Термоусадка для проводов и ее применение в качестве изоляционного материала

Виды термоусадочных трубок

Набор термоусадочных трубок в ассортименте

Термотрубки для изоляции проводов подразделяются на несколько групп, которые различают их по параметрам:

• материал изготовления;
• принцип монтажа на проводке;
• толщина оболочки.

Каждый из вариантов подходит для конкретных целей, поэтому при выборе для электромонтажа необходимо учитывать эти особенности.

Материал изготовления

Фторопластовая термоусадка

В группу стоит отнести экземпляры, которые подходят для надежной изоляции бытовых электрических сетей.

1. Изоляционная трубка для проводов из полиолифина считается одной из самых распространенных. Обладает высокой прочностью, создана путем радиационной и химической обработки. Эксплуатируется при температуре от 50 до 175 градусов.
2. Синтетический каучук имеет устойчивость к температуре до 175 градусов, выдерживает влияние ГСМ.
3. Полиэстер. Такие трубки отличаются ультратонкостью оболочек, при этом имеют большой диаметр и подходят для изоляции целой бухты кабелей.
4. Термопластический ПВХ. Обладает отличным качеством изоляции, однако не способен выдерживать воздействие температуры свыше 80 градусов.
5. Силиконовые термоусадочные соединители проводов. Материал нетоксичный, не проводит электричество. Способен деформироваться только под воздействием химических растворов.
6. Фторопласт. Такое изделие считается одним из дорогих, так как изготавливается по сложной технологии. Отличается идеальными эксплуатационными качествами и универсальностью.
7. Коннектор. Представляет собой небольшой отрезок трубки со встроенным механизмом соединения.

Принцип монтажа

Клеевая термоизоляция

По способу использования делят термоусадочные изделия на три вида: с клеем, без него и варианты с продольной герметизацией.

Клеевые трубки для изоляции проводов представляют собой материалы, которые наполняются специальным герметиком, создающим дополнительную прочность после застывания.

Бесклеевые приспособления надеваются на соединение проводов и прогреваются, за счет чего создают достаточную плотность. Именно этим они удерживают герметичность.

Экземпляры с продольной герметизацией представляют собой термоусадочную ленту для проводов, в состав которой входит батилкаучуковая мастика. При ее нагревании происходит расширение состава и заполнение им пространства между проводниками.

Толщина оболочки

Тонкостенные термоусадочные трубки

По этому параметру термоусадочные трубки бывают:

• толстостенные;
• тонкостенные;
• варианты средней толщины.

Все эти средства одинаково используются на завершающем этапе электромонтажа и отличаются эффективностью.

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.

Назначение изделий

Основное предназначение термоусадки состоит в изоляции токопроводящих жил. Ввиду электроизоляционных свойств и простоте монтажа изделия, им все чаще заменяют обычную изоленту.

Сегодня подобную продукцию, используемую для защиты коммутации проводников, можно без труда найти на полках магазинов электротоваров. Востребованность термокембриков в качестве материала для изоляции состоит в способности уменьшать свои размеры под действием тепла. Нужная температура усадки составляет не более 120 °C. Однако для того, чтобы правильно выполнить работу, необходимо знать, как пользоваться термоусадочной трубкой. Под действием высоких температур изделие плотно и надежно фиксируется на проводнике, обеспечивая изоляцию и механическую защиту.

Сегодня производители предоставляют широкий ассортимент цветовой гаммы и размеров термоусадочных трубок. Благодаря этому они применяются не только для изоляции, но и для безошибочного определения в будущем назначения изолированного проводника.

Так, многие электрики при обработке проводников постоянного тока используют красные трубки для плюса, а черные — для минуса. Пятижильный электрокабель маркируют следующим образом:

• черный, коричневый, а также белый цвет — фазные жилы;
• синий — 0;
• желтый или зеленый — заземление.

Использование термоусаживающейся трубки для отметки жил очень удобно, ведь ее не нужно размещать по всей длине проводника. Требуется только небольшой кусочек изделия натянуть поверх изоляционного слоя на конец провода. Этот материал очень надежен, устойчив к внешнему воздействию и температурным перепадам. Эксплуатационный срок термотрубки составляет не менее 20 лет. Это долговечные, бюджетные и простые в применении изделия.

