением. Пенный огнетушитель ОХЛ-10 предназначен для тушения огня в тех местах, где нет напряжения .

Для своевременной ликвидации элементов возгорания используют световые, тепловые и дымовые датчики, реагирующие на наличие того или иного фактора .

Зануление Защитное зануление в электроустановках напряжением до 1 кВ – преднамеренное соединение открытых проводящих частей с глухозаземленной нейтралью генератора или трансформатора в сетях трехфазного тока, с глухозаземленным выводом источника однофазного тока, с заземленной точкой источника в сетях постоянного тока, выполняемое в целях электробезопасности .

Зануление применяется в четырехпроводных сетях напряжением до 1000 В с заземленной нейтралью .

При занулении корпуса электрооборудования соединяются не с заземлителями, а с нулевым проводом .

Принцип действия: зануление превращает замыкание на корпус в однофазное короткое замыкание, в результате чего срабатывает максимальная токовая защита и селективно отключает поврежденный участок сети. Кроме того, зануление снижает потенциалы корпусов, появляющиеся в момент замыкания на землю. При замыкании на зануленный корпус ток короткого замыкания проходит через обмотки трансформатора, фазный провод и нулевой провод .

5.3 Охрана окружающей среды

Резина изготовляется методом вулканизации каучука (20-60% состава резины) с добавлением смесей. Другие компоненты резиновой смеси – наполнители, вулканизующие вещества, ускорители, пластификаторы, противостарители. Основные материалы, используемые в полимерном производстве резины, такие как бутадиен и стирол, и многие добавки к полимерам могут вызывать системные токсические эффекты. Токсины, которые освобождаются при разложении резины, намеренном сжигании или случайных пожарах очень загрязняют воду, воздух и почву. В эксплуатируемом же состоянии резина безвредна для человека и окружающей среды .

Процесс исследования также может иметь влияние на окружающую среду, как и объект исследования. Но в данном случае, негативные последствия могут быть вызваны только при возникновении пожара. В этом случае произойдет выброс продуктов горения за пределы производственного помещения. Помимо продуктов термического разложения используемого полимера, согласно [9] среди продуктов горения, негативно сказывающихся на экологии окружающей среды, имеют место углекислый газ (более 0,11 кг/м3), угарный газ (более 1,1610-3 кг/м3), соляная кислота (более 2310-6 кг/м3) и другие .

При отсутствии аварийной ситуации, приводящей к выбросу продуктов термического разложения, также существуют следующие виды отходов, которые могут нанести вред окружающей среде:

сброс сточных вод;

твердые отходы .

Безотходная технология является наиболее активной формой защиты окружающей среды от вредного воздействия выбросов промышленных предприятий. Это комплекс мероприятий в технологических процессах от обработки сырья до использования готовой продукции, в результате чего сокращается до минимума количество вредных выбросов и уменьшается воздействие отходов на окружающую среду до приемлемого уровня .

5.4 Защита в чрезвычайных ситуациях

Согласно [14] потенциальная угроза жизни и здоровью населения в ЧС может реализоваться вследствие высвобождения в природную среду обитания человека больших количеств сконцентрированной энергии, опасных и вредных для жизни и здоровья людей веществ и агентов .

В связи с этим, мероприятия по защите должны осуществляться в объемах, обеспечивающих непревышение допустимого нормативного воздействия на людей реализовавшихся поражающих факторов. Если в силу складывающихся обстоятельств установленные нормативы допустимых опасных воздействий могут быть превышены, мероприятия по защите людей надлежит проводить по направлениям и в масштабах, позволяющих максимально ослабить это воздействие .

Основные причины чрезвычайных ситуаций:

влияние внешних природных факторов, приводящих к старению или коррозии металлов, конструкций, сооружений и снижению их физикоматематических показателей;

результаты стихийных бедствий и особо опасных инфекций;

воздействие технологических процессов промышленного производства на материалы сооружений (нагрузки, скорости, температуры, вибрации);

производственные дефекты сооружений (ошибки при исследовании и проектировании, плохое выполнение строительных работ, плохого качества строительных материалов и конструкций, нарушения в технологии изготовления и строительства);

нарушение правил безопасности при ведении работ и технологических процессов;

ошибки, связанные с системой отбора руководящих кадров, низким уровнем профессиональной подготовки рабочих и специалистов и их некомпетентностью и безответственностью, и т. д .

