GB T 26168.3-2010 电气绝缘材料 确定电离辐射的影响 第3部分：辐射环境下应用的分级体系.pdf

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1、ICS 2903520K 15 蝠雷中华人民共$11国国家标准GBT 26 1 68320 1 OIEC 60544-4：2003电气绝缘材料 确定电离辐射的影响第3部分：辐射环境下应用的分级体系Electrical insulating materials-Determination of the effects of ionizingradiation-Part 3：Classification system for service in radiation environments201 1-01-14发布(IEC 605444：2003，IDT)20110701实施中华人民共和国国家质

2、量监督检验检疫总局学者中国国家标准化管理委员会况111刖 昌GBT 261683-2010IEC 60544-4：2003GBT 26168(电气绝缘材料确定电离辐射的影响分为4个部分：第1部分：辐射相互作用和剂量测定；第2部分：辐照和试验程序；第3部分：辐射环境下应用的分级体系；第4部分：运行中老化的评定程序。本部分为第3部分。本部分等同采用IEC 605444：2003(电气绝缘材料确定电离辐射的影响第4部分：辐射工作环境中的分级体系。本部分在等同采用IEC 60544-4：2003时做了如下编辑性修改：删除了国际标准的前言。本部分对应国际标准为第4部分，但由于此系列标准第3部分已并人第2

3、部分，所以国家标准编号顺次排至第3部分。本部分的引用文件，对已经转化为我国标准的，列出了我国标准及其与国际标准的转化程度。按GB 11要求，将国际标准原文中出现的全部引用标准，放入规范性引用文件。按GB 11要求，将引用文件单独列出，删除参考文献。本部分由中国电器工业协会提出。本部分由全国电气绝缘材料与绝缘系统评定标准化技术委员会(SACTC 301)归口。本部分负责起草单位：机械工业北京电工技术经济研究所、深圳市华测检测技术股份有限公司、上海电缆研究所。本部分参加起草单位：核工业第二研究设计院、上海核工业研究设计研究院，沈阳电缆产业有限公司、常州八益电缆有限公司、江苏上上电缆集团、浙江万马电

4、缆股份有限公司、浙江万马高分子材料有限公司、上海电缆厂有限公司、临海市亚东特种电缆料厂、上海凯波特种电缆料厂、安徽电缆股份有限公司、江苏华光电缆电器有限公司、工业和信息化部电子第五研究所。本部分主要起草人：郭丽平、郭冰、李强、孙伟博、陆燕红、吕冬宝、顾申杰、柴松、周叙元、王松明、杨娟、陈文卿、王怡遥、周才辉、项健、张万友、杨仁祥。CBT 261683-2010IEC 60544-4：2003引 言有机绝缘材料在电气系统中具有举足轻重的作用。它们与金属材料、陶瓷材料一样，成为电气技术领域零部件的主要材料。在所有材料中，有机材料属于对辐射影响最为敏感的材料，不同有机材料对辐射影响的反应差别很大。因

5、此，在选择应用于辐射环境中的绝缘材料时，要求提供候选材料的耐辐射性能信息。GBT 26168第3部分的目的是提供在上述用途中绝缘材料的耐辐射性能的分级。本部分是电气绝缘材料确定电离辐射的影响系列标准的第3部分。GBT 261681为概论，涉及评定辐射影响的众多问题。可用于知道制定辐射量测定术语、从所用辐射量测定法中确定某种具体材料的曝露与吸收剂量并计算吸收剂量等方法。GBT 261682介绍了在辐射环境中维持七种不同类型曝露条件的步骤。它还规定了上述辐射条件的控制措施，从而将实验结果与之对应以获得关于材料性能的对比结果。另外，它还规定了用于确定绝缘材料性能变化与相应(终点判据)的某些重要辐射条

