Термоусаживаемые трубки

Термоусаживаемая трубка (или Термоусадка) — термоусаживаемая пластиковая трубка, предназначенная для электрической изоляции, механической защиты соединений проводников, паек и иных соединений. Она также может использоваться для ремонта поврежденной изоляции кабелей, защиты их от механического повреждения, обеспечения герметичности изоляции при разделке кабеля и т. д.

Анимация термоусаживания трубки, до и после

Химический состав и композиция присадок и наполнителей подбираются в засисимости от поставленных задач. Термоусаживаемые трубки выпускаются от гибких тонкостенных до жестких, предназначенных для тяжелых условий эксплуатации. Классифицируются в том числе и по относительной величине усадки при нагреве.

ПрименениеПравить

Термоусадочная трубка подходящего диаметра надевается на провод и надвигается на выполненное соединение. В отдельных случаях для предупреждения её повреждения может использоваться силиконовая смазка.[1] Затем при помощи фена или в печи термоусадочная трубка нагревается, плотно обхватывая соединение, в том числе сложных форм. Иногда работоспособными источниками тепла могут выступать паяльник, пламя зажигалки и т. п., но пользоваться ими нежелательно. Неконтролируемый нагрев может привести к неравномерной усадке, физическому повреждению трубки и порче изоляции, поэтому производители трубок их не рекомендуют[1]. При перегреве термоусаживаемая трубка может расплавиться, обуглиться и даже загореться, как любой пластик. Нагрев вызывает усадку трубки на величину 1/2-1/6 от исходного диаметра. Продольная усадка, составляющая обычно около 6%, как правило, нежелательна, и производители борются с ней[1]. Усаженная трубка обеспечивает хорошую электрическую изоляцию, защиту соединения от пыли и жидкостей, механическую прочность.

Видео монтажа термоусаживаемой трубки с клеевым подслоем

Некоторые типы термоусаживаемых трубок имеют дополнительное покрытие изнутри из термопластичного клея, что улучшает адгезию и гарантирует герметичность, в то время как обычные трубки держатся только за счет трения.

Термоусаживаемые трубки иногда продаются нарезанными на заранее определенную длину, с кусочком припоя в центре и колечками из термопластичного клея по краям. Эта конструкция была стандартизирована Daimler-Benz для ремонта автомобильной проводки.[2]

ПроизводствоПравить

Термоусаживаемая трубка была изобретена корпорацией Raychem[3] в 1962 году.[4] Она производится из термопластиков, таких как полиолефины, фторполимеров (таких как FEP, фторопласт-4), поливинилхлорида, неопрена, силиконовых эластомеров.

Процесс производства термоусаживаемых трубок начинается с подбора подходящего полимера, исходя из требуемых свойств. Затем в исходный полимер добавляют присадки и наполнители (красители, стабилизаторы и т. п.), после чего полимер экструдируется в трубку. На следующем этапе полимерная трубка подвергается процедуре сшивки, например, при помощи радиации, пучка электронов[5] или химическим способом. Сшивка формирует в полимере «память» исходной формы. Затем трубка нагревается до температуры ниже плавления кристаллической фазы полимера и подвергается растяжению (часто под вакуумом) с быстрым охлаждением в таком состоянии. Позднее, когда трубка при использовании будет нагрета до температуры выше температуры плавления кристаллической фазы, трубка сожмется до ее исходного размера.

Для использования под открытым небом в состав трубок вводят УФ стабилизаторы для защиты от солнечной радиации.

МатериалыПравить

Разные сферы применения требуют использования разных материалов.

