Характеристики термоусадочной трубки, применение и выбор нужного размера и материала для изоляции

Характеристики термоусадочных трубок

Для производства термоусаживающих трубок применяются различные материалы:

• полиолефин, который обработали радиацией или химически соединили с пластификационными добавками, веществами, препятствующими горению, или красителями (до 90 процентов всех производимых термотрубок); полиэтиленовые изделия выдерживают перепад температур от минус 50 до плюс 125 градусов, усадка начинается с нагрева до плюс 70 (для низкотемпературных) и со 135 градусов (для высокотемпературных);
• эластомеры, эластомерные трубки гибкие, стойкие как к низким, так и к высоким температурам, а также к ГСМ, имеют отличную электроизоляционную характеристику; такие трубки, как правило, черного цвета и довольно дорогостоящие;

Термоусадочная трубка на основе эластомеров

В целом любая термоусадочная трубка тут может быть охарактеризована следующими показателями:

• способность к сжатию (степенью усадки);
• осуществление термоусадки без клея или с клеем;
• стойкостью к воздействию высоких температур, химических сред (щелочи, кислоты, растворители), прямого солнечного света, горюче-смазочных материалов;
• полимерным составом, определяющим физико-химические свойства трубки изоляционной;
• окраской – монохромной (разных расцветок) или двухцветной;
• электрической прочностью;
• физическими показателями мягкости, жесткости, гибкости, прочности;
• размеры, которые имеет поперечное сечение термотрубки.

Термоусадочная трубка большого диаметра

Главным достоинством, которым обладает термоусаживаемая трубка, является возможность изменения диаметра при высоких температурах, величина которых зависит от химического состава материала и толщины стенок трубки.

Это интересно: Термоусадочные трубки — что нужно знать

Правила монтажа

Рассмотрим пример соединения кабеля, состоящего из двух проводов 2,5 квадрата. Фактический диаметр одного провода с изоляцией 4 мм, диаметр кабеля 10 мм.

Сделать это можно достаточно просто – один провод вы делаете короче, второй – длиннее, со второй стороны кабеля наоборот. Длинный вы соединяете с коротким (соединение лучше всего делать клеммой или пропаивая скрутку), короткий с длинным. В итоге у вас получится два соединения, разведенные относительно друг друга на несколько сантиметров.

Вы уже знаете все нужное про виды термоусадочных трубок, поэтому сможете подобрать их самостоятельно. Перед скручиванием проводов вы надеваете на каждый кусок термоусадки. Учитывайте, что при нагревании она “усохнет” на 7-10 процентов. В нашем случае с проводами на 4 мм мы берем трубку с диаметром в 10 мм, на сам кабель надеваем 20-мм усадку. Сначала скручиваем два провода (соединяйте их по цветам, чтобы не запутаться, то есть коричневый с коричневым, синий с синим), затем сдвигаем термоусадку так, чтобы она закрыла соединение, и нагреваем ее зажигалкой до тех пор, пока она плотно обхватит провод. Повторяем операцию со вторым, а затем изолируем место соединения сверху последней толстой трубкой.

Прогрев рекомендуется делать или от середины к краям, или от одного края ко второму. Не нужно сначала “спаивать” два края, а затем греть центр — внутри скопится воздух, который не даст хорошо заизолировать кабель.

Трубка может принимать различную форму

Длину трубки следует выбирать так, чтобы создать изоляцию с каждой стороны от соединения на 30—50 мм. При этом учитывайте усадку на 10 процентов. Чем толще кабель, тем шире изоляция – наш 10 мм можно защитить на 5—7 см в каждую сторону.

Нагревая полимер, будьте благоразумны. Не нужно долго греть одно место — старайтесь водить зажигалкой по всей поверхности, равномерно прогревая ее. Когда полимер начнет сжиматься, разглаживайте его пальцами — он не будет обжигать кожу. Нужно исключить появление пузырьков воздуха под ПВХ. Если на кабель устанавливает термоусадка с клеем, то поверхность рекомендуется обезжирить и очистить от пыли. Работаете с материалом впервые – потренируйтесь на обрезках проводов. Вы поймете, как правильно греть, с какой стороны начинать усадку, как правильно разровнять ее.