6、件与试验步骤。OBT 281684介绍在使用过程中老化的评定程序。GBT 2616832010IEC 60644-4：2003电气绝缘材料确定电离辐射的影响第3部分：辐射环境下应用的分级体系1范围GBT 26168的本部分规定了分级体系，作为选择和检索应用于核反应设施、反应堆燃料处理设施、辐照设施、离子加速器和x射线设备等辐射环境中所使用绝缘材料的指导。分级体系为确定曝露于电离辐射环境下各种设备中所使用的三大类聚合物材料(硬质塑料、软质塑料和弹性体)的使用提供了一套参数。本部分构成了对上述材料在辐射环境中的适用性进行定量评定的基础，提出确定上述材料的规格及供应商与用户间签订采购协议的指导。2规

7、范性引用文件下列文件中的条款通过GBT 26168的本部分的引用而成为本部分的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本部分，然而，鼓励根据本部分达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本部分。GBT 528-2009硫化橡胶或热塑性橡胶拉伸应力应变性能的测定(ISO 37：2005，IDT)GBT 1040塑料拉伸性能的测定(IS0 527，IDT)GBT 104312008塑料简支梁冲击性能的测定第1部分：非仪器化冲击试验(ISO 1791：2000，IDT)GBT 1408i绝缘材料电气强度试验方

8、法第1部分：工频下试验(IEC 60243，IDT)GBT 1410-2006固体绝缘材料体积电阻率和表面电阻率试验方法(IEC 60093：1980，IDT)GBT 2411-2008塑料和硬橡胶使用硬度计测定压痕硬度(邵氏硬度)(ISO 868：2003，IDT)GBT 6031-1998硫化橡胶或热塑性橡胶硬度的测定(10100 IRHD)(idt ISO 48：1994)GBT 7759-1996硫化橡胶、热塑性橡胶 常温、高温和低温下压缩永久变形测定(eqv ISO815：1991)GBT 9341-2008塑料弯曲性能的测定(ISO 178：2001，IDT)GBT 10064-2

9、006测定固体绝缘材料绝缘电阻的试验方法(IEC 60167：1964(1996)，IDT)GBT 10580-2003固体绝缘材料在试验前和试验时采用的标准条件(IEC 60212：1971，IDT)GBT 2616812010 电气绝缘材料确定电离辐射的影响第1部分：辐射相互作用和剂量测定(IEC 605441：1994，IDT)GBT 2616822010 电气绝缘材料 确定电离辐射的影响 第2部分：辐照和试验程序(IEC 605442：1991，IDT)IEC 612441：1993高聚物长期辐射下老化的测定第1部分：调节限制氧化扩散的技术IEC 612442：1996高聚物长期辐射下

10、老化的测定第2部分：低剂量辐射下老化预测程序3分级体系特定用途的某种材料的分级是按照GBT 261682 20lo规定的特定环境和规定剂量下，对该材料进行辐射试验，对比辐射前后的机械和或电气性能变化，在对比结果的基础上做分级。以上述试验1GBT 261683-2010IEC 60544-4：2003为基础，该种材料被赋予一个“辐射指数”。为了考核材料的辐射指数，该种材料在规定条件下经受指定类别的剂量辐射后应满足终点判据。终点判据可以表示为材料性能的一个绝对数值或材料性能数值与其初始值的百分比。可用上述两种方法的任意一种对材料的耐辐射性能进行分级。表1给出了材料性能数值或与其初始值百分比的推荐值

11、。除“辐射指数考核条件”另有规定外，所有测试应在从射线照射环境中移出后进行。试样辐射后的处理应按照GBT 2616822010中35的规定进行。31辐射指数的定义辐射指数应定义为某一吸收剂量(单位为戈瑞，在此剂量以下，材料相应的判据性能值在特定条件下达到终点判据)的对数值，即log，。的值，并保留两位有效数字。例如满足终点判据的辐射剂量为210Gy的某种材料，其辐射指数为43即log，。(2104)一4301。辐射指数值应从表2给出的系列值中选取。辐射指数应包括剂量率(见321)或符号“vac”(见322)，并在适当情况下包括特定的考核条件，比如，判定性能(见33)，温度(见34)和介质(见4