  • Эластомерные трубки сохраняют высокую гибкость даже при низких температурах. Рабочий диапазон может составлять от −75 до 150 °C. Материал стоек ко многим веществм, включая горюче-смазочные материалы, и обладает хорошей стойкостью к износу, удовлетворяя строгим международным стандартам. Типичная степень усадки 2 к 1[6]
  • Фторированный этилен-пропилен (FEP) — дешевая альтернатива политетрафторэтилену.[источник не указан 820 дней] Это превосходный диэлектрик, стойкий к большинству веществ и растворителей. Кроме того, он выдерживает высокую температуру, морозостоек, устойчив к УФ излучению, что делает его отличным материалом для термоусаживаемых трубок.
  • Полиолефиновые трубки — наиболее распространенный тип[7]. Имеют предельную рабочую температуру от −55 до 135 °C, применяются в военной, аэрокосмической и железнодорожных отраслях. Они гибкие, быстро усаживаются, производятся в широком спектре цветов (включая прозрачные), что может быть использовано для цветовой маркировки проводов. Трубки из этого материала обладают невысокой стойкостью к ультрафиолету, за исключением черной: только черные трубки из полиолефина могут быть рекомендованы для использования под открытым небом. Полиолефиновые трубки усаживаются при 143 °C.[8] Типичное значение величины усадки для полиолефиновых трубок 2 к 1 в диаметре,[9][8] но высококачественные трубки могут иметь значение усадки до 3 к 1.[6] Полиолефиновые трубки могут выдерживать кратковременное прикосновение паяльника.[9]
  • ПВХ-трубки доступны различных расцветок. При касании паяльником они склонны к обугливанию.[9]
  • Поливинилиденфторидные (PVDF, фторопласт-2), часто имеющие прозрачный цвет, используются для защиты электрических соединений, узлов, датчиков, чувствительных к нагреву и химическим воздействиям и требующим визуального контроля. Имеют широкий рабочий температурный диапазон от −55 до 175 °С.[источник не указан 820 дней]
  • Силиконовая резина обладает отличной гибкостью, износостойкостью и имеет рабочий температурный диапазон от −50 до 200 °C.[источник не указан 820 дней]
  • Трубки из политетрафторэтилена (фторопласт-4, PTFE) способны выдерживать экстремальные температуры (от -60 до 260 °C), имеют наименьший коэффициент трения скольжения среди пластиков, обладают исключительной химической стойкостью к большинству химических веществ.[6]
  • Фторкаучуки, фторполимеры, объединяют свойства фторопластов и каучуков, обладают достаточно высокой химической стойкостью, негорючестью, широким рабочим температурным диапазоном −55 до 220 °C, широко используются в сферах, где требуется стойкость к ГСМ и гидравлическим жидкостям в сочетании с высокими температурами, могут применяться, в том числе, и для защиты чувствительных элементов от воздействия тепла.[6]

ТипыПравить

Термоусаживаемые трубки доступны в широком спектре цветов для цветовой маркировки проводников и соединений. Для декоративных целей изготавливаются также трубки флуоресцентных цветов.

Специализированные термоусаживаемые трубки, также известные как «solder sleeves», имеют кусочек припоя в центре и колечки из термопластичного клея по краям для герметизации. Зачищенные концы проводов помещаются в такую трубку с двух сторон, при нагреве припой плавится, обеспечивая паянное соединение, трубка сжимается, создавая надежный изолирующий слой, с герметизацией клеем по краям.[10]

Термоусаживаемые колпачки (термоусадочные трубки, заглушенные с одного конца) используются для защиты от влаги и пыли срезанного конца кабеля при хранении и монтаже.

См. такжеПравить

ПримечанияПравить

  1. 1 2 3 cableorganizer.com: How to Use Heat Shrink Tubing. Дата обращения: 5 января 2018. Архивировано 24 ноября 2016 года.
  2. Gilles, Tim. Automotive Service (англ.). — Cengage Learning  (англ.), 2015. — P. 546. — ISBN 9781305445932. Архивная копия от 2 февраля 2017 на Wayback Machine
  3. Quality Today (неопр.). — IPC Industrial Press, 1994. Архивная копия от 10 января 2018 на Wayback Machine
  4. U.S. Patent 3,396,460 (неопр.). — U.S. Patent Office, 1968. Архивная копия от 11 января 2018 на Wayback Machine
  5. Accelerator apps: heat-shrink tubing Архивная копия от 4 января 2011 на Wayback Machine, Symmetry, Dimensions of Particle Physics. V. 7, Issue 2, Apr. 10
  6. 1 2 3 4 3M Heat Shrink catalogue. 3M. Дата обращения: 30 октября 2014. Архивировано 30 октября 2014 года.
  7. Kucklick, Theodore R. The Medical Device R&D Handbook, Second Edition (англ.). — CRC Press, 2012. — P. 19. Архивная копия от 10 января 2018 на Wayback Machine
  8. 1 2 Wang, Xuefeng; Shaikh, Kashan A. Interfacing Microfluidic Devices with the Macro World // Microfluidics for Biological Applications (англ.) / Wei-Cheng Tian, Erin Finehout. — Springer Science & Business Media, 2009. — P. 102. — ISBN 9780387094809. Архивная копия от 10 января 2018 на Wayback Machine
  9. 1 2 3 Puckett, Larry. Wiring Your Model Railrod (неопр.). — Kalmbach Publishing, Co., 2015. — С. 88. Архивная копия от 10 января 2018 на Wayback Machine
  10. Solder Sleeves: Solder, heat shrink and waterproof your splices in one operation. Inventables. Дата обращения: 11 января 2016. Архивировано из оригинала 8 сентября 2015 года.

ЛитератураПравить

Основные стандарты и сертификаты
  • UL224-2010
  • ASTM D 2671

СсылкиПравить