Технические характеристики и параметры

Одним из параметров термоусаживаемых изделий является их устойчивость к различным эксплуатационным средам. Исходя из этой характеристики, трубки бывают следующих типов:

• термостойкие;
• светостабилизированные;
• маслостойкие;
• бензостойкие;
• химически стойкие.

По форме трубки выпускают круглыми, овальными и сплющенными. К монтажу это не имеет практически никакого отношения, всё чисто для удобства транспортировки и хранения. Овальные и сплющенные изделия имеют тонкие стенки, их транспортируют и поставляют на рынок в бухтах. Круглую форму имеют толстостенные и клеевые трубки, они поставляются в нарезке, в бухты их не скручивают, чтобы избежать изломов.

Важным параметром является коэффициент усадки, эта величина указывает, во сколько раз термоусадка для проводов может уменьшить свои размеры.Чем больше эта цифра, тем лучше, варьируется от 1:2 до 1:6. Но соответственно и стоят изделия с высоким усадочным коэффициентом дороже.

Основной параметр термоусаживаемых элементов – это диаметр до усадки и после. Рекомендуется выбирать трубки, у которых величина диаметра после усадки немного меньше, чем диаметр обжимаемого провода.

О характеристиках термоусадки рассказывается в этом видео:

Технические характеристики

В настоящее время на рынке можно приобрести большое количество термоусадок, которые отличаются друг от друга своими свойствами. По каким показателям они отличаются:

• Коэффициент усадки, то есть, возможность уменьшать свои размеры (2-6 раз).
• Устойчивость к разным средам эксплуатации – термостойкие, маслобензостойкие, химическистойкие, светостабилизированные.
• С клеевым слоем и без такового.

Разновидности термоусадочных трубок

В дополнении можно добавить, что термоусадочные трубки различаются по цветам и материалом, из которого они производятся. Что касается цветового оформления, то здесь не очень большое разнообразие, потому что производители стараются подходить к данному вопросу с позиции цветового оформления жил в кабеле. Кстати, для жил заземления желто-зеленого цвета трубки также выпускаются.

Теперь, что касается сырьевого материала. В принципе, любые полимеры подходят под технологию изготовления ТУТ. Это и поливинилхлорид, и фторопласты, и эластомеры, и полиолефины, и так далее.

Главный параметр

И все же основной показатель термоусадки – это диаметр трубки, который указывает размер до и после усадки. Первый размер показывает диаметр изделия, которое поступает в торговую сеть с завода. Второй показывает, насколько может уменьшиться первый в процессе нагрева. Обычно так и указывается обозначение изделия. Но есть и другой вид маркировки, где показан только первоначальный диаметр, а в дополнении еще один показатель – это коэффициент усадки. К примеру:

• Так маркируется термоусадка по первому варианту – 6/4 или 6 мм/4 мм.
• Так маркируется по второму варианту – 10/2:1, то есть усадка произойдет в два раза. По сути, это то же самое, что и 10/5 (в первом случае).

Азиатские производители, и Россия в том числе, указывают диаметр термоусадочных трубок в миллиметрах. Европейские и американские в дюймах. Перевести один в другой несложно, потому что 1 дюйм равен 25,4 мм. Кстати, дюймовые трубки дороже миллиметровых, но учтите, что размер в дюймах – это не всегда говорит о том, что изделие было изготовлено в Америке или Европе.

Чаще всего производители предлагают вот такие коэффициенты: 4:1, 3:1, 2:1. Термоусадки клеевые не имеют стандартного коэффициента, он варьируется в диапазоне от 2,8:1 или 4:1, все зависит от диаметра самого изделия.

Форма

Что касается формы, то в магазинах можно встретить и трубки круглые, и овальные, и плоские (сплющенные). Почему такое разнобразие? Все дело в удобстве складирования и транспортировки.

• Плоские и овальные – это термоусадка тонкостенная или с большим диаметром.
• Круглые – это толстостенные трубки и термоусадка с клеевым слоем. Иногда изделия тонкостенные с малым диаметром.