Одним из условий быстрой ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций является соблюдение общественного порядка. Персонал, находящийся на территории предприятия должен проявлять высокою дисциплину, организованность спокойствие не поддаваться панике .

Для ликвидации последствий ЧС созданы следующие службы:

оповещения и связи;

противорадиационной и противохимической защиты;

медицинская;

аварийно-техническая;

охраны общественного порядка .

Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности Перед началом работ в исследовательской лаборатории должен быть пройден инструктаж (вводный и на рабочем месте). Для студентов, группа по электробезопасности, которых не превышает II, необходимо ознакомиться с нормативной документацией и сдать экзамен ответственному по ТБ на предприятии. При этом все работы проводятся в присутствии работника предприятия с допуском по электробезопасности не ниже III .

При выполнении дипломной работы по оценке стойкости оболочки, выполненной из резины, к действию агрессивной среды, основной причиной поражения электрическим током может послужить прикосновение к блоку управления в момент испытаний образцов.

Для устранения данных факторов предусмотрены следующие меры:

– высоковольтная ячейка снабжена блокировкой, штепсельным разъемом для видимого разрыва цепи;

– электрическая проводка скрыта от случайного прикосновения .

Для исключения возможности случайного прикосновения или опасного приближения к токоведущим частям в лаборатории обеспечивается их недоступность путем ограждения, блокировок или расположения токоведущих частей на недоступную высоту .

Что касается, индивидуальных средств защиты персонала, то в электроустановках до 1000В к основным изолирующим средствам относятся диэлектрические перчатки, изолирующие и токоизмерительные клещи, монтерский инструмент с изолирующими рукоятками, токоискатели, к дополнительным – диэлектрические галоши, коврики, изолирующие подставки .

ГОСТ 12.1 .

004-91. "Пожарная безопасность. Общие требования" .

1 .

ГОСТ 12.1 .

007–76 ССБТ. Вредные вещества. Классификация и 2 .

общие требования безопасности .

ГОСТ 305-82. Топливо дизельное. Технические условия .

3 .

ГОСТ 982-80. Масла трансформаторные. Технические условия .

4 .

ГОСТ Р 12.1 .

019-2009 ССБТ. Электробезопасность. Общие 5 .

требования и номенклатура видов защиты .

ГОСТ Р 22.3 .

03-94. Безопасность в ЧС. Защита населения .

6 .

Основные положения .

СанПиН 2.2 .

4.548-96 Гигиенические требования к микроклимату 7 .

производственных помещений .

СанПиН 2.2 .

4.3359-16 «Санитарно-эпидемиологические 8 .

требования к физическим факторам на рабочих местах» .

СП 2.2.1.1312-03 Гигиенические требования к проектированию 9 .

вновь строящихся и реконструируемых промышленных предприятий .

10. СП 12.13130.2009. Определение категорий помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности .

11. СП 52.13330.2011. Естественное и искусственное освещение .

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данной работе были исследованы образцы кабельных изделий, оболочка которых выполнена из шланговой и этиленпропиленовой резин. В результате проведенных исследований было установлено, что наиболее широким интервалом температур обладает этиленпропиленовая резина, так как шланговая резина не прошла испытания повышенными температурами .

Поэтому использование этиленпропиленовой резины в качестве изоляционного материала для кабельных изделий, работающих в условиях, как повышенных, так и пониженных температур, целесообразнее .

Что касается экономической стороны исследования, то в работе были рассчитаны необходимые затраты, включающие материальные затраты, накладные расходы, затраты на оплату труда и отчисления во внебюджетные фонды. Также было проведено планирование данной работы и построен линейный график работ (диаграмма Ганта), который позволил наглядно представить продолжительность всей дипломной работы .

В разделе социальной ответственности был проведен анализ опасных и вредных факторов, которые могут возникнуть при выполнении экспериментальной части работы, были разработаны мероприятия по пожарной безопасности, производственной санитарии и охране окружающей среды, а также был произведен расчет искусственного освещения .

Список используемой литературы

1. ГОСТ 27.002-2015 Надежность в технике (ССНТ). Термины и определения .

2. Троицкий И. Д. Производство кабельных изделий: учебное пособие для средних профессионально-технических училищ / И. Д .

