
同样的热缩管,普通的单壁产品只能够起到绝缘的作用,水分会顺着管壁和线缆之间的小缝一点点渗透进去;但是双壁热缩管可以做到收缩后“滴水不入”,在外露或者地下潮湿的地方以及水中长时间保护接头的安全。一字千金的区别在于管壁内侧的一层不显山露水的热熔胶里面。本文就一层胶的主要成分、起效机制以及使用方法等全部内容进行详细的讲解。
第一部分是结构上的划分,各有自己的职责
双壁热缩管的管壁在截面中可以看到两个部分:外面一层为经过辐射交联后的聚烯烃管体,里面一层则是一层热熔胶层。
外层的主要作用是结构的功能——绝缘、机械防护和耐候隔离;内层胶的主要作用就是密封,在这里它会起到填充、粘合和防水的作用。单壁管只有一种情况,因此它的“保护住但是封闭不了””。双壁管上下两层配合完成整个防护闭环。明白了这种分工之后,也就知道了所有的有关密封的话题,在最后都会归结到那一层胶上面去。
二、热熔胶为什么可以密封水分:三种工作机制
机理一:熔化流动、无孔不入。
热熔胶在常温下呈固体状态,在一定的温度下会融化成为一种有流动性、粘稠状的物质。当外层管受到高温收缩的时候,它会慢慢抱住里面的电线电缆;而内部的橡胶则会在收缩所产生的压力之下,自动地流到管道和电线之间所有的空隙中去——包括直径突然变化的地方、焊接部位凹进去的地方等等。编织层两端处由于外层管道根本不能贴合该不规则区域。流动性的使胶“钻”进所有的可能的水源中去。
机理二是降温凝固,在低温下形成一个完整的封闭结构。
熔化的胶液经过冷却之后又会再次固化,并且形成了一个完整的、紧密的、没有缝隙的密封层。和外面的管子内壁以及电线电缆外表一起进行黏合连接,并且把两部分“焊接”在一起成为一个整体。水分子要想到达接头内侧,就必须穿过这一层固化的胶体,但是经过热熔胶固化之后所形成的透水性很低,在实际操作中已经封闭了所有的渗透途径。
机理三是长久粘合、防线不变。
普通的管道壁和电线电缆之间只有依靠摩擦力来连接,在振动、弯曲以及温度变化的过程中很容易发生脱落现象,从而留下缝隙。胶层之间的粘接性使外面一层管道被牢固地固定在电缆线上,即使是经历了数十年的温度变化、机械振动等,密封部位也绝不会出现开裂或脱落的情况。可以认为胶是最早的密封剂、最久的固定剂。
第三层胶水也有一定的讲究
同样的热熔胶,其性能相差很大,这几个重要的参数就决定着密封的质量。
熔化温度和凝固温度要相配。胶料的软化点要小于或者等于外层管子收缩时所处的温度范围,并且在该温度范围内使胶料完全融化。熔点太高了,管道收好之后胶水还没有融化开来,密封效果就等于没有。
软化点应该大于使用的温度。固化之后的胶,在使用的工作环境下要保持固态,如果环境温度接近于胶的软化点时,胶层就会开始软化、蠕动,并且密封将会慢慢失去效力。不同的配方其胶软化的温度相差很大,在选择高温环境下使用的材料的时候一定要注意这一点。
对于电缆外皮与金属导体之间的黏结强度进行测定。胶水要和一般的PVC、交联聚乙烯、橡胶等等电线电缆外皮用到的各种材料产生有效的黏合效果。优质的化妆品对于各种材料都具有很好的附着力,而低质量的产品就有可能出现“不粘皮”、“脱黏”的情况。
耐老化、耐介质的能力。长时间浸泡在水中或者潮湿高温环境中时,胶层本身不会发生水解、溶胀或者降解等现象。这也就解释了为什么选择这样的密封方式,在高温含有油脂的环境下进行密封工作时,普通的粘合剂是不能满足要求的,必须要使用耐高温、抗油污的氟橡胶热缩管类产品或者相应高温带胶的产品来配合使用。
第四点就是施工是否合格,直接影响到“滴水不漏”的实现
最好的胶水,在使用的时候如果操作不正确的话也是没有效果的。一些重要的操作环节是:
热源要足。双壁管的要求是外层收缩、内层胶液熔化的两个过程要同时进行,并且加热温度以及时间都必须足够。功率不够的加热方式中,“外缩里生”是最为典型的一种失败情况,在这种情况下,外表仍然完好无损,但是内部却出现了膨胀的情况。
看胶验工。检查密封是否合格最为明显的是,在管口两头会有少量熔胶溢出来。当胶圈出现微小气泡的时候就表示胶已经完全融化并且填充了所有的空隙;管口很干净的时候一般就是胶没有完全溶解。
由中间往两边加热。按照这样的顺序使胶从中间往两边挤压出里面的空气,防止有气泡残留于密封层中造成水路。
冷却前勿动。当胶液处于熔融状态并且受到干扰时,就会破坏刚刚形成的有效密封面。收缩完毕后要静置冷却,在此之后还要进行弯曲整理。
第五条 横向比较:密封的能力,在这个家族里所处的地位
从热缩管大家族的角度来看,“密封”这一道防线并不是所有的成员都具备的。
氟橡胶热缩管和氟橡胶热缩套管的价值在于耐高温、耐油等特性,并且大多采用单壁结构来实现自身功能;对于发动机舱、高温高湿环境以及密封要求高的地方来说,正确的做法应该是选用带有橡胶层的耐高温产品,并不是只用一根管道就可以解决问题了。PVDF热缩管也是一样,在175℃级别的耐高温和耐腐蚀方面具有优势,但是密封的需求还需要用到胶层的方式来补充。花纹热缩管具有防滑握持的功能,并且和密封无关。
因此可以知道,在这个家庭中,双壁热缩管所处的位置是独一无二的——它就是把“结构密封”当作自己的核心竞争力,并且用热熔胶来充当这一特定地位的基础支撑力量。
六、失效案例分析:为什么有些双壁管道仍然会漏水
实践中不时会接到一些用户关于使用了双壁管仍然漏水的情况反馈,并且追查其原因的时候,基本上都是因为以下几个地方的原因造成的:加热不够使胶层没有融化;管径选择太大,在收缩之后胶层会被过分拉伸,不能够填充好缝隙;管口刚好位于粗细突变的地方,胶水不能够在突变界面形成连续的密封;线缆表面有油污没有清理干净,胶和外面的皮粘合不牢,在外面形成了一圈漏水的地方。可以发现,损坏的锅大多数不是因为胶本身的问题,而是由于选择型号不当或者安装方法错误——这就从侧面证明了胶层起作用的前提条件。
结语
双壁热缩管“滴水不漏”的原因在于它的外层收缩产生的一种抱紧力以及它内部的热熔胶在被加热后会融化并填充到缝隙中,在冷却之后就会形成一种永久性的黏合效果。明白了这一层胶的融化、流动和凝固的过程之后,在施工的时候就可以根据这个温度、顺序以及验收的标准来选择合适的材料了,在选材之前对于胶的熔点、软化点和粘附性的了解就显得尤为重要了。一个看上去很简单的小密封功能,在实际操作中却需要考虑很多因素,包括但不限于材料选择、结构设计以及生产工艺等各个方面,并且这些方面之间又存在着相互制约的关系,因此在实际应用过程中就必须要对以上各个方面的内容进行认真的研究和探讨工作了。