Термоусадочные трубки

В электротехнике и электронике мелочей не бывает. В полной мере это относится к надежности изоляции электрических соединений. В ассортименте компании TE Connectivity имеются изолирующие термоусадочные трубки: как тонкостенные из полиолефинов (серия VERSAFIT), так и клеевые с высоким коэффициентом усадки для наиболее надежной и герметичной изоляции (серия ATUM).

К чему может привести неиспользование термоусаживаемых трубок при монтаже оборудования, ремонте кабеля, подключении разъемов? Приведу пример из собственной практики.
 
Переносили аппаратуру с небольшой железнодорожной станции в специальный контейнер рядом со станцией. Использовалось много кабелей, в том числе несколько магистральных с разным типом оболочки. Кабельщик был из областного центра. И по воле случая он то ли забыл, то ли ему просто не выдали термоусаживаемые трубки. При подготовке к основному переключению кабели были заведены в контейнер и временно вставлены в герметичные боксы (кабели разделаны, жилы зачищены, подготовлены к пайке).
Но так как не было термоусаживаемых трубок, воздух все же попадал в боксы. Через три дня кабельщик привез трубки и все сделал как положено.

Поскольку дело происходило в конце июля, в контейнере все это время на полную мощность работали кондиционеры. Изоляция жил четырех вставок магистральных кабелей была бумажной. Влагу бумага набрала мгновенно. Изоляция половины жил относительно друг друга и земли упала с 80...100 ГОм до 3...5 ГОм (у жил с полиэтиленовой оболочкой – менее существенно, но тоже уменьшилась).
 
В итоге – два дня простоя и два потраченных баллона с азотом (использованным для просушки кабелей).
 
Итак, виды затрат от неиспользования нескольких термоусаживаемых трубок:
• транспортные (доставка баллонов и людей);
• заправка баллонов;
• задержка плана (следствием могут быть выговоры, лишение премий и т.п.)
• простой специалистов (выдача зарплаты пяти квалифицированным специалистам, которые ничего не делали два полных рабочих дня);
 
Если бы один из специалистов не решил проверить еще раз изоляцию перед монтажом – последствия в будущем могли бы быть даже трагическими.
 
А финансовые потери – на порядок существеннее.
 
Думаю, описания одного этого частного случая достаточно, чтобы показать необходимость применения качественных термоусаживаемых трубок.
 
 
Разновидности термоусаживаемых трубок и области их применения
Разновидностей трубок и способов их применения много, но все они основаны на главном свойстве термоусаживаемых трубок. Это изменение диаметра трубки (усадка) при ее нагреве. При этом материал трубки полностью сохраняет все свои антикоррозийные, защитные, изоляционные, декоративные свойства.
 
В качестве примера приведу основные виды термоусаживаемых трубок:
1. Тонкостенные термоусаживаемые трубки из полиолефинов. Наиболее распространены из-за простоты использования и невысокой цены. Имеют широкую цветовую гамму. Делятся на два вида: с подавлением горения и без подавления. Под «подавлением горения» понимается неспособность трубок к самовоспламенению и самостоятельное затухание при отсутствии открытого огня.
Это достигается добавлением негорючих веществ в состав трубки.
2. Клеевые термоусаживаемые трубки. Также очень популярны. Главное отличие – внутренний клеевой слой.
При нагреве этот слой расплавляется и герметизирует стыки. Это обеспечивает плотное крепление трубки и повышенную влагозащищенность. Как правило, такие трубки имеют высокий коэффициент усадки (3:1 и более). Поэтому их лучше использовать при сопряжении элементов со значительной разницей в диаметрах. Обычно используются для защиты от внешней среды и влаги.
3. Трубки специального назначения. Изготавливаются для применения в определенных условиях и выполняют особые задачи.
 
В качестве примера трубок специального назначения можно привести несколько их видов:
• флуоресцентные (используются при низкой освещенности, светятся в темноте после облучения дневным светом, при этом имеют те же свойства, что и стандартные термоусаживаемые трубки);
• высоковольтные (применяются при высоких напряжениях);
• тефлоновые (используют при сверхвысоких температурах и в агрессивных средах);
• с рифленой поверхностью (используются для покрытия рукояток инструментов, приборов и т.д.)
 