Троицкий. - Москва: Высш. шк., 1979 .

3. Основные свойства полимеров: учебное пособие / В. М. Сутягин, О. С. Кукурина, В. Г. Бондалетов; Национальный исследовательский Томский политехнический университет .

Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2010. – 96 с .

4. Бухина М.Ф., Курлянд С.К. Б94 Морозостойкость эластомеров. М.: Химия, 1989. - 176 с.: ил .

5. ГОСТ 31945-2012 Кабели гибкие и шнуры для подземных и открытых горных работ. Общие технические условия .

6. ГОСТ IEC 60811-501-2015

7. Анкудимова И.А. Химия: Учебное пособие [Электронный ресурс] http://window.edu.ru/catalog/pdf2txt/538/38538/16316?p_page=6

8. Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение: Учебно-методическое пособие / Видяев И. Г., Серикова Г. Н., Гаврикова Н. А. - М.: Издательство ТПУ, 2014. - 36 с .

9. ГОСТ 12.1.004-91. "Пожарная безопасность. Общие требования" .

10.ГОСТ 12.1.007–76 ССБТ. Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности .

11.ГОСТ 305-82. Топливо дизельное. Технические условия .

12.ГОСТ 982-80. Масла трансформаторные. Технические условия .

13.ГОСТ Р 12.1.019-2009 ССБТ. Электробезопасность. Общие требования и номенклатура видов защиты .

14.ГОСТ Р 22.3.03-94. Безопасность в ЧС. Защита населения .

Основные положения .

15.СанПиН 2.2.4.548-96 Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений .

16.СанПиН 2.2.4.3359-16 «Санитарно-эпидемиологические требования к физическим факторам на рабочих местах» .

17.СП 2.2.1.1312-03 Гигиенические требования к проектированию вновь строящихся и реконструируемых промышленных предприятий .

18.СП 12.13130.2009. Определение категорий помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности .

19.СП 52.13330.2011. Естественное и искусственное освещение .

–  –  –

INTRODUCTION

Flexible cable products are designed for use in conditions of possible strains, bends and mechanical loads complicated by the influence of the external environment. The main requirements for cables for any purpose are the reliability and safety of operation. However, special requirements are imposed in addition to cables depending on operating conditions. Flexible cables, which are operated in open spaces, must ensure operability when dew, fog, dust and cold affect them .

This is especially true of cable operation in the harsh climatic conditions of the Arctic. In addition to external influences, the operation itself involves working at high temperatures due to the load current passing through the cable for a long time .

In this regard, there is a need for the production of such a cable product, the temperature range of which will meet both the requirements of operation in extremely low temperatures and the requirements for high permissible heating temperature of conductive conductors .

At current, there is an active development of insulation materials for the cable industry, which makes it possible to use cables in any operating conditions .

The development takes place not only in the group of polyethylene insulation, but also in the traditional cable industry – rubber. In this regard, the purpose of this master's thesis is to study the effect of high and low temperatures on hose and ethylene propylene rubber .

In turn, the main tasks that will need to be solved are:

1. Study of operating conditions and factors affecting the reliability of flexible cable products .

2. Development of methods and schedule of tests, preparation of samples .

3. Carrying out thermal aging of cables with different shell material (hose and ethylene propylene rubber) .

4. Testing .

5. Study of the dependence of the rate of change in the mechanical characteristics of the cable sheath on the time of thermal aging and the type of rubber .

6. Study of the dependence of changes in the mechanical characteristics of the cable product shell on the operating temperature (at low temperatures) .

7. Development of recommendations for the selection of rubber shells with a wide range of operating temperatures .

To solve the set tasks in the objects of study rubber shell brands RSTM-2 (hose heat and frost) and EPR (ethylene propylene) have been selected .

1. Methodical part

1.1 Methodology for carrying out the aging at high temperatures Aging of polymers under exposure to high temperatures is conducted in the laboratory according to international standard IEC 60811-401-2015. This standard applies to tests of insulation materials and cable sheaths made of cross-linked and thermoplastic polymer compositions during thermal aging in a thermostat .

For testing, rubber shell samples were selected from three different locations without mechanical damage, contamination or other defects visible without magnifying devices. In addition, more than 16 hours have passed since the manufacture of cable products, whose shell is exposed to aging .

