Термоусадочная трубка

Термоусадочная трубка (далее по тексту ТУТ) представляет собой современный изоляционный материал, применяемый для электрической и механической защиты токопроводящих коммуникаций вместо традиционных изоленты и кембрика.

Изоляция соединений проводов с использованием ТУТ

Предназначение термоусадочных трубок

Термоусаживаемая трубка ТУТ, называемая также термоусадка или термоусадочный кембрик, предназначена для:

• электроизоляции мест соединения проводов (припой, клеммы, скрутки и т.п.);
• восстановления поврежденной изоляции электропроводки;
• цветовой маркировки проводов в точках соединений;
• связывания жгутов из мелких проводов;
• механической и антикоррозионной защиты проводников;
• защиты мест перегибов коммуникаций;
• защиты от пыли, влаги, химических воздействий.

В соответствии с условиями применения различают:

1. Термоусадочные трубки общего назначения, работающие в плюсовом диапазоне до 120-150 град. Ц.
2. Изделия специального назначения для применения в особых условиях эксплуатации, например:

• морозостойкий термокембрик;
• термотрубки для высоковольтных электросетей;
• ТУТ, выдерживающие температуру плюс 270 град. Ц.

Принцип действия ТУТ

Отличительной особенностью термоусадочных полимеров является эффект памяти формы, приобретаемый материалами после радиационного модифицирования.

На рис. ниже показан кембрик, часть которого (обозначена В) подвергалась нагреву, в результате чего уменьшилась в диаметре. Часть А изделия нагреву не подвергалась и сохранила свой изначальный диаметр.

Термоусадочный кембрик после нагрева

Применительно к трубчатым полимерным изделиям память формы реализуется через свойство термоусаживаемости, обеспечивающего плотный обхват трубкой предмета, на который ее предварительно насадили, а затем нагрели. В результате усадки полимерная трубка термоусаживаемая в точности повторяет рельеф предмета и его очертания, создавая на его поверхности монолитный изоляционный слой.

Преимущества и недостатки термоусаживаемых изделий

Термоусадка для проводов обладает следующими достоинствами:

• способностью герметичного обжима изделий со сложной рельефной поверхностью, обеспечивая электрическую изоляцию и механическую защиту;
• высокой прочностью по отношению к растягивающим усилиям;
• устойчивостью к истираниям;
• химической стойкостью к воздействию кислот и щелочей;
• простым монтажом, не требующим особых навыков и специальных инструментов;
• эластичностью и легкостью деформации при монтаже;
• стойкостью к открытому пламени.

Обжим ТУТ для проводников разных диаметров

Из недостатков ТУТ отмечают следующие обстоятельства:

1. Термотрубка является изделием одноразового применения. При необходимости ее снятия с проводника полимер придется разрезать по всей длине облегания.
2. Стоимость термоусаживаемых трубочек выше, по сравнению с ценой традиционной изоленты.
3. При повышенных истирающих нагрузках в ходе многократных соприкосновений с инородными телами предпочтительнее использовать несколько слоев изоленты либо гофру (пластиковую или металлическую).

Сферы применения ТУТ

Эксплуатационная востребованность термоусадочных трубчатых изделий предопределена высокой степенью термоусаживаемости модифицированных полимеров на поверхностях сложной формы с заполнением всех неровностей рельефа. Основными областями применения ТУТ различных модификаций являются:

1. Приборостроение и радиотехника, где полимерные трубки являются основным способом обустройства электроизоляции и механической защиты проводов и структурных элементов приборов.
2. Электротехника – трубки применяют в следующих целях:

• для изоляции соединений и связывания проводов в жгуты в ходе электромонтажа;
• для восстановления поврежденной электроизоляции;
• для цветовой маркировки жил кабелей в электрических щитах различного предназначения (распределительные и т.п.);
• для герметизации элементов электрооборудования.

Изоляция соединений проводов в электрощите с использованием ТУТ

3. Кабельная промышленность – в производстве кабельной продукции.
4. Связь и телекоммуникации.
5. Машиностроение – авиапром и космическая промышленность, автомобилестроение и др.
6. Энергетика, включая атомные электростанции.

