氟橡胶热缩套管潮湿环境怎么保持绝缘？端部往往比管壁更关键

　　氟橡胶热缩套管在潮湿环境中，管壁本身通常就是整个防护链条中最不容易吸收水分的一环——吸水率为0.1%-左右，透气性较小，体积电阻率达到可用水平，在含有氟材料中属于可以接受的程度。使绝缘电阻下降的主要原因是端部没有密封好的切割口：水汽沿着管道内壁和基材之间微小缝隙中依靠毛细现象以及温度循环所产生的“呼吸效应”，渗透到界面上，在此形成了一个导电水膜。把表面泄露路径打通。管壁还没有损坏，但是端部已经开始让水流进去了。

　　潮湿环境下的绝缘会降低，那么就不能把责任推到管壁上去了。

　　在现场发现氟橡胶热缩套管在潮湿环境中绝缘电阻低的情况时，人们的第一反应通常是认为管材吸收了水分或者体积电阻率变差了。该方向并不是全部错误，但是它忽略了更为普遍的失效点。在水中浸泡24小时后进行称重，氟橡胶热缩套管的吸水率一般都在0.1%-0.5%之间，聚烯烃热缩管通常为0.1%-0.5%，而PVDF这类含有氟元素的材料可以达到0.04%以下。氟橡胶的吸水率并不是在氟化物体系中最低的一个，但是和聚烯烃相比已经算是“不怎么爱喝水”的一类了。但是它的气体溶解度虽然不高，但是扩散速度很慢，整体透气性也很差。管壁内没有一条使水流速加快的通道。潮湿环境中绝缘电阻值低的原因，在于不在于管壁内部，“体内的”部分，并不是造成问题的主要原因;而是在于管壁和基材之间的界面处，水分通过端部敞开的部分渗透进来，在这个过程中还会发生凝结现象，在界面缝隙中形成一层水汽膜。相对于空气来说，水膜的介电常数要大得多，这样就改变了导体和外界之间有效的电容，从而使得兆欧表读数降低。擦干表面、封住端部再测量，读数一般会恢复——问题是出现在界面之上，并不是材料本身的问题。

　　答案：端部只有一个开口，密封端部要比选择更加“抗水”的管道表面更好保护绝缘

　　氟橡胶热缩套管在收缩后，管壁沿着轴向包裹住基材，径向上也紧密接触，但是两端切口一直保持为物理上的开口。整个管段在潮湿环境中所处的状态，大都取决于两个口子有没有被堵住。不管管壁的吸水率多么小，只要端部敞开，水分和湿气就会有途径可走;管壁的吸水率稍微大一些，但是两端被密封住，所以水分不能渗透到界面处，体积电阻率的变化也就只停留在材料内部少量物理吸附的层面上，并不会发展成为沿着表面形成的泄漏通道。该判断具有明确的经验证据支持，在PVDF热缩管的潮湿绝缘分析中，端部未密封的时候水会顺着管壁和基材之间缝隙渗透进去，在界面处形成导电水膜，沿着表面泄漏路径降低绝缘电阻。而“降低的原因和管壁材料无关”的说法是错误的，在PVDF被替换为氟橡胶的情况下，界面传水的途径依然存在，并且氟橡胶的管壁比PVDF更加不让人走体内，但是由于端部开口的存在，在安装完毕之后该优势又被界面路径所遮挡。

　　端部密封在氟橡胶体系中属于必须要单独考虑的一道工序，另外它表面的特性也给密封带来了更多的困扰。氟橡胶表面能低、手感滑，普通的胶水粘上去附着力很低，必须要用到专门和氟橡胶相匹配的胶水，并且这种胶水本身也要能够承受端部收缩的时候所处的高温环境。裁管的时候两边各留出十到十五公分，不能裁得刚好;中间部分先收缩，两边暂时不收缩，留下空间进行密封处理。端部清洁之后要用酒精擦拭干净油脂、灰尘，在电缆绝缘层上涂抹一层密封胶，涂抹到端头需要遮盖的地方，稍微干燥之后再把端头收起来，让胶在收缩的过程中被压进空隙中。涂上胶水之后的价值并不在于涂上了胶水这件事本身，而是在于用胶水把唯一的一个进水口——端部切口给封闭起来了，由原来的敞开的缝隙变成现在被密封材料填满的界面。缺少了这一环节，在潮湿和高温环境下，管壁的耐久性数据虽然很出色，但是水会在远远长于管壁使用寿命的时间尺度内从管道的一端蔓延至另一端，并且会把绝缘裕度全部耗尽。

　　根据：毛细和呼吸效应使端部开口变成了持续的进水通道，但是由于管壁的耐湿热数据无法到达界面，所以不能确定是否会有腐蚀问题。

　　第一层根据来自于毛细作用方向性的来确定。热缩管收缩之后，管壁和基材之间并不是完全没有缝隙的“真空贴合”，而是一层微小的空气层。当端部切口外露的时候，这一道缝隙就变成了一个毛细孔道，水分以及液体水分沿着这个孔道进入到管道内部。如果线束有分支、扎带或者胶带缠绕在端部附近的地方容易积水，由于毛细现象的作用会使水分进一步渗透到内部。氟橡胶具有很好的弹性和良好的收缩贴合度，因此缝隙会变小，毛细驱动力也会降低一些，但是窄缝并不等于封闭端部——弹性贴合提供的是一种径向的紧密接触，而轴向的开口依然存在。水仍然可以从切口边缘渗入，并沿着界面向前移动。

