
热缩管能够紧紧地附着在基材上,主要是由于加热之后分子链发生收缩而产生的形状记忆效应。但是“加热”这两个字说出来很容易,但是在实际安装的时候,如果温度太低的话,管材就不会收缩或者收缩不到位;反之,如果温度过高的话,管材就会表面发白、碳化甚至开裂。PVDF热缩管的收缩温度是多少呢?为什么有的资料上写着175℃,而另一些资料中又写着150℃呢?在加热的时候究竟应该按照哪一个标准来操作呢?这些问题如果不弄清楚的话就去动手了,那么轻则返工,重则损坏管材和基材。
起始收缩温度和完全收缩温度之间的差别
热缩管的收缩温度并不是一个固定的数值,而是由两个重要的参数决定的:起始收缩温度和完全收缩温度。起始收缩温度是指在ASTM D2732标准下,当试样的长度变化率达到0.5%的时候所对应的温度就是起始收缩温度。完全收缩温度是指管材达到设计收缩率、径向回缩基本停止时的温度。
PVDF热缩管的两个数据相差很大。在公开的技术数据里,最低起始收缩温度一般会标注为155℃,而最低完全收缩温度则会被标出为175℃。有些产品的收缩温度范围是155℃~175℃,或者起始收缩温度为125℃、完全收缩温度为150℃。不同配方的设计、壁厚、收缩率以及测试条件等都会造成这些数据之间的差别。掌握好这个温度范围要比记住某个具体的数值更加重要。加热温度小于起始收缩温度时,管材就不会发生收缩;在起始温度和完全收缩温度之间,管材部分回缩,但是可能会贴合不够紧密;当管材达到完全收缩温度之后,才会回缩到设计尺寸。
PVDF热缩管的典型收缩温度数据
根据各种技术数据表来总结PVDF热缩管的收缩温度大致分为以下几个等级。大部分产品完全收缩的温度一般都标注为175℃,而最低开始收缩的温度一般都会被标定在155℃左右。有些产品的收缩温度直接标为175℃,也就是说当温度达到这个值的时候,管材就会全部收缩。还有些产品完全收缩时的温度标定为150℃,起始收缩温度是125℃,一般情况下会对应比较薄壁或者低收缩率的产品。
温度数据表中也列出了PVDF的熔点为165℃~178℃左右。175℃的完全收缩温度已经接近熔点区间了,所以管材在该温度下回缩的时候,结晶区正处在熔融、重排的过程中,分子链运动的能力达到了顶峰。继续提高温度的话,材料可能会由高弹态转变为粘流态,并丧失形状记忆功能,表面会变得苍白并出现塌陷现象。所以175℃既为完全收缩的标准温度,又是加热过程的最大限度。热风枪的工作温度一般要调至250℃~350℃左右,这是因为热量由热风吹向管材表面的过程中会有一定的损耗,并且管材要在很短的时间内吸收足够的热量来恢复原状。
加热温度和加热时间之间的关系
收缩温度是指材料在达到完全回缩时所需要的最高温度,但是在实际安装过程中,管材表面的温度并不会立刻上升到热风枪所设定的温度。热量要由表及里地传递开来,壁厚越大,则所需的时间就越长。对于薄壁PVDF热缩管,在使用热风枪时,当温度达到300℃左右的时候进行移动加热,管材表面可能会在十几秒钟之内达到收缩温度。对于壁厚比较大的管段,则要适当降低热风温度、延长加热时间,或者是从一端开始向另一端分段推进,使热量能够均匀地渗透进去。
温度过高还会产生另外一个问题。PVDF热缩管在超过完全收缩温度之后继续加热,表面开始变白、起雾,这是结晶粗化和表面降解的征兆。当温度达到或者高于分解区间的时候,材料就会产生含氟气体,并且在表面发生碳化现象而变黑。因此,在加热过程中需要注意以下几点:1. 热风枪的温度要控制在材料可以承受的范围内;2. 热风枪要沿着圆周方向进行摆动,并且从一个地方慢慢移动到另一个地方;3. 观察管材逐渐收缩的过程,而不能把热风枪对准某个点然后猛吹。当管材表面出现发亮或者变色的情况时,应该马上把热源移开,并且使管材自然冷却下来,在之后的时间里再对它进行检查,看是否有被损坏的地方。
收缩温度和连续使用的温度是两码事
PVDF热缩管的连续使用温度标定为-55℃至175℃之间,其中175℃指的是完全收缩时的温度,而另外的一个175℃则是指PVDF热缩管在正常使用的情况下所能达到的最大温度。连续使用的温度是指材料在长时间运行的情况下可以保持力学性能、电性能以及尺寸稳定性最高温度值。完全收缩温度是指在安装的时候,管材回缩到设计尺寸所需要达到的温度。两个数值正好一样,很容易使人认为管材可以承受175℃的高温并且不会老化。
实际上,在175℃左右就接近了结晶熔点,长时间保持在这个温度下,结晶区域会慢慢被腐蚀掉,材料的力学性能也会随之降低,尺寸稳定性的也就会受到影响。技术数据中热老化试验条件一般为158℃、168h,经过该条件下处理后的试样拉伸强度不小于原值的100%。该测试温度低于175℃,因此175℃为临界点,并非常规建议的温度。当工况长时间处于150℃~175℃范围内时,管材仍然可以正常使用,但是其老化速度会比低温下快很多倍,并且维护周期也会相应缩短。