 
Рекомендации по применению и усадке термоусаживаемых трубок компании TE Connectivity
Для усадки лучше всего использовать специализированный инструмент (промышленный фен, тепловой пистолет).
Как правило, на этом инструменте есть регулятор температур и комплект различных насадок. В домашних же условиях обычно используют зажигалку, спички и даже кипяток, либо другие приспособления, благодаря которым можно добиться нагрева термоусаживаемой трубки до предусмотренной температуры.
 
Далее необходимо подготовить рабочую поверхность (обезжирить и зачистить при необходимости). При выборе типа трубки необходимо исходить из условий использования и удобства установки.
 
В таблицах технических характеристик трубок необходимо обратить внимание на диаметр трубки после усадки. Этот диаметр должен быть меньше на 20...30%, чем минимальный диаметр предмета, на который усаживается трубка. Если термоусаживаемая трубка толстостенная, то ее необходимо нагреть до половины температуры усадки непосредственно перед усадкой. Если тонкостенная – в этом нет необходимости.
 
Трубка должна быть отрезана аккуратно, чтобы на концах ее не было зазубрин, заусенец и надрезов, так как при усадке трубка иногда может пойти волнами и даже лопнуть.
 
Насадив трубку, нужно использовать предусмотренную температуру для ее усадки. Недопустимо превышение температур, предусмотренных в описании характеристик, так как это может вызвать перегрев материала трубки, оплавление, скручивание и образование волн.
 
Чаще всего усаживают трубку от середины к краям. Это особенно актуально для трубок с клеевым слоем. Термоусаживаемая трубка после усадки должна быть гладкой, без выпуклостей и бугорков.
 
Далее в статье будут рассмотрены термоусаживаемые трубки серии ATUM и VERSAFIT производства компании TE Connectivity.
 
Обзор серии ATUM
Данная серия представлена клеевыми термоусаживаемыми трубками с высокими коэффициентами усадки (3:1, 4:1) и средней толщиной стенок. Средняя толщина стенок обеспечивает повышенную механическую прочность и защиту от натяжения. Благодаря клеевому слою трубки обеспечивается защита от внешних воздействий окружающей среды, герметизация узлов, элементов кабельной сети и различных видов материалов (пластмассы, полиэтилена, резины, стали, меди и других металлов).
 
На рисунках 1 и 2 показаны способы применения термоусаживаемой трубки данной серии.

Рис. 1. Применение термоусаживаемой трубки серии ATUM (соединение «кабель-разъем»)

Рис. 2. Применение термоусаживаемой трубки серии ATUM (соединение «кабель-муфта»)

 
 
На рисунке 1 – защищено соединение кабель-разъем и тыльная сторона разъема. На рисунке 2 – защищена оболочка кабеля, соединение кабель-муфта и основная часть поверхности муфты, а также продемонстрирована гибкость термоусаживаемой трубки.
 
Далее приведены характеристики модельного ряда ATUM (таблица 1). Минимальная температура усадки данных термоусаживаемых трубок 80°С, температура полного обжатия 110°С. Диапазон рабочих температур от минус 55°С до плюс 110°С.

Таблица 1. Основные характеристики клеевых термоусаживаемых трубок серии ATUM

Сертификация: UL E85381 600V, 110°С, AMS-DTL-23053/4 Class 3.

Толщина стенки термоусаживаемых трубок серии ATUM после усадки зависит от полноты усадки и толщины клеевого слоя.

Чем больше диаметр трубки до усадки – тем больше толщина клеевого слоя (колеблется от 0,5 до 1,02 мм).


Обзор серии VERSAFIT
Серия VERSAFIT представлена очень гибкими термоусаживаемыми полиолефиновыми трубками, обладающими высокой огнестойкостью и низкой температурой усадки (рисунок 3).
 

Рис. 3. Термоусаживаемые трубки серии VERSAFIT

 
Трубки действительно очень гибкие. При этом при сгибании отсутствуют складки. Обеспечивают хорошую защиту от натяжения. Благодаря низкой температуре усадки уменьшены время обжатия и риск повреждения термочувствительных элементов. Термически стабильны и устойчивы к физическим воздействиям. Коэффициент усадки 2:1.