12、23)。其他考核条件，见第4章。GBT 2616822010推荐优先使用7射线、x射线或电子束进行辐照试验。应规定材料暴露于何种辐射类型下。32剂量率321 当在空气中进行不同剂量率的辐射试验时，可得到不同的辐射指数值，还取决于材料与辐照条件。同时，受扩散限制氧化(见IEC 612441：1993)影响的剂量率还取决于试样的厚度。因此，在长期暴露条件下(见GBT 261682 2010中36)，辐射指数应与辐射剂量率和试样厚度(在此厚度下取得所需的辐射指数)等考核条件一同给出。例如，辐射指数43(50 Gys，1 ram)。322如没有反应介质(即在真空或惰性气体中进行试验)，就不需要考虑剂量

13、率的影响。在这种情况下，剂量率这一限制条件可用符号“vac”代替，例如，辐射指数43(vac)。323有氧气存在时，一些聚合物在辐射诱导反应状态下可能出现分解反应。上述影响取决于通过扩散而透人被测材料中的氧量，相应地，它也取决于聚合物对气态氧的渗透性、样品的厚度和耗氧速率(见IEC 61244-1)。在这种情况下，辐射剂量率是有影响的。如果对辐射剂量率是否有影响没有足够的经验，则有必要尽可能接近材料工作环境中的剂量率进行试验。至于在空气中辐照，321规定的剂量率和样品厚度是指在等于或高于此剂量率和样品厚度时，辐射指数有效。324如果超过所需的辐照时间，建议根据IEC 612442：1996规定

14、的步骤之一对剂量率的影响进行评估。33判定性能331正常应用条件下，硬质塑料最受约束的性能是最大载荷时的弯曲应力，软质塑料与弹性体的最受约束性能为断裂伸长率。除另有规定外，辐射指数都会采取这些性能作为终点判据，这里没有必要提及材料在寿命终止时的状态。332在保证用途的情况下，用户可从表1选择一项性能以确定辐射指数。在上述情况下，应规定试样材料经过试验的实际性能。34温度341 确定辐射指数的正常试验温度应为室温(23士5)。342若材料的工作环境为高温环境，则高温环境成为估计材料在辐射环境中使用寿命的另外一个因素。不同材料所受到的影响不同。一般来说，在高温环境中，材料性能会加速老化，然而，有些

15、材料在温度与剂量率的综合作用下使用寿命会更长。确定辐射指数时，应考虑影响材料使用寿命的每个参数及2GBT 2616832010mc 60544-4：2003重要性能，因为降解反应的速率随温度而变化。它们的相对重要性取决于聚合物在规定温度时的物理状态。上述剂量率的变化比例可能在玻璃态转化温度或其他转化温度下发生剧烈变化。因此，受上述反应影响所改变的性能受辐射温度的影响。不同材料所受温度的影响程度不同。343 如果材料的工作温度不是室温，则材料应在最接近GBT 10580 2003及其后的GBT 2616822010中342规定的标准温度下试验。35其他考虑因素351性能的变化与剂量不呈典型的线性

16、关系。建议不要用外推法得到的剂量值来确定终点判据。352应确定材料未受辐射作用时的初始性能值。比较某种聚合物的初始性能值，其辐射指数可表明该材料的耐辐射性能。当材料的使用性能要求与终点判据有关时，可从与工作环境下的剂量率与辐射指数对应的剂量大致得出材料使用寿命的估计值。然而，存在重大剂量率影响时，材料的实际使用寿命值与初始估计值相比可能大幅度降低(见GBT 26168120lo和GBT 2616822010)。353一个确定的辐射指数可能仅对经过试验的特定材料有效。这是因为材料化学成分(包括填料与添加剂)、物理结构、制作方法的改变可能导致辐射诱发的材料性能的变化程度发生改变。因此，不能仅因为一