Поставка в торговую сеть производится в бухтах и в нарезке. Кстати, именно плоские модели поставляются в бухтах. В зависимости от диаметра в бухты помещается трубы длиною от 10 до 100 мм. В нарезке термоусадка поступает длиною один метр или 1,22 метра – это четыре фута. А вот трубки с клеевым слоем имеют стандартную длину только 1.22 м. Их в бухтах не поставляют за счет излома. То же самое касается и труб с толстыми стенками – в бухтах они не продаются.

Что такое термоусадочная трубка?

В 50-е годы прошлого столетия инновационным изобретением американского инженера Джадсона Дугласа Ветмона стала термоусадочная трубка. Она позиционировалась как аналог привычной всем ПВХ изоленты и быстро пришлась по вкусу профессиональным электрикам и радиолюбителям. В наши дни термоусадочная трубка – это специальный изоляционный материал, изготовленный из термоусаживающегося полимера. Ее еще именуют термотрубкой или термокембриком.

Под воздействием высокой температуры такая трубка изменяет свои габариты. В поперечной оси она способна сжиматься от 2-х до 6-ти раз, а вот продольное сжатие у качественного изделия составляет не более 8-10 %. То есть материал способен практически неограниченное количество раз сжиматься и возвращаться в первоначальную форму в продольной оси практически без изменения длины. При сжатии толщина стенок материала повышается, усиливая электроизоляционные свойства.

Из чего сделана термоусадочная трубка?

Разработкой термопластов, то есть веществ, которые при нагревании легко меняют свою форму, ученые занимались еще в начале прошлого столетия. Одним из результатов их деятельности и стала сейчас популярная термоусаживаемая трубка. Она изготавливается из полимеров с добавлением особых веществ. В числе основного сырья может быть:

• полипропилен;
• полиэтилен;
• полиолефин;
• поливинилхлорид;
• поливинилиденфторид;
• фторированный этилен-пропилен
• фторполимеры, такие как фторопласт-4 и фторкаучуки.

Такой материал изготавливается в несколько этапов:

Первоначально важно подобрать полимер с подходящими под условия эксплуатации свойствами. Здесь учитывается диапазон рабочих температур, диэлектрические свойства, итоговая стоимость и другие.
К выбранному полимеру добавляются красители, стабилизаторы и другие присадки.
Готовое сырье экструдируется в трубку.
Ключевым этапом является процедура сшивки при помощи пучка электронов или радиации

Благодаря этому этапу полимер наделяется свойствами памяти первоначальной формы.
Завершающим этапом является нагревание до температуры, несколько ниже значения плавления кристаллов полимера, а затем растяжение до нужной длины под вакуумом.

Для чего нужна термоусадочная трубка?

Сфера применения термоусадочной трубки обширна. Она используется для:

1. Обеспечения надежного электроизоляционного слоя при проведении электромонтажных работ.
2. Маркировки кабелей и проводов при монтажных работах.
3. Защиты от коррозии и гниения деревянных и металлических труб и опор.
4. Термоусадочная изоляция применяется для повышения эргономики различных рукоятей и является отличным защитным слоем от воздействия агрессивных факторов внешней среды.
5. Обеспечения продольной герметизации пучков кабеля.
6. Создания из обычных инструментов атрибутов, обладающих диэлектрическими свойствами,

Определение и технические характеристики

Внешне они напоминают пластиковый изоляционный слой . Но на этом их сходство заканчивается. Термоусадочные муфты (ТФ) предназначены для создания надежного слоя защиты в местах соединения электрических жил.

Принцип применения ТФ довольно прост – она устанавливается поверх силового кабеля до момента состыковки токоведущих жил. После их соединения оболочка помещается поверх стыка. При этом края муфты должны находиться на изоляции кабеля. Далее с помощью промышленного фена или газовой горелки повышается температура на поверхности ТФ, в результате чего уменьшается диаметр изделия и происходит обжим его поверхности с местом соединения поводов.