For aging and further tests to determine the mechanical properties of the rubber shell after the influence of such an operational factor as high temperatures, five samples in the form of bilateral blades from each piece of the cable material (Fig.1). The thickness of the blade samples does not Figure 1-double-sided blade Sample exceed 2.0 mm and not less than 0.8 mm .

The method of aging is to extract the prepared samples of the rubber shell in the temperature chamber. Five samples are suspended vertically in the middle of the thermostat at a distance of at least 20 mm from each other. They are then held in a cell for 320 hours. +110, +130, +150°C were selected as the test temperatures of aging .

After aging, the samples are removed from the thermostat and kept at ambient temperature without exposure to direct sunlight for at least 16h .

1.2 Method of testing mechanical properties at high temperatures The durability of materials determines the service life of the product. The aging process of viscoelastic materials such as polymers is irreversible. The rate of aging depends on the sensitivity of the material to high temperatures during operation. The result of physic-chemical processes is the deterioration of the mechanical properties of the material. Therefore, to assess the reliability of the cable product, the analysis of changes in the characteristics of the material exposed to high temperatures is carried out .

Testing of mechanical properties of polymers is conducted in the laboratory according to the interstate standard GOST IEC 60811-501-2015. The proposed standard considers test methods for determining the mechanical properties of cross-linked and thermoplastic insulation and shell compositions. This type of testing allows to determine the tensile strength and elongation at break of the cable product shell material, both in the initial state and in one or more types of accelerated thermal aging .

The two-column testing machine of the INSTRON series 3365 brand is used as the equipment for testing (Fig. 2) .

The 3365 dual-column bench top systems are ideal for tensile and/or compression tests at loads below 50 kN .

Main features of INSTRON3365:

Loading accuracy 0.5% of the specified load;

The data sampling frequency of 500 Hz;

Full software control;

Touch control panel;

Automatic detection of sensors;

Figure 2 - Test machine Additional temperature chambers;

Force 5 kN (1,125 pounds of force);

Maximum speed 1000 mm / min (40 in / min);

Vertical test space 1193 mm (47 in) .

1.3 Method for testing mechanical properties at low temperatures The determination of the mechanical properties of polymers at low temperatures is similarly carried out in accordance with the interstate standard GOST IEC 60811-501-2015 and GOST 17491-80 .

These tests consist of stretching the specimen to break at the test temperature. The tensile strength and elongation of cable products with an outer diameter of more than 12.5 mm shall be tested .

The cooling time of the samples in the case of a liquid cooling mixture is 10 minutes.-40, -50, -60 °C are selected as the test temperatures at which the tests are carried out. The choice of this temperature range is due to the need to test the most common insulation materials at temperatures characteristic of the Arctic

regions (average minus temperatures:

-4 °C to -25 °C, and minimum temperatures:

-55, -60 °C). This is due to the fact that at the moment there are numerous works on the extraction of minerals in the Arctic .

In this regard, the rubber shells under study with the declared minimum operating temperature of -50°C and -65°C are subjected to such a low temperature that corresponds to the conditions of their actual operation .

1.4 Preparation of samples Rubber stamps RSTM-2 and EPR was selected as the research object. The choice of these materials is because both materials are heat and frost resistant. In this regard, there is a need to determine the widest temperature range among the proposed materials. This will be one of the key parameters when choosing a rubber sheath material for cable products operating in conditions of both high and low temperatures .

Rubber stamps RSTM-2 belongs to the class of cable hose rubber. These rubbers are used as shells of cable products. In this regard, such tires are subject to high requirements for their mechanical strength, as in the process of operation they have to withstand mechanical stress (stretching, impact, etc.). In addition, the cable sheaths must protect the insulation of the cores from solar radiation and other atmospheric influences .

Depending on the purpose RSTM rubber-2 refers to the type of rubber hose for cables, working in medium and light conditions. This type of rubber is heatresistant and frost-resistant. Increasing frost resistance in this type of rubber is achieved through the use of synthetic isoprene and butadiene oil-filled rubber .

EPR rubber is a separate type of rubber, which is based on the use of ethylene propylene rubber. Ethylene propylene rubber is an elastic material that well resists increased vibration loads on cables connected to units subject to high vibrations (connections to engines, pumps, etc.). In addition, this type of rubber is characterized by the ability to resist thermal (thermal) aging-ie, retains operational properties, changes which are due to high temperatures .