Характеристики ТУТ

Физико-механические и электрические свойства термоусаживаемых трубок характеризуются показателями, регламентированными ГОСТ 17675-87 «Трубки электроизоляционные гибкие. Общие технические условия» (п.2.1.4). В этом же стандарте (п.2.1.1.) оговорено, что основные потребительские (эксплуатационные) характеристики трубок конкретных марок приводятся в соответствующих стандартах или технических условиях. К эксплуатационным показателям, приводимым в ТУ на конкретную марку термокембрика, относят:

• температуру усадки и диапазон рабочих температур;
• электрическую прочность и рабочее напряжение;
• удельное электрическое сопротивление и другие специфические параметры.

В общем случае в перечень основных характеристик любой марки ТУТ входят следующие показатели:

• коэффициент усадки;
• толщина стенки после термоусаживания;
• величина внутреннего диаметра до и после нагрева;
• наличие клеевого слоя на внутренней поверхности трубки.
• цвет термотрубки.

Коэффициент усадки

Коэффициентом усадки ТУТ называют отношение внутреннего диаметра трубки до усадки (d1 на рис. ниже) к ее внутреннему диаметру после полной свободной усадки (d2  на рис. ниже).

Толщина стенки и внутренний диаметр трубки до и после нагрева

Например, величина коэффициента усадки (далее по тексту КУ) 3:1 указывает на уменьшение внутреннего диаметра d2 в 3 раза после нагрева и последующей усадки. Для тонкостенных термокембриков показатель КУ варьируется от 2:1 до 4:1. Для толстостенных термокембриков с клеевым слоем КУ достигает 6:1, что позволяет соединять провода разного сечения.

Толщина стенки после усадки

В зависимости от толщины стенок термотрубок, различают:

• тонкостенные термоусадки для проводов, размеры толщины стенок которых после нагрева (размер S2 на рис. выше) не превышают 1,0-1,2 мм;
• среднестенные изделия, для которых размер S2 составляет 1,5-3,0 мм;
• толстостенные трубки, у которых толщина стенок после нагрева и термоосаживания достигает 5,0-6,0 мм.

Тонкостенные ТУТ используются:

• в качестве термотрубки для изоляции контактов в приборах;
• для соединения жгутов и светодиодных лент;
• для цветовой маркировки проводов, кабелей, разъемов.

Толстостенными термоусадками рекомендуется пользоваться в целях обеспечения повышенной механической прочности при истираниях и перегибах. Область применения – кабели связи и электрические кабели среднего напряжения, а также сварные стыковые соединения трубопроводов.

Показатель толщины стенок учитывается при транспортировке термоусадочных изделий:

• тонкостенные трубки поставляются бухтами, поэтому им придается сплющенная либо овальная форма, больше напоминающая ленту;
• толстостенные изделия транспортируются в нарезанном виде отрезками длиной 1,0 и 1,22 метра, чтобы избежать изломов.

Внутренний диаметр термотрубки

При указании диаметра ТУТ принято обозначать два диаметра:

• внутренний диаметр термотрубки до усадки (d1 на рис. выше), характеризующий состояние изделия в изначальном виде, в каком оно поставляется с завода для потребления;
• внутренний диаметр (d2 на рис. выше), определяющий, до какого размера может ужаться термотрубка в свободном состоянии после теплового воздействия.

Влияние клеевого слоя на характеристики ТУТ

Физические свойства и эксплуатационные показатели термотрубки для изоляции зависят от наличия клеевого слоя на внутренней поверхности ТУТ. Термоплавкий клей при нагреве термоусаживаемого кембрика расплавляется и с высокой степенью адгезии полностью заполняет все неровности рельефа и микропустоты между наружной поверхностью кабеля и трубкой, выполняя функции герметика. Весь сортамент ТУТ подразделяют на две категории:

• термоусадочные трубки с клеевым слоем, к которым относят клеевые трубки квт производства Калужского электротехнического завода и аналогичные изделия зарубежных производителей;
• термотрубки без клеевого слоя.

