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. 

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.

Применение 
Термоусадочная трубка подходящего диаметра надевается на провод и надвигается на выполненное соединение. В отдельных случаях для предупреждения её повреждения может использоваться силиконовая смазка. 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. 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. Усаженная трубка обеспечивает хорошую электрическую изоляцию, защиту соединения от пыли и жидкостей, механическую прочность.

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.

Производство 
Термоусаживаемая трубка была изобретена корпорацией Raychem в 1962 году. 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 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.

Материалы 
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
 Фторированный этилен-пропилен (FEP) — дешевая альтернатива политетрафторэтилену. 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. 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. Типичное значение величины усадки для полиолефиновых трубок 2 к 1 в диаметре, но высококачественные трубки могут иметь значение усадки до 3 к 1. Полиолефиновые трубки могут выдерживать кратковременное прикосновение паяльника.
 ПВХ-трубки доступны различных расцветок. При касании паяльником они склонны к обугливанию.
 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.
 Силиконовая резина обладает отличной гибкостью, износостойкостью и имеет рабочий температурный диапазон от −50 до 200 °C.
 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.
 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.

Типы 
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.

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

См. также 
 Электроизоляционная лента

Примечания

Литература 
 Основные стандарты и сертификаты
 UL224-2010
 ASTM D 2671

Ссылки 

 How heat shrink tubing works

Электротехника
Электроизоляция