　　第二层根据由温度循环驱动的“呼吸效应”来解决端部开口的问题，在时间维度上被扩大了。当温度上升的时候，管腔内气体体积增大，一部分湿度散发出去;当温度下降的时候，在管道中就会产生负压，外面的湿度就会被吸进来。如果端部密封不严，水汽进入后就很难再排出。此过程并不需要液体水分浸泡，只要环境温度存在昼夜或者季节性变化时，端部的小孔就可以实现一次又一次的“吸湿-滞留”循环。氟橡胶热缩套管在潮湿高温环境下经过2000个小时之后的拉伸保持率仍然维持在80%左右，在90℃空气中的加速老化120天之后再进行压缩回弹以及物理力学性能保持率大于80%的推算贮存寿命可以达到20年的量级。但是所测的数据是管壁本体的力学保持，并不是界面密封的保持。同样的分析也表明，基材“支撑着”，但是并不能说明整根管道也被“支撑着”。安装的时候两端会有没有收严的缝隙，界面进水会随着时间推移，在远远小于2000小时的时间尺度上前进，并使得局部绝缘电阻下降。管壁的耐湿热寿命、端部密封的耐湿热寿命这两条都是独立运行的时间表，后者的使用寿命一般会比前者早一些。

　　第三层根据来自不同管材在端部密封上结构的不同来反向证明，“端部决定绝缘”并不是氟橡胶所特有的现象。双壁热缩管的防水依靠内层热熔胶，在加热的时候胶会熔化并流出来填满管壁和线缆之间的小空隙，最后两端会有连续的溢胶圈才算是密封到位。它的好处就是把端部密封做到产品的结构里面去了，并不需要再进行额外的涂胶工作;但是胶层本身也有使用寿命，在长时间的高温、紫外线以及冷热循环之后，胶体会出现老化变脆、粘接力降低的情况，端部密封也会随之失效。PVDF热缩管吸水率低于氟橡胶，但是没有胶层，防水效果差一些，在端部的时候要另外涂抹密封胶来密封，而这种密封胶的收缩温度比较高，在端部被收缩的时候会把密封胶烤干失效，所以需要用耐高温的密封胶。花纹热缩管的情况就说明了“表面几何”不能代替“端部密封”：纹理凹槽在潮湿环境中的易积水问题，在油墨层比基材更易吸水的情况下尤其突出;但是如果没有对端部进行密封处理的话，虽然水汽会沿着界面渗透进来，但是花纹本身并没有提高防水性能的作用。这四种管材的结构不一样、失效的原因也不一样，但是它们判断顺序是相同的：首先要看两端是否被堵住，然后再看管壁所用的材料，在相应的环境中是如何表现出来的。

　　延伸：“端部优先”的原则可以被验证为安装和诊断顺序

　　在潮湿环境里使用氟橡胶热缩套管的时候，可以按照以下步骤进行操作：裁管时两端要留出足够的余量，在中间部分先收缩，在两端最后收缩;端部清理完毕之后使用和氟橡胶相匹配的耐高温密封胶涂抹到基材表面，在施加压力的情况下使胶体填充到切口以及基材之间存在的空隙中去;收缩完毕后要检查端部是否有连续、紧密、没有翘起的胶层或者密封面，而不能仅仅看管壁表面是否光滑。当发现绝缘电阻低的时候，首先要把管道表面擦干净，并且把封住的一端重新密封起来再进行测量——如果读数恢复正常的话，则说明问题出在了界面被水浸湿上，而端部密封处则需要重新处理;如果封端之后读数仍然偏低，则可以怀疑管壁本体是否受到超过其承受能力的高温、化学或者机械伤害。

　　花纹热缩管和双壁管的经验在上面提供了一个正向的校准点以及一个反向的校准点。花纹管的油墨和纹理，在潮湿环境里会比基材更早地出现吸水、溶胀、褪色的现象，但是这些表面信号并不能代替对端部的检查——花纹仍然很清楚，并不代表端部已经被封闭住;花纹糊了，并不意味着管壁绝缘已经失效，应该先检测两端密封情况后再做判断。双壁管会告诉你一件事情：端部密封是有一个使用寿命的界面。溢胶圈在使用过程中是连续、饱满的，并不能说明几年之后胶层依然可以黏住东西;在湿热、温度变化交替出现的情况下，双壁管要将胶层的耐老化特性纳入巡检范围，并不能把带有胶质当作永久性的密封保证。潮湿环境中绝缘的守法顺序始终都是先把两个缺口守住，然后再来谈论管壁在潮气中可以撑多久;切口守不住，管壁的耐水底子再厚，水也已经站在界面上了。