自限溫電伴熱帶

1 范圍

本標準規定了自限溫電伴熱帶的術語和定義、產品分類、技術要求、試驗方法、檢驗規則、標志、包裝、運輸和貯存等。

本標準適用于供石油、化工、電力、機械、建筑等領域的管道、閥門、泵體、槽池、儲油罐等伴熱用交直流兩用的自限溫電伴熱帶(以下簡稱“伴熱帶”)。

2 規范性引用文件

下列文件對于本文件的應用是*的。凡是注日期的引用文件,僅注日期的版本適用于本文 件。凡是不注日期的引用文件,其至新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。

GB/T2900.23—2008  電工術語 工業電熱裝置

GB/T2951.11—2008  電纜和光纜絕緣和護套材料通用試驗方法 第11 部分:通用試驗方法厚度和外形尺寸測量 機械性能試驗(IEC60811-1-1:2001,IDT)

GB/T3048.9—2007  電線電纜電性能試驗方法 第9部分:絕緣線芯工頻火花試驗

GB3836.1—2010  爆炸性環境 第1部分:設備 通用要求(IEC60079-0:2007,MOD)

GB3836.3—2010  爆炸性環境 第3部分:由增安型“e”保護的設備(IEC60079-7:2006,IDT) GB/T3956—2008  電纜的導體(IEC60228:2004,IDT)

GB19518.1—2004  爆炸性氣體環境用電氣設備 電阻式伴熱器 第1 部分:通用和試驗要求

(IEC62086-1:2001,IDT)

GB/T32348.1—2015  工業和商業用電阻式伴熱系統 第1部分:通用和試驗要求(IEC62395-1: 2013,IDT)

3 術語和定義

GB/T2900.23—2008、GB19518.1—2004界定的以及下列術語和定義適用于本文件。

電阻率溫度系數  temperaturecoefficientofresistivity

反映材料電阻率隨溫度變化的關系。電阻率正溫度系數表示電阻率隨溫度升高而增大,電阻率負

溫度系數表示電阻率隨溫度升高而減小。

3.2 

發熱材料  heatingresistancebody

具有電阻率正溫度系數[PTC]特性的高分子復合導電材料。

自限溫電伴熱帶  self-regulatingtraceheatingtape

由導體、發熱材料和絕緣層擠壓成的并外加金屬或非金屬護套的能自行限制其至高發熱溫度的帶狀電熱元件。

芯帶  core-belt

由導體和發熱材料擠壓而成的帶狀發熱體。

絕緣層  insulation

包覆于發熱材料外面為其提供電擊防護的密閉層。

金屬護套/屏蔽層 metaliccovering

用來向伴熱帶提供物理及電氣保護的金屬編織網。

外護套  overjacket

包覆在金屬護套/屏蔽層外面的,用于防腐蝕和擦傷的密閉絕緣材料。[GB19518.1—2004,3.20,有修改]

額定電壓  ratedvoltage

伴熱帶設計時規定并在產品上標志的,加在伴熱帶導體間的工作電壓。

標稱功率  nominalpower

伴熱帶在標準溫度為10 ℃時,在額定電壓及穩態電流下測出的每米發熱功率。

環境溫度  ambienttemperature

被考核對象的周圍環境溫度。當伴熱帶被保溫材料包裹時,環境溫度指保溫材料外部的溫度。[GB19518.1—2004,3.1]

至高承受溫度 maximum withstandingtemperature

對伴熱帶的熱穩定性不會產生不利影響的至高操作溫度或暴露溫度。[GB19518.1—2004,3.16,有修改]

至高表面溫度 maximumsurfacetemperature

伴熱帶在絕熱和額定電壓狀態下其表面能達到且不再升高的溫度。

至高維持溫度 maximumholdingtemperature

伴熱帶在一定保溫條件下通電時能使伴熱系統持續保持(或保持一段時間)的至高溫度。

PTC 強度  intensityofPTC

伴熱帶通電后的峰值電阻(Rpeak)與標準工況為 10 ℃ 時的電阻 (R10 )之比值,即:PTC 強度=

Rpeak/R10。

3.15 

啟動電流比  startingcurrentratio

IA/IN

初始啟動電流IA 與額定穩態電流IN 之比。[GB3836.3—2010,3.14,有修改]