Обычно применяются для создания гибких жгутов, изолированных проводов в разъемах и компонентов, которые встраиваются в разрывы проводников.

В таблице 2 указаны характеристики модельного ряда VERSAFIT.

Таблица 2. Основные характеристики полиолефиновых термоусаживаемых трубок серии VERSAFIT

Минимальная температура усадки трубок 70°С, температура полного обжатия 90°С. Диапазон рабочих температур от минус 55°С до плюс 135°С.

Сертификация: UL E35586 VW-1 600V/125°С, AMS-DTL-23053/5 Class 1&3 CSA LR31929 VW-1 600V/125°С.

Толщина стенки термоусаживаемых трубок серии VERSAFIT после усадки зависит от полноты усадки. В зависимости от размера трубки толщина колeблется от 0,4±0,008 мм до 1,4±0,23 мм.


Конкурентные преимущества термоусадки от TE-Connectivity
Компания TE Connectivity образована на базе двух крупных компаний в области электроники с богатой историей (AMP Incorporated и Raychem). Первая изобрела метод электрического соединения без пайки, вторая является экспертом в области радиационной химии. Как раз благодаря радиационной химии и создаются термоусаживаемые трубки. А с учетом совместных наработок – получается продукт наивысшего качества. Продукция пользуется популярностью как в общегражданских, так и в специальных отраслях промышленности.

Теперь подробно о преимуществах термоусадки:
1. Термоусаживаемые трубки TEConnectivity соответствуют RoHS (директиве Европейского союза по ограничению содержания потенциально опасных элементов в производстве, электронном и электротехническом оборудовании) и множеству других стандартов по всему миру;
2. Трубки имеют огромный диапазон размеров и цветов;
3. Полиолефиновые трубки быстры в установке, обладают низкой температурой усадки, очень гибки, огнеустойчивы, у них отсутствуют складки при сгибании;
4. Тонкостенные трубки позволяют провести компактную установку и сращивание;
5. Трубки с клеевым слоем могут устанавливаться в очень жестких условиях, при этом они термостойки, стойки к воздействию химических веществ и истиранию, применимы к множеству материалов;
6. Жесткие и полужесткие трубки обеспечивают максимальную механическую защиту (это особенно актуально, если кабель постоянно перемещают или подвергают истиранию во время устновки);
7. Трубки обеспечивают максимальную герметизацию, защиту от коррозии, обладают устойчивостью к растяжению, сжатию и вибрации, имеют высокие электроизоляционные свойства;
8. Большие степени усадки трубок позволяют компенсировать серьезную разницу в размерах кабеля, разъемов и муфт;
9. Трубки дают возможность сращивать несколько элементов;
10. Трубки обеспечивают качественную заглушку, инкапсуляцию, заполнение неровностей;
11. Трубки обладают отличным соотношением качества и цены;

Также не стоит забывать о центрах технической поддержки по всему миру и о достаточно развитом сайте компании, на котором можно найти любую информацию касательно термоусаживаемых трубок.


Заключение
Термоусаживаемые трубки TEConnectivity очень просты в использовании и очень эффективны. Они с уверенностью заменят электроизоляционную ленту и «кембрики» из кусков изоляции кабеля. Прослужат значительно дольше конкурентов и продемонстрируют лучшие показатели по всем параметрам.


Литература
1. Описание и рабочие характеристики термоусаживаемой трубки серии ATUM. Полиолефиновая трубка с высоким коэффициентом усадки и нанесенным изнутри слоем клея. ТЕ-Сonnectivity;
2. Описание и рабочие характеристики термоусаживаемой трубки серии VERSAFIT. Полиолефиновая трубка с низкой температурой усадки, очень гибкая с хорошей огнестойкостью . ТЕ-Connectivity;
3. http://www.compel.ru/catalog/cable-findings/heat-shrink-tubes/;
4. http://www.te.com/catalog/minf/en/767
5. http://www.raychem.te.com/CableProtection.asp
6. http://www.te.com/catalog/products/en?q=ATUM
7. НОВОСТИ ЭЛЕКТРОНИКИ № 9, 2013 стр. 34-37