This determines the permissible heating temperature of the conductor. The higher this index, the higher the permissible load currents that can be passed through the power cable for a long time. Using EPR as insulation allows increasing the capacity of the cable by increasing the allowable core temperature to 90C .

Table 1 - Characteristics of the tested materials Name characteristics RSTM-2 EPR Tensile strength, N/ mm2 min 10 10 Elongation, % min 300 300 Frost resistance, С -50 – in stationary -65 – in stationary operation; operation;

-40 – during installation -35 – during installation Ambient temperature, upper limit, 50 70 °C Max operating core temperature, °С не более 75 90-105 Insulation resistance, Momkm 50 200 min For the study of shells flexible cables, made of RSTM-2 and EPR, the

–  –  –

, % 300 110С, h 130С 150С Figure 7 – Dependence of the relative elongation from the aging time for RSTM-2 The relative elongation for the rubber shell of the EPR brand has a decreasing character. The relative value of the strength limit change at 110 degrees was 13%, at 130 degrees-24%, 150 degrees-76%. In absolute units, the change at 110 degrees was 46%, at 130 degrees-84, at 150 degrees-263% .

Elongation for rubber sheath brand RSTM-2 similarly, the tensile strength is decreasing for all temperatures of aging. The relative value of the strength limit change at 110 degrees was 47%, in absolute units the change was 262% .

Thermal aging of rubbers is considered because of oxidative destruction of rubber contained in the rubber. Oxidation of rubbers and rubbers is a chain radical process with degenerate branches. The thermal aging of most rubbers based on synthetic rubbers is characterized by a sharp structuring of the material, a decrease in elasticity and an increase in stiffness due to a sharp decrease in intermolecular interaction. This explains the decreasing nature of dependencies. However, rubber stamps RSTM-2 failed the test in contrast to EPR, because the hose rubber contains more double bonds of the rubber .

Test results of tensile strength for RSTM-2 and ESR tests which were carried out at low temperatures, presented in table 4 .

–  –  –

25 5,92 5,52 5,29 5,74 5,90 5,67 14,06 13,85 13,44 12,14 13,56 13,41

-40 21,78 21,75 21,02 21,52 21,77 21,57 29,42 27,96 26,21 27,87 27,98 27,89

-50 23,73 26,37 25,58 25,23 25,62 25,31 31,17 28,59 24,66 28,14 28,57 28,23

-60 34,82 34,26 35,65 34,91 34,89 34,91 29,19 35,74 23,8 29,58 29,17 29,50

–  –  –

30,0 25,0 20,0

–  –  –

ЭПР Т, С

-80 -60 -40 -20 0 20 40 Figure 9 - Dependence of the elongation on the test temperature T Elongation for rubber-coated brand of EPR and RSTM-2 has a decreasing character with decreasing temperature. Relative value changes of the elongation for EPR was 94%, for RSTM-2 – 33%. In absolute terms, the change for the EPR amounted to 318% for RSTM-2 – 166% .

Under the influence of frost as the temperature decreases, the rubber gradually moves from the plastic to the solid state. At the same time, the energy of thermal motion is weakened, while the energy of intermolecular interactions is increased. Due to internal structural changes under the influence of low temperatures, rubber resistance to tensile forces increases, tensile strength increases and, conversely, due to the loss of elastic properties, the relative elongation decreases. The processes of crystallization and glass transition of rubbers cause the loss of elastic properties of rubbers. The increase in tensile strength is due to the increased work to break the sample due to the solidification of the cable sheath .

CONCLUSION

In this work, we have studied samples of cable products, the shell of which is made of hose and ethylene propylene rubber. As a result of the research it was found that ethylene propylene rubber has the widest temperature range, because the hose rubber has not been tested at elevated temperatures. Therefore, the use of ethylene propylene rubber as an insulation material for cable products that operate in conditions of elevated and low temperatures is more appropriate .

As for the economic side of the study, the work has calculated the necessary costs, including material costs, overhead costs, labor costs and contributions to extra-budgetary funds. In addition, the planning of this work was carried out and a linear work schedule (Gantt chart) was built, which allowed visualizing the duration of the entire thesis .