4 產品分類

4.1 品種和規格

伴熱帶按其阻燃和防腐特性分為非阻燃型、阻燃型、防腐非阻燃型和防腐阻燃型四個品種(防腐型 即在基本型電伴熱帶外包覆一層具有耐酸、耐堿特性的外護套);按至高維持溫度分為低溫、中溫和高溫   三個等級。

伴熱帶按其標稱功率大小分為3 W/m、10 W/m、15 W/m、20 W/m、25 W/m、30 W/m、35 W/m、 40 W/m、45 W/m、50 W/m、55 W/m、60 W/m、65 W/m 等規格。

4.2 型號

伴熱帶的型號編寫規定如下:

□ BR□—□—□—□

R:不阻燃不標:阻燃P:屏蔽層Q:加強型F:防腐性

額定電壓(V)

標稱功率(W/m)伴熱帶

D:低溫型Z:中溫型G:高溫型

注:以上產品代號的溫度參數見表2。

示例1:型號為DBR15-220-P-R,其含義是:標稱功率為15 W/m,額定電壓為220V,低溫型至高維持溫度為65 ℃的屏蔽非阻燃型伴熱帶;

示例2:型號為ZBR20-220-Q-R,其含義是:標稱功率為20 W/m,額定電壓為220V,中溫型至高維持溫度為90 ℃的加強非阻燃型伴熱帶;

示例3:型號為 GBR30-220-Q,其含義是:標稱功率為30 W/m,額定電壓為220V,高溫型至高維持溫度為125 ℃的加強阻燃型伴熱帶;

示例4:型號為 GBR30-220-F,其含義是:標稱功率為30 W/m,額定電壓為220V,高溫型至高維持溫度為125 ℃的防腐阻燃型伴熱帶。

4.3 主要參數

在具體產品標準或相關說明中應對各個型號的伴熱帶至少列出以下參數:

a) 額定電壓,V;

b) 標稱功率,W/m ;

c) 伴熱帶寬度,mm;

d) 至高承受溫度,℃;

e) 至小彎曲半徑,mm。

5 技術要求

5.1 設計和制造要求

a) 環境條件

伴熱帶施工和工作的環境條件如下:

a) 環境溫度: ;

對聚乙烯基材的伴熱帶至低為-40 ℃

對氟塑料基材的伴熱帶至低為-30 ℃

b) 在自然環境或防爆、腐蝕性場合;

c) 無外力直接沖擊。

b) 產品結構

伴熱帶的產品結構如圖1所示。

圖1 產品結構示意圖

c) 外觀和外觀尺寸

5.1.3.1 外觀

伴熱帶表面應平整、光滑,不應有氣泡、破裂、分層、污染等現象。

5.1.3.2 外觀尺寸

伴熱帶寬度為8 mm~16 mm,在特殊情況下可以做適當調整,寬度不包含外護套。

伴熱帶厚度為3.2 mm~8.0 mm,在特殊情況下可以做適當調整,厚度不包含外護套。

伴熱帶寬度和厚度應在具體產品標準或相關說明中具體規定,其尺寸偏差不應超過其標稱尺寸的

    ±10  。

d) 導體

導體由多根絞合或編織的鍍錫或鍍鎳銅線組成并應符合 GB/T3956—2008 導體線芯第2 種的規定。

e) 芯帶

由導體和發熱材料擠壓而成的。斷面形狀為啞鈴形或扁圓型,包 覆導體的材料厚度不得小于0.2 mm。

f) 絕緣層

絕緣層材料可用 HDPE、FEP、PFA 等或其他經證明適用的材料。

絕緣層厚度為0.4 mm~1.2 mm,其平均值應不小于規定值,但任意點可小于規定值,只要不小于規定值的90  與0.1 mm 之差,在擠包絕緣時按 GB/T3048.9—2007 的規定工頻5kV 火花試驗不擊穿。