Такой принцип установки стал возможен благодаря применяемому материалу изготовления – полимеру на основе полиолефина. Под действием температуры происходит увеличение удельной плотности материала, в результате чего его габариты уменьшаются.

Основными техническими характеристиками термомуфты являются:

Для маркировки проводов можно применять муфты различной цветовой окраски. Многие модели обрабатываются клеевым составом внутри. При воздействии температуры он улучшает изоляционные свойства и служит дополнительным фактором надежной фиксации муфты на поверхности провода.

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.

Разновидности термоусадки

В первую очередь все изделия классифицируются по веществам, которые используются для их изготовления. Термоусадочные трубки делают из таких материалов:

• Эластомеры, основой для изготовления которых является синтетический каучук. Главная характеристика таких изделий — способность выдерживать температурные колебания до 175 °C. Такие трубки устойчивы к агрессивному действию ГСМ. Имеют низкий спрос из-за высокой стоимости.
• Полиэстер. Трубки из этого материала сегодня более популярны, чем изделия из ПВХ. Это обусловлено высокой прочностью и устойчивостью, поэтому на сегодняшний день такая термоусадка наиболее востребована в электротехнике.
• Силикон. Эти конструкции гибкие и нетоксичные, имеют высокую химическую инертность. Основным минусом считается неустойчивость к органическим растворителям, поэтому силиконовые кембрики не используются в сфере горюче-смазочных материалов.
• Полиолефины. Основой для изготовления подобных изделий является полиэтилен, который «сшивают» радиационным или химическим методом. В материал добавляют различные пластификаторы и красители, а также специальные вещества, которые подавляют горение. Подобная технология используется при производстве изделий, которые можно применять при температуре от -50 до +125°С. С помощью специальных добавок можно увеличить порог до +150 градусов. Материал устойчив к воздействию бензола, а также сильных окислителей, однако подвержен влиянию ГСМ.
• ПВХ. Для производства таких термотрубок используют поливинилхлорид, который имеет высокие изоляционные свойства. Недостатком является небольшой диапазон температур — от -20 до +80. Кроме того, при возгорании подобных изделий выделяются токсические вещества.
• Фторполимеры. В результате производства получаются термотрубки с высокими физическими и химическими характеристиками. Низкий спрос потребителей обусловлен сложной производственной технологией и высокой ценой на изделия.

Вам это будет интересно Устройство и виды безвинтовых клеммных колодок WAGO

Дополнительная классификация

Термо кембрики можно классифицировать не только по вышеперечисленным признакам, но и по способу монтажа. Подобные процедуры осуществляются с применением клеевого слоя, а также без него. В первом варианте клеевой состав наносится на внутреннюю поверхность трубки, что помогает обеспечить герметизацию, а также защиту от воздействия влаги. Изделия уменьшаются в размере приблизительно в три раза после усадки.

Кроме того, одним из основных факторов является толщина стенок термоусадки. По этому признаку все трубки можно разделить на несколько видов:

• толстостенные;
• среднестенные;
• тонкостенные.

Основные характеристики

Для термоусадочных трубок основное техническое свойство — коэффициент усадки, который варьируется в пределах 200−600%. В силу этого каждая трубочка имеет определенные размеры до начала работ и по завершении термической обработки. Производители обозначают этот коэффициент, как пропорцию, например, 2:1, 3:1 и пр., тем самым указывая на способность изделий к сжатию в 2, 3 и более раз.

Очень удобен высокий усадочный коэффициент при проведении работ в сложных условиях, Например, если проводники имеют множество поворотов и изгибов. В подобных ситуациях кембрики с большой усадкой гораздо легче надеть. Важный фактор — размеры термоусадочной трубки до и после нагрева. Эту информацию производитель обозначает при маркировке в виде значка дроби.

Выбрать подходящий материал не так сложно, как может показаться на первый взгляд. Вполне достаточно, чтобы термокембрик можно было свободно надеть на место коммутации, без каких-либо повреждений. Идеальный вариант, если изделие будет больше проводника на 10%. Затем в процессе усадки трубочка уменьшится на 10−15%, обеспечивая плотное прилегание.