和其它热缩管收缩温度相比
将PVDF热缩管与热缩管家族中的其他成员进行比较,在收缩温度方面它位于较高的位置。氟橡胶热缩管的起始收缩温度一般为100~150℃,完全收缩温度约为175℃左右。部分氟橡胶热缩管的起始收缩温度标定为不小于100℃,完全收缩温度不小于175℃。双壁热缩管的收缩温度要低很多,在70℃~80℃左右开始收缩,完全收缩温度为120℃~125℃。花纹热缩管用聚烯烃作基材的时候,开始收缩的温度大约是70℃左右,全部收缩到最终尺寸的温度约为110℃左右。
这样就使得不同的热缩管不能使用同一个加热参数组。使用加热双壁热缩管时所用到的温度来加热PVDF热缩管,如果温度不够的话,那么管材就无法被完全收缩了;使用加热PVDF的温度来加热双壁热缩管,外层可能会出现过度收缩的情况,而内层胶没有完全熔化,这样密封的效果就会降低。在使用之前要确定好管材的收缩温度,这是选择热风枪档位以及加热方式的基础。
花纹热缩管的收缩温度不同
花纹热缩管用PVDF做基材的话,它的收缩温度会比较接近PVDF热缩管,但是花纹层可能会改变热量传导以及收缩特性。油墨层的耐温性一般比PVDF基材差一些,在加热的时候如果热风吹到花纹处,那么油墨就会提前褪色、扩散或者起翘。激光雕刻出来的图案是用不了油墨的,但是凹槽处壁厚会变小,受热的时候可能会先收缩,从而造成收缩不均。
花纹热缩管的收缩温度数据一般不会单独标出,而会借用基材数据。但是实际安装的时候,标识段的加热要非常谨慎。首先固定住花纹两边的管段,使基材开始收缩,然后由中间向两边慢慢推进,使得花纹区域和周围的材料一起回缩。热风吹到花纹上时要避免直吹,这样可以使得热量更加均匀地散发出去。如果花纹层在加热的过程中出现了颜色的变化或者边缘翘起的情况,则表明温度过高,此时应该立刻停止加热,并且对标识进行仔细检查,看其是否还能够被识别出来。
双壁热缩管的收缩温度和内层胶流体在管道中流动的情况有关。
双壁热缩管是由外层绝缘管壁以及内层热熔胶构成的一种产品,它在收缩的时候要同时满足两个条件:一是外层回缩;二是内层胶流动。外层管壁完全收缩的温度大约为120℃~135℃之间,内层橡胶软化点一般是在70℃~120℃之间。只有加热到使外层收缩的程度,而内部的橡胶并没有完全融化的话,那么管口就不会形成一个完整的密封圈了,防水、防潮的功能就会受到影响。当加热温度过高时,外层可能会被过度收缩或者分解掉,而内层的橡胶则有可能发生碳化和流失的情况。
双壁热缩管的加热要从一个方向开始,使里面的胶慢慢融化,外面的空气就会从另一个方向排出。当看到管口处出现连续的胶圈之后,就可以慢慢地把另一头推进去。收缩温度只是一个开始,在内层橡胶流动的状态下才算是对密封性进行检验的标准。安装之后可以根据需要把管段切成两半来查看胶层是否均匀、有没有气泡或者空洞。如果有胶层出现断层的情况,则表示加热温度或者时间不够,要对工艺进行调整。
线缆标识收缩温度和可读性的关系是不变的
线缆标识是用来标示功能、路径和归属的,收缩温度对于标识的影响要比对普通的防护管要直接得多。油墨印刷的标识,在高温的情况下可能会褪色或者扩散;而激光打标出来的标识,在基材表面过热之后对比度会降低。如果线缆标识用PVDF热缩管做载体的话,基材的收缩温度大约在175℃左右,所以标识层的耐温性能要和它相匹配。
在安装的时候,标识段要避开高振动、小半径弯道的地方。加热的时候要先固定标识的两边,在慢慢地把字符收回来,使字符均匀地收缩。如果热风吹向了标识区域,那么油墨就会被吹散,字符的边缘也会变得粗糙,识读的距离也会变短。线缆标识的主要作用就是长久地、清楚地显示出来,而收缩温度的调节除了会影响到管材的粘合情况之外,还会对线缆标识信息是否能够保持完整产生影响。安装完毕之后要查看字符是否齐全、边沿是否翘起、管口是否密封。如果标识已经不清楚了的话,就要重新进行标识或者更换管段。
综合考虑,在加热之前要做的几件事情
PVDF热缩管的收缩温度并不是可以根据经验来估计的一个参数。在加热之前要先确定一下:管材的起始收缩温度、完全收缩温度各是多少;热风枪实际输出的温度和所设的温度是否一样;管材壁厚、收缩率等因素对热传导时间有无影响?基材的耐热性能能否使管材达到完全收缩的温度;标识段、花纹段是否要分别设置加热方式。
175℃为完全收缩温度的标准值,在实际使用中,加热用热风枪的温度要高一些,热量才能够穿透管道壁。另外,175℃是连续使用的最高温度,在此长时间工作会使机器老化加快。收缩温度和连续使用的温度是两码事,并不能互相替代。不同的热缩管有不同的收缩温度,双壁管、花纹管的加热参数不能直接套用PVDF管。了解各种差异之后,在根据管材规格、基材形状以及安装环境来选择合适的加热温度和移动速度时就会有所谓了。在加热之前要搞清楚收缩温度,要比加热之后发现的问题再返工省事很多。