g) 金屬護套/屏蔽層

金屬護套/屏蔽層應用鍍錫銅絲或其他金屬絲編織,編織層應均勻平整地覆蓋于伴熱帶絕緣層外面。單根金屬絲的直徑在0.12 mm~0.20 mm,編織層的覆蓋率不應小于70  。

h) 外護套

外護套材料可用 HDPE、FEP、PFA 等或其他經證明適用的材料。

外護套厚度為0.4 mm~0.8 mm,其平均值應不小于規定值,但任意一點可小于規定值,只要不小于規定值的85  與0.1 mm 之差,在擠包護套時工頻3kV 火花試驗不擊穿。

i) 工頻火花儀

在擠包絕緣時按 GB/T3048.9—2007的規定工頻5kV 火花試驗不擊穿;在擠包護套時工頻3kV火花試驗不擊穿。

5.2 性能要求

a) 絕緣電阻

伴熱帶的導體與金屬護套/屏蔽層之間的絕緣電阻不應小于500 MΩ。

b) 絕緣介電強度

伴熱帶的導體與金屬護套/屏蔽層之間的絕緣介電強度應符合表1的規定。

表1 伴熱帶絕緣介電強度 單位為伏

c) 額定電壓

伴熱帶額定電壓主要有12V、24V、36V、110V、220V、380V 等。

d) 標稱功率

伴熱帶的標稱功率大小按4.1的規定。

e) 啟動電流比

低溫型IA/IN ≤3,中溫、高溫型IA/IN ≤5。

f) 溫度參數

伴熱帶的各溫度參數應符合表2規定。特殊情況廠家需在說明書中注明。

表2 不同溫度組別的伴熱帶溫度參數 單位為攝氏度

g) PTC 強度

伴熱帶的PTC 強度不應小于103。

h) 耐沖擊力

伴熱帶的絕緣層或外護套經受7J的沖擊能量的試驗后應無明顯變形和損傷,且其絕緣電阻和絕緣介電強度仍應符合5.2.1和5.2.2的規定。

i) 擠壓性能

伴熱帶經受1500N 的無沖擊壓力,歷時30s的試驗后應無明顯變形和損傷且其絕緣電阻和絕緣介電強度仍應符合5.2.1和5.2.2的規定。

j) 冷態彎曲性能

伴熱帶經過冷態彎曲性能試驗后,其彎曲表面應無明顯的裂紋和損傷,且其絕緣電阻和絕緣介電強度仍應符合5.2.1和5.2.2規定。

k) 耐水性能

伴熱帶浸入水中24h后,其絕緣介電強度仍應符合5.2.2規定。

l) 熱性能

伴熱帶經過熱性能試驗后,其功率應維持在原始值的90  ,其絕緣電阻和絕緣介電強度仍應符合

5.2.1和5.2.2規定。

m) 燃燒性能

阻燃型伴熱帶應通過 GB19518.1—2004中5.1.4規定的試驗。

n) 防爆性能

各品種的防爆型伴熱帶均應符合 GB3836.1—2010、GB3836.3—2010 和 GB19518.1—2004 的有關規定。

5.3 使用要求

a) 連接要求

伴熱帶與電源、伴熱帶與伴熱帶之間以及伴熱帶與終端之間的連接必須通過專門設計的電源接線盒、直型(二通)接線盒、T 型(三通)接線盒、終端(末端)接線盒。

b) 伴熱帶的供電控制系統

對伴熱帶的供電控制系統的要求應在產品說明書中做詳細規定。

c) 安全要求

防爆型電伴熱帶應符合 GB3836.1—2010及 GB3836.3—2010的要求。金屬屏蔽網應可靠接在合適的接地端子上。伴熱帶使用時的保溫層外面應有醒目的帶電警示標志。接地端子與地的接地電阻不應大于4Ω。其他安全要求應在產品說明書或安裝手冊中做補充規定。