17、种材料与已经测试过的与该材料化学成分相同的材料，就采用同一种分级方式。在某些情况下，由于特定材料的辐射指数是经过试验得出的，因此相关材料通常可能被划为耐辐射性相同的材料种类。例如，如果确信配方的改变不会对辐射作用效果产生影响，且该混合物组分的质量分数相差在10以内，则这种划分方法是容许的。4辐射指数的意义与特定工作环境限制条件41辐射指数表2列出的辐射指数值适用某种规定厚度的材料可在规定剂量率的环境中(见321)，若带符号“vac”，表明材料在不存在反应介质的情况下，可在任何辐射剂量的室温(见341)环境中应用(见322)。另外，辐射指数是根据331和表1中相应的终点判据经下列试验得出的：硬质

18、塑料在最大载荷时的弯曲应力，或软质塑料和合成橡胶的断裂伸长率。42带考核条件的辐射指数421 当使用41规定以外的判定性能来评价某种材料的耐辐射性能时，经实际试验的性能应作为考核条件附加到辐射指数上(见332)。422对于应用在室温以外的材料，辐射指数应附加限制条件，指明材料最高的工作温度(见342)。423若反应介质不是空气，则具体的反应介质应作为限制条件附加到辐射指数上。43示例辐射指数分级体系的应用范例如下所示：名称“PVC，XY型，辐射指数60(50 Gys，1 mm)”该名称表示厚度小于或等于1 mm的XY型聚氯乙烯(PVC)材料23时在空气中受到剂量率为50 Gys的辐射作用后，当

19、吸收剂量达到1106 Gy时，其断裂伸长率为其初始值的50；名称“环氧树脂，XY型，辐射剂量70(vac，绝缘电阻)”该名称表示XY型环氧树脂的在室温(23士5)的真空中接受辐照，当吸收剂量达到1107 Gy时，其绝缘电阻为初始值的10；名称“硅橡胶，XY型，辐射指数53(01 Gys，1 mm，表面电阻率，80)”该名称表示厚度小于或等于1 mm的XY型硅橡胶在不高于80的工作温度下，在空气中受到剂量率为01 Gys的辐射作用后，当其吸收剂量达到2105 Gy时，其表面电阻率至少为初始值的01倍。3GBT 2616832010IEC 60544-4：2003表1 评定绝缘材料在辐射环境的分级

20、体系时应考虑的判据性能和终点判据材料类型 性能 试验程序 终点判据弯曲强度 GBT 9341-2008 50拉伸屈服强度 GBT 1040 50拉伸断裂强度 GBT 1040 50冲击强度 GBT 104312008 50硬质塑料体积与表面电阻率 GBT 1410一2006 10绝缘电阻 GBT 10064-2006 10介电强度 GBT 140812006 50弯曲强度 GBT 1040 50断裂伸长率 GBT 528-2009 50拉伸屈服强度 GBT 1040 50拉伸断裂强度 GBT 1040 50软质塑料 冲击强度 GBT 104312008 50体积与表面电阻率 GBT 1410-

21、2006 10绝缘电阻 GBT 10064-2006 10介电强度 GBT 14081 2006 50断裂伸长率 GBT 528 2009 50拉伸断裂强度 GBT 5282009 50硬度国际橡胶硬度 GBT 60311998 改变lO个单位值硬度邵尔A GBT 2411 2008 改变10个单位值弹性体 压缩形变 GBT 77591996 50体积与表面电阻率 GBT 14102006 10绝缘电阻 GBT 10064-2006 10介电强度 GBT 14081 2006 508以百分数表示的数值是指占初始数值的百分比。表2辐射指数值辐射指数值 符合终点判据的吸收剂量Gy40 10X10441 1310442 1610443 2010444 2510445 3210446 40X10447 5010448 6310449 831044表2(续)GBT 2616832010IEC 60544-4：2003辐射指数值 符合终点判据的吸收剂量Gy50 1o10 551 1310 552 16105： ：59 8010560 1010 661 1310 562 16106： ：69 8010670 1010771 13X10772 16107： ：79 8010780 10108等等 等等注：辐射指数的限制条件见42。5