Достоинства и недостатки

Использование термоусадки обладает множеством преимуществ, благодаря которым этот материал стал популярным в электротехнической сфере:

• гарантирование максимальной плотности прилегания остывшей трубки, что исключает механическое смещение при эксплуатации;
• легкость в монтаже и применении;
• быстрота крепления трубки;
• высокая прочность фиксации после усадки;
• длительный срок эксплуатации в сравнении с другими материалами;
• широкая сфера задействования, в том числе, когда необходимо соединение проводов термоусадкой.

Конечно, существуют и определенные недостатки. Это, прежде всего, более высокая цена по сравнению, например, с обычной изолентой. К тому же, после усадки повторно материал использовать уже нельзя. Однако эти недостатки полностью перекрываются достоинствами.

Как определить размер термоусадочной трубки?

Существует несколько видов маркировки ТУТ. Иногда производитель указывает начальный размер (диаметр до нагревания) и коэффициент усадки, например 3:1, но наиболее часто изделия маркируются значением большего и меньшего диаметра через наклонную линию (10/5 или 10 мм/5 мм). Дополнительно может указываться цвет и длина реза. У российских и китайских поставщиков размер указывается в миллиметрах, а для европейских и американских изготовителей чаще используются дюймы. Кстати, это может служить косвенным признаком страны производителя ТУТ.

Чем выше степень сжатия после нагрева, тем лучше и, соответственно, дороже изделие. Кроме того, более толстая стенка трубки улучшит изолирующие свойства и продлит срок ее службы. В таблице ниже представлен наиболее распространенный размерный ряд термоусадочных трубок.

Как использовать?

Желательно для данного процесса иметь специализированное оборудование – термофен или термопистолет. На них можно установить необходимую температуру усадки, что существенно упрощает процесс. Если нет возможности использовать спецоборудование, нагреть трубку можно открытым пламенем (зажигалкой или спичкой) или поместить ее в кипящую воду.

Расскажем подробно алгоритм действий:

1. Толстые или большого сечения ТУТ рекомендуется перед процессом нагреть до половины номинальной температуры, необходимой для усадки. Это же касается широких эластичных лент. Тонкостенные изделия или трубки малого диаметра заранее нагревать необязательно.
2. Аккуратно отрезается необходимая длина ТУТ. Сделать это можно обыкновенными ножницами. Следите, чтобы не было надрывов или заусенец, поскольку в процессе усадки может произойти надрыв.
3. Далее трубку нужно слегка растянуть, после чего натянуть ее на выбранное место. Надевать ТУТ нужно также аккуратно, чтобы не повредить целостность поверхности.
4. Производится нагрев, в соответствии с указанной температурой. Ее превышение может привести к деформации поверхности. Поток горячего воздуха необходимо направлять от одного края к другому или от центра к краям.
5. По завершению нагрева необходимо дать трубке остыть. После этого процедура считается оконченной.

Как видите, пользоваться ТУТ довольно просто, главное, производить равномерный нагрев и не превышать допустимую температуру. Если в процессе монтажа термоусадочная трубка лопнула или деформировалась, ее необходимо снять и заменить.

Почитайте статьи в тему на сайте:

Разновидности трубок

Термоусадки принято классифицировать по ряду признаков. Прежде всего трубки разделяют по виду материала, из которого они изготовлены:

1. Полиолефиновые. В основе этого материала — полиэтилен, сшиваемый по химической или радиационной технологии. В состав продукта также входят красители, пластификаторы, ингибиторы горения и ряд других веществ. Полиолефиновые трубки функционируют в диапазоне температур от 50 градусов ниже нуля до 125 градусов выше нуля. Некоторые модификации с особыми добавками способны сохранять рабочие качества при 150 градусах. Полиолефин отличается высокой стойкостью к воздействию бензола и сильных окисляющих препаратов. Полиолефиновые трубки неустойчивы к длительному контакту с горюче-смазочными материалами.
2. Эластомеры из синтетического каучука. Главная особенность материала — способность сохранять функциональность при повышенных температурах (до 175 градусов). Эластомеры используют при необходимости постоянного взаимодействия с горюче-смазочными материалами. Главный недостаток эластомеров — высокая стоимость. В связи с этим эластомеры применяют редко и только в тех случаях, когда термоусадки из этого материала нечем заменить.
3. Поливинилхлорид. Для производства термоусадок применяют термопластичный ПВХ. Материал отличается высокими изоляционными характеристиками. Его главный недостаток — незначительный температурный диапазон (от 20 градусов ниже нуля до 80 градусов выше нуля). К тому же, поливинилхлорид токсичен при горении.
4. Полиэстер. Считается более удачным материалом в сравнении с поливинилхлоридом. Обладает большей прочностью и устойчивостью к агрессивным химическим средам.
5. Фторополимеры. Современные разработки в области материаловедения позволили создать термоусадки с отличными характеристиками. Речь идет прежде всего о способности фторополимеров сохранять рабочие характеристики при экстремальных температурных режимах. Широкому распространению фторополимеров мешает их высокая стоимость.
6. Силикон. Термоусадки из силикона отличаются пластичностью и отсутствием токсичных выбросов. Материал характеризуется высокой химической инертностью и электрической прочностью. Недостаток силикона состоит в его невысокой стойкости к разрушительному воздействию органических растворителей. Поэтому такие термоусадки не подходят для контактов с ГСМ.

Термоусадочные трубки классифицируют и по другим характеристикам:

Для специальных потребностей предлагаются термоусадки с дополнительными возможностями. Например, имеются термоусадочные трубки увеличенных диаметров, с рифленым покрытием, флуоресцентными дополнениями, повышенной электрической плотностью.

Важный параметр термоусадки — ее способность противостоять внешним воздействиям. В соответствии с этим показателем принято выделять следующие свойства термоусадок:

• маслостойкость;
• инертность к химическим средам;
• высоковольтность (некоторые трубки выдерживают напряжение до 1000 В);
• светостабилизирующие качества (устойчивость к солнечному излучению);
• термостойкость (отсутствие горючести).

По форме термоусадочные трубки бывают круглыми, овальными и сплющенными. Данный параметр никак не сказывается на эксплуатационных качествах термоусадок. Форма трубки влияет лишь на способ ее транспортировки.

Как пользоваться термоусадочной трубкой

Процесс установки термоусадок достаточно прост, и в быту можно обойтись без специального инструмента. Нагреть трубку можно и обычной зажигалкой или газовой горелкой. Хотя, конечно, промышленный фен позволяет проводить усадку аккуратно и равномерно.

Вся сложность состоит в правильном подборе размеров термоусадочной трубки.

Всегда известен начальный внутренний диаметр, и толщина трубки и ее коэффициент усадки, то есть можно самостоятельно определить диаметр после усадки, хотя обычно геометрические параметры до и после усадки указываются производителем. Начальные размеры нужно знать, чтобы трубка наделась на провод или соединитель без натяга. А чтобы обеспечить надежную герметичную защиту, диаметр термоусадки после нагрева должен быть меньше диаметра соединения проводов или изделия, которое она защищает. Чем больше усадка трубки, тем больше ее толщина после нагрева и выше прочность.

Выбрав термоусадку подходящего диаметра, нужно отрезать от нее кусок таким образом, чтобы по длине он перекрывал участок, который необходимо заизолировать с запасом на продольную усадку трубки. Этот показатель тоже задается производителем, и обычно составляет 5–10%.

Срез должен быть ровным и поверхность без глубоких царапин, чтобы не произошел разрыв трубки под действием высокой температуры в местах, где есть заусенцы и наружные повреждения.

Когда трубка надета на участок провода, который изолируется, ее нагревают термофеном или зажигалкой от середины к краям, если она большой длины или с клеевым слоем, или с одного края до другого, в случае, когда нужно избежать большой продольной усадки. Если начать прогрев сразу с обеих сторон, в месте соединения останутся пузырьки воздуха и на самой трубке появятся морщины. Прогревать нужно весь участок равномерно без перегрева, чтобы не было разрывов, обугливания или пузырьков на термоусадке.