6 試驗方法

6.1 一般要求

除非另有規定,伴熱帶試樣的長度不應短于3 m。進行試驗時的標準工況溫度應在10 ℃ ~40 ℃。無論是用于工廠裝配或者用于現場裝配,其接線盒均應被視為是伴熱帶整體的一部分,須進行與伴熱帶相同的試驗,除非另有注明。試驗用儀器、儀表均應符合相應的標準要求。

6.2 外觀和外觀尺寸檢查

按照5.1.3的要求,采用目測方式檢查外觀。應按 GB/T2951.11—2008規定方法檢查尺寸。

6.3 性能檢查

a) 絕緣電阻試驗

在試樣導體與金屬護套/屏蔽層或等效導電護套間施加2500V 直流電壓測量絕緣電阻。

b) 絕緣介電強度試驗

在試樣導體與金屬護套/屏蔽層或等效導電護套間的絕緣介電強度應符合表1的規定,歷時1 min不應擊穿。

c) 標稱功率測定

應按 GB19518.1—2004中5.1.9的規定。

d) 啟動電流比驗證

按 GB/T32348.1—2015中5.2.14的規定。

e) 至高表面溫度測定

應按 GB19518.1—2004中5.1.11的規定測定。

f) 至高維持溫度測定

6.3.6.1 試驗設備

電流表、電壓表、交流穩壓電源、測溫儀表以及長1.2 m、外徑為50mm、壁厚<0.5mm 的不銹鋼鋼管一支,用軟管將鋼管二端與恒溫水槽(高溫伴熱帶要采用導熱油)進口連接,二端分別設置測溫探頭。

6.3.6.2 試驗樣品

上 鋼管外用厚度為25 mm 的發泡橡塑或相當的隔熱材料保溫。

6.3.6.3 試驗步驟

通過開關將試樣接通交流穩壓電源,將電流表串聯接到試樣的導體上,由恒溫水(油)槽向鋼管內泵入循環水(油),慢慢加熱恒溫水(油)槽,溫度升高后,不斷觀測電流表讀數,當電流表讀出的電流值為零時,記錄下測溫儀表上的讀數,該溫度即為至高維持溫度。

g) PTC 強度測試

先測定試樣在標準工況溫度為10 ℃時的電阻值R10,然后將該試樣放入強制循環熱風干燥箱(精度為±2 ℃)中升溫,升溫速度為0.5 ℃/min~1 ℃/min,每升溫 Δt 并恒定10 min后,監測該對應溫度時的電阻值,直至測得試樣的峰值電阻Rmax(試樣接近熔融相變溫度時的電阻),并計算 PTC 強度,Δt的確定應確保測量精度。

h) 耐沖擊力試驗

分別在-35 ℃和100 ℃環境溫度條件下(或至低試驗溫度和至高試驗溫度不超過該產品制造商聲明的承受溫度范圍),用圓柱形鋼質錘頭對200 mm 試樣進行7J能量的沖擊,試驗后其絕緣電阻和絕緣介電強度仍應符合5.2.1和5.2.2的規定。

i) 擠壓試驗

將試樣放置于經淬火的鋼質平面上,通過一根直徑為6 mm,長度為25 mm,端部為半球形的鋼棒向試樣施加1500N 的無沖擊壓力,作用時間30s。進行試驗時,鋼棒與試樣垂直交叉放置。在鋼棒沒有離開試樣,并有負載施加時,其絕緣電阻和絕緣介電強度仍應符合5.2.1和5.2.2的規定,然后檢查其外觀。

j) 冷態彎曲試驗

將伴熱帶試樣放在-25 ℃~-30 ℃的環境溫度或者在制造商聲明的至低安裝溫度條件下4h,此后迅速將試樣繞半圓形卷筒彎曲90°(撓曲半徑:20 ℃室溫時為25.4mm ,-30 ℃低溫時為50.8mm),然后向相反方向繞另一只半圓形卷筒180°,之后再將試樣伸直到原來的位置,這樣的彎曲重復進行兩次。試驗后其絕緣電阻和絕緣介電強度仍應符合5.2.1和5.2.2的規定。