Термотрубка с клеевым слоем

Алгоритм правильного выбора диаметра ТУТ

В результате нагрева полимерной термоусадки размеры внутреннего диаметра уменьшаются в два и более раза. Чтобы в полной мере реализовать эксплуатационные качества термокембрика, при подборе диаметра ТУТ необходимо руководствоваться следующими правилами:

1. Наружный диаметр D изделия, на которое планируется насаживать трубку, должен, как минимум, на 10% превышать размер внутреннего диаметра полностью усаженной трубки (d2 на рис. выше).
2. Максимальный размер D должен быть, как минимум, на 10% меньше изначального внутреннего диаметра трубки (d1 на рис. выше).

Цветовая палитра ТУТ

Цветовую маркировку термоусадочных трубок на концах жил и в точках распайки выполняют в целях идентификации проводников и указания предназначения изолированного ТУТ кабеля или провода. Общие правила по использованию трубок определенных расцветок установлены ГОСТ Р 50462-2009, согласно которому для идентификации проводников следует использовать (р.5) черный, белый, серый, красный, фиолетовый и другие цвета. Производителями ТУТ выпускается также прозрачная термоусадка, широко используемая в электромонтажных работах и герметизации отдельных деталей электрооборудования.

Цветовая гамма ТУТ

Обозначения размеров ТУТ

Базовым принципом обозначения ТУТ конкретных марок, выпускаемых по отдельным ТУ на российских предприятиях либо поставляемых от зарубежных производителей, является указание внутренних диаметров трубок до и после термоусаживания. Приняты следующие способы записи соотношения диаметров:

1. Дробью, например, 10,0/5,0 мм либо 10,0:5,0 мм. Размеры диаметров указываются в мм, однако для ТУТ производства США и некоторых европейских стран диаметры указывают в дюймах.
2. Указанием изначального диаметра и коэффициента усадки, например, 10,8 мм 2:1.

Размерный ряд ТУТ

В зависимости от типа модифицированного полимера, промышленное производство термоусадочных трубок осуществляется по соответствующим техническим условиям, в частности:

• ТУ 2247-002-75457705-2006 и ТУ 2247-002-07622740-2004 – для термоусадок из различных марок полиэтилена;
• ТУ 2247-011-79523310-2006 – для полиолефиновых изделий и т.п.

Каждый производитель формирует достаточно широкий размерный ряд термотрубок, способный удовлетворить практически всех пользователей термоусаживаемой продукции.

Стандартный размерный ряд от любого производителя ТУТ включает в себя следующие данные:

• размерный ряд для заказа, например, 19/3,5 мм;
• значения внутреннего диаметра – до усадки, min (19 мм для приводимого примера) и после усадки, max (3,5 мм);
• минимальную толщину стенки после полной усадки (3,0 мм);
• условия поставки – бухта или отрезки стандартной длины; в приводимом примере – отрезки 1,22/1,0 мм.

Отдельные производители также указывают величину коэффициента усадки и толщину слоя клея после усадки.

Как пользоваться термоусадкой для проводов

Для того чтобы термокембрик выполнял свои изолирующие и защитные функции, его необходимо надеть на внешнюю поверхность изолируемого объекта (распайка, клеммы, разъемы и т.п.) и нагреть до необходимой температуры.

До начала монтажа термотрубки необходимо подготовить:

1. Поверхность под усаживание путем ее обезжиривания и очистки от загрязнений. Если на поверхности имеются заусенцы и заостренные выступы, их сглаживают и зашлифовывают.
2. Источник нагрева, в качестве которого рекомендуется использовать строительный фен или портативную газовую горелку, предназначенную специально для работ с ТУТ.

Бутановая портативная горелка модели Х-220 КВТ

Критерием правильно выполненной усадки является ровная поверхность усаженной трубки, на которой различимы контуры рельефа основания.

Использование термоусадок существенно ускоряет электромонтажные и ремонтно-восстановительные работы при значительном снижении трудоемкости рабочего процесса.

Нагрев термотрубки пламенем портативной газовой горелки

Видео

Автор:

Гaличeв Илья Виктoрoвич