In the section of social responsibility, the analysis of dangerous and harmful factors that may arise in the performance of the experimental part of the work was carried out, measures were developed for fire safety, industrial sanitation and environmental protection, and the calculation of artificial lighting was carried




Похожие работы:

«Приложение к свидетельству № 51873 Лист № 1 об утверждении типа средств измерений Всего листов 6 ОПИСАНИЕ ТИПА СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ Копры маятниковые TIME JB, TIME XJJ, TIME XJU, TIME X...»

«СПб ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ КАФЕДРА КОСМИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ космических исследований. Им предоставляется воз можность работать на современном оборудовании, в том числе над созданием приборов, предназначенных для исследований в космосе. УЧЕБНЫЙ...»

«Международный научно-технический журнал ОКТЯБРЬ 2018 "ТЕОРИЯ. ПРАКТИКА. ИННОВАЦИИ" ОБЩИЕ И КОМПЛЕКСНЫЕ ПРОБЛЕМЫ ЕСТЕСТВЕННЫХ И ТОЧНЫХ НАУК УДК 661.333.36 СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ДИСТИЛЛЕРНОЙ...»

«Социальные технологии и процессы УДК 316.4                          DOI 10.26425/1816-4277-2018-5-175-180 ЦЕННОСТНАЯ ПАРАДИГМА ГЛАЗАМИ Малолетнева Ирина Владимировна канд. психол. наук, ФГБОУ ВО  СТУДЕНЧЕСКОЙ МОЛОДЕЖИ "Московский государственный  технический университет  Аннотация. В стат...»

«105187, Москва, Измайловское шоссе, 73-Б Реле выбора фаз РВФ-01М (495) 921-2262, (499)166-5848, (499)166-5868 e-mail: info@rele.ru internet: http://www.rele.ru РЕЛЕ ВЫБОРА ФАЗ РВФ-01М ТУ 3425-001-17114305-2014 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ Реле...»

«Технические характеристики изделия PSS EML 1610 A Интеллектуальный буйковый датчик 144 LVD для измерения уровня, границы раздела и плотности Интеллектуальный датчик 144 LVD разработан для выполнения непрерывных измерений уровня жидкости, границы раздела или плотности жидкостей для промышленных применений. Измерения основаны на за...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ (МУРМАНСКИЙ ГОСУДАРСТВШННЫЙ ТЕХНИЧШСКИЙ УНИВВРСИТЕТ (ФГБОУ ВО (МГТУ)) УТВЕРЖДЕНО У Во (МГТУ) мSарs 2018 г. Еa J ь ученого совета, ГБоУ Во (МГТУ) С.А. Агарков ffifiз{;...»

«МИХАИЛ ИЗРАИЛОВ ЖИЗНЬ, ПОХОЖАЯ НА ШУТКУ?! ТОМ 2 Издание второе, исправленное и дополненное Нью-Йорк МИХАИЛ ИЗРАИЛОВ ЖИЗНЬ, ПОХОЖАЯ НА ШУТКУ?! Том 2 Издание второе, исправленное и дополненное Издатель: Анна Гольдберг RESIL ENTE...»

«МЭРИЯ ГОРОДА НОВОСИБИРСКА ДЕПАРТАМЕНТ КУЛЬТУРЫ СПОРТА И МОЛОДЕЖНОЙ ПОЛИТИКИ МУНИЦИПАЛЬНОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ КУЛЬТУРЫ ГОРОДА НОВОСИБИРСКА "Дом культуры "Академия" ОТЧЁТ о творческой и хозяйственной деятельности ДК "Академия" за 2017 год г. Новосибирск, 2017 г.СОДЕРЖАНИЕ: 1. Выполн...»

«ОКП 43 7254 (ОКПД-2 26.30.50.119) Комплект GSM-ПРД Паспорт СПМТ.464214.700ПС СПМТ.464214.700ПС 1 Основные сведения об изделии и технические данные 1.1 Комплект GSM-ПРД (далее по тексту – Комплект) является составной частью сигнализационного комплекса охраны периметра автономного СПДП.425628.002. Комплект предна...»

«Приложение N 2 к Приказу Минэкономразвития России от 27.12.2016 N 846 Форма Декларация о характеристиках объекта недвижимости 1 N п/п Наименование характеристики Значение, описание 1 Основные характеристики 1.1 Вид объекта недвижимост...»







 
2019 www.librus.dobrota.biz - «Бесплатная электронная библиотека - собрание публикаций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.