k) 耐水試驗

按 GB/T32348.1—2015中5.2.8的規定。

l) 熱性能試驗

按 GB/T32348.1—2015中5.2.12中的規定進行試驗。

m) 燃燒試驗

按 GB19518.1—2004中5.1.4的規定進行試驗。

n) 防爆試驗

按 GB3836.1—2010、GB3836.3—2010、GB19518.1—2004中的有關規定進行試驗。

7 檢驗規則

7.1 一般規則

產品的檢驗分為出廠檢驗和型式檢驗。

7.2 出廠檢驗

a) 伴熱帶產品均應由制造廠檢驗部門檢驗合格后方可出廠。

b) 伴熱帶的出廠檢驗應至少包括表3所列4項,并按表中規定的技術要求和試驗方法進行檢驗(其中絕緣介電強度試驗可選用火花耐壓替代)。如有一項不合格,則為不合格產品。

c) 標稱功率應為抽樣檢驗,應在成品伴熱帶中抽取。每批或2km 抽取一個樣本。其他3 項應為整根(盤)檢驗。

表3 檢驗項目表

7.3 型式檢驗

a) 有下列情況之一,應進行型式檢驗:

a) 新產品試制定型投產前;

b) 產品結構、工藝和材料變更后有可能影響產品性能時;

c) 停產一年以上,恢復生產時;

d) 送防爆試驗時;

e) 生產許可證領證時;

f) 產品連續生產周期滿五年時;

g) 國家質量監督部門提出型式檢驗要求時。

b) 型式檢驗的項目、技術要求和試驗方法按表3的規定。

c) 型式檢驗抽樣。每次隨機抽取3 m 長3段試樣,經檢驗如發現有一段不符合本標準的技術要求時,應從該批產品中另抽取雙倍數量重新檢驗,如仍有不符合要求時,則該批產品為不合格。

8 標志、包裝、運輸和貯存

8.1 標志

a) 顏色標志

為了方便用戶識別,絕緣層和外護套的顏色應根據所用材料分別用紅色、棕色和黑色標志。紅色———高溫伴熱帶;棕色———中溫伴熱帶;黑色———低溫伴熱帶。也可根據用戶要求定制顏色。

b) 產品上的標志

伴熱帶產品整個標志長度應不超過1 m,兩個標志首端間隔1 m 進行以下內容的標志:

———生產廠名和商標;

———型號和規格;

———計米米標;

———生產日期或編號。

對于直徑過小不能清晰標記的產品,應把標記標在耐久的產品銘牌上。

8.2 包裝

a) 伴熱帶上盤或成卷包裝

伴熱帶產品可上盤或成卷包裝,外面用塑料紙卷繞封裝,并附有產品檢驗合格證,合格證上應包括下列內容:

———產品名稱、型號、規格;

———標稱功率,W/m;

———額定電壓,V;

———伴熱帶長度,m;

———檢驗員蓋章;

———出廠編號。

b) 裝箱要求

經上盤或成卷的伴熱帶在放入包裝箱時,應每箱放入伴熱帶的安裝使用手冊。使用手冊應包括下 列內容:

———使用環境條件;

———伴熱帶金屬護套/屏蔽網應可靠地連接到合適的接地端子上;

———安裝方法及安裝示意圖;

———使用注意事項;

———售后服務。

8.3 包裝箱體的要求

包裝箱體外應標明:產品名稱、型號、制造廠名、廠址、箱體尺寸、毛重、凈重、數量、收貨單位地 址、出廠日期、生產許可證號及標志等內容。

8.4 運輸

產品運輸過程中應防止劇烈振動、擠壓和受潮。搬運時應輕拿輕放、嚴禁拋擲。

8.5 貯存

產品應貯存在空氣流通、干燥、無腐蝕性氣體的環境中,不得接近火源。