Важно также правильно подобрать температуру нагрева, но это уже определяется опытным путем. Главное, не торопиться, высокая температура увеличит скорость усадки ненамного, а приведет к браку обязательно, особенно если у монтажника нет опыта подобных работ

Если нужно изолировать стыки термоусадочными трубками с клеящим слоем, то острые кромки на изделии зачищаются, поверхность очищается и обезжиривается, затем прогревается.

Размеры

Термоусаживаемые трубки (ТУТ) изготавливают в виде набора отрезков или сворачивают в целые бухты. Поэтому длина — не принципиальный параметр. В строительном магазине можно приобрести хоть 50 мм, хоть 5000 мм. При выборе определяющими размерами будут внутренние диаметры:

• До усадки.
• После усадки.

Ещё одна характеристика, которую стоит принимать во внимание — толщина стенки. Провод после изоляции может не влезть в узкий короб

На упаковках попадаются записи вида:

Значит до усадки диаметр трубки будет равен 4 мм, а после — 2 мм. Это нужно учитывать при выборе. Такие размеры подойдут для провода с внешним диаметром не меньше 2 мм. На более тонком участке изоляция будет болтаться.

ТУТнг

Предназначены для обеспечения изоляции и защиты электрических соединений от коррозии. Служат укрепляющим элементом для проводов и кабелей. Индекс нг — негорючие.

Размеры трубок регламентирует ГОСТ 17675-87. Документ начал действовать ещё с 1 января 1990 года. Соберём все характеристики термоусадки ТУТнг в таблицу:

* Лучше выбирать диаметр до усадки на 15 % больше, чем у провода, и диаметр после «сжатия» на 10 % меньше.

ТСТ

Толстостенные. Используются при ремонте повреждённой изоляции силовых кабелей. Максимальное напряжение — до 1 кВ. Размеры:

ТРМ

Ремонтные манжеты. Выполнены в форме пластины. По её краям расположен рельсовый профиль для надвижного металлического замка. Трубки применяют для ремонта поврежденной кабельной изоляции, для защиты контактных соединений. Размеры таковы:

ТТК

Трубки с клеевым слоем. Их используют для герметизации, защиты от коррозии, изоляции телекоммуникационных и электрических сетей. Размеры:

При работе с ТУТ в промышленных масштабах, следует помнить о таком параметре, как продольная усадка. Эта характеристика указывает, насколько трубка должна уменьшиться по длине после усадки. Хороший показатель — от 8 до 10 %. То есть, от 200 мм в лучшем случае останется 180 мм.

Технические характеристики

Основные требования, предъявляемые к изоляционным материалам, заключаются в неизменности свойств через продолжительное время использования из-за подверженности различным факторам. На смену ранее применяемым различного вида изолентам, выполненным из полихлорвинила или хлопчатой бумаги, пришли термоусадочные трубки.

Обычно под этим термином понимают трубку, выполненную из специального материала. Главным свойством которого является термоусаживаемость. Это изделие изменяет свои размеры при воздействии определённой температуры. На торговых площадках представлен большой выбор термоусадок от различных производителей и в разной ценовой категории. Главное различие заключается в их характеристиках. Различают изделие по следующим показателям:

• материал изготовления;
• температура и коэффициент усадки;
• диэлектрическая прочность (противодействие электрическому пробою);
• устойчивость к среде эксплуатации (термоизоляция, маслобензостойкость, стойкость к химическому воздействию).

Рассмотрим подробнее главные показатели.

Материал изготовления термоусадочной трубки

Характеристика, на которую в первую очередь необходимо обратить внимание, это материал изготовления:

• Особую популярность получили трубки из термопластичного полихлорвинила ПВХ (PVC). Он имеет отличные изоляционные свойства, обладает малым диапазоном рабочей температуры. Главный недостаток — токсичные выделения при возгорании.
• Полиолефиновые. При изготовлении применяется полиэтилен, в него добавляются пластификаторы, красители, специальные добавки, которые препятствуют горению. Характеризуются устойчивостью к различным окислителям. Недостатком является разрушающее воздействие горюче-смазочных материалов на структуру.
• Эластомеры. В качестве основы используется синтетический каучук. Главное качество — устойчивость к воздействию высокой температуры и горюче-смазочных материалов. Недостаток в дороговизне производства, что влияет на окончательную цену изделия.
• Полиэстер. Материал имеет хорошую химическую и физическую стойкость. Получил наибольшее распространение.
• Фторополимеры. Обладают совершенной химической стойкостью и не растворяются в растворителях. Не токсичны, характеризуются высокой степенью водоотталкивания, климатической стойкостью, отличной электроизоляцией и очень низким коэффициентом трения. Из-за сложностей в изготовлении применяются только для решения задач, характеризующихся повышенными требованиями к свойствам.
• Силиконовые. Не являются токсичными, имеют хорошую пластичность, электрическую прочность. При воздействии органических растворителей быстро разрушается.

Температура и коэффициент усадки

Температурный диапазон зависит от материала, используемого при изготовлении трубок. Так, для полиолефиновых он составляет -50 до +125 градусов, для эластомеров — до +175 градусов, для ПВХ — от -20 до +80 градусов по Цельсию. Температура воздействия для сжатия обычно лежит в пределах от -80 до +120 градусов по Цельсию.

Коэффициентом усадки трубки называется отношение её внутреннего размера до сжатия к её внутреннему размеру после завершения усадки. Обычно указывается как отношение: например, 3:1, 6:2 и т. п. Следует различать коэффициент полной усадки и реальной. В первом случае материал сжимается в свободном состоянии, во втором — на объекте. При этом надо учитывать, что количество материала при усаживании не изменяется, поэтому при изменении объёма соответственно будет увеличиваться толщина стенок трубки.

При нагреве, помимо сжатия, трубка подвержена и продольной усадке. При этом чем длиннее трубка, тем больше она изменится в длину. В среднем она теряет около 20% от своей длины, это зависит от технологии производства и качества используемого материала.

В дополнении можно добавить, что термоусадочная трубка для проводов различается по цветам. Цветовая гамма очень обширна, она используется для эстетического оформления и совмещения изоляции с маркировкой жил. Существует и полностью прозрачная трубка.

Отдельно отметим, что на внутреннюю поверхность трубки может наноситься клеевой состав. Его предназначение — улучшить герметичные свойства и механическую прочность соединения. При нагревании клей расплавляется, образуя жидкую массу, заполняет все поры и неровности.

Дополнительно решаемые задачи

Термически усаживаемые трубочки применяются не только при монтаже проводов. Это возможность создавать слой надежной изоляции на проводах или инструментах. Например, в распределительных щитах или электроприборах приходится откручивать винты отверткой с риском прикосновения к соседним токоведущим частям. Чтобы избежать этого, на жало отвертки надевается термоусадочная трубка такой длины, чтобы оголенным оставался только его кончик. После нагревания она охватит жало настолько плотно, что удалить получившийся слой можно, только срезав ножом.

Изготовление отвертки с изолированным жалом
Изготовление отвертки с изолированным жалом

Чтобы трубочка наилучшим образом сжалась, надо равномерно нагревать всю ее поверхность. В продаже можно найти трубки разного диаметра. Трубки большого диаметра делаются сложенными и плоскими, чтобы занимать меньший объем. Такие термоусадочные приспособления хороши для модернизации ручного инструмента из металла. Например, используя трубки большого диаметра, можно обновить или сделать изоляцию на рукоятках плоскогубцев или щипцов, гаечных ключей и т.д.

Поскольку ассортимент диаметров и цветов весьма разнообразен, всегда можно сделать удачный выбор трубки. А при необходимости толщину слоя изоляции можно увеличить последовательным процессом, надевая и усаживая несколько трубочек. Чтобы получить наиболее прочное крепление пленки к рукоятке, исключив ее проскальзывание при значительных усилиях, лучше всего применять трубки со слоем термоклея. Еще одним применением трубки со слоем термоклея является создание антикоррозионного покрытия на шлангах и трубах.

Нанесение изоляции на рукоятку гаечного ключа
Нанесение изоляции на рукоятку гаечного ключа
Нанесение изоляции на рукоятку гаечного ключа
Изоляция небольшой электронной платы термоусадочным кембриком
Изоляция небольшой электронной платы термоусадочным кембриком
Изоляция небольшой электронной платы термоусадочным кембриком