热缩管在电气绝缘、线束保护、接头密封和机械防护等方面有着广泛的应用。由于氟橡胶具有良好的耐热性、耐油性和耐化学药品性能以及较好的弹性和较高的机械强度,在各种苛刻的工作环境中都可以得到很好的应用。但是用上一段时间之后,有的人就会发现它的质地变得坚硬、脆性增加,并且轻轻一折就能断裂。这时还可以不可以进行弥补呢?根据老化程度、工作条件以及安全性来确定。轻微发硬和整体脆化是两码事,临时推迟和恢复性能也不一样。如果涉及到高压、高温、重要设备或者安全相关的部位,则应该首先进行更换。下面按照原因、判断、临时措施、更换以及预防等几个方面进行论述。
一、变硬变脆表示什么
热缩管是利用受热收缩之后把基材包裹起来,形成连续的绝缘层、密封层或者保护层。它要留有一定的弹性和韧性,才能够应对温度的变化、振动以及弯曲等。变硬表示材料分子链的活动能力降低,柔韧性减弱;变脆表示抗裂的能力减弱,在受到外力的时候很容易出现裂缝。氟橡胶热缩套管一般具有良好的耐温、耐介质性能,但是它也有可能会老化。长时间处在高温、氧气、臭氧、化学介质、紫外线以及机械应力之下,材料仍然会慢慢分解。变硬、变脆并不是单纯的外表问题,而是在于性能降低的一种信号。会造成密封失效、绝缘裕度减小、裂纹扩展、水分侵入、导体腐蚀等问题,严重的还会造成短路或者漏电。所以当发现材料变得坚硬、脆性增大时,并不是只有想到“裹一层继续用”才对,还要先判断该材料是否仍然具有原来的使用价值。
二、常见的原因有:
热老化是比较常见的原因。长时间地接触或者达到材料的最大使用温度时,分子结构就会发生改变,从而导致弹性降低。氧化也会加快老化,在高温空气中氧气和材料发生化学反应,使得表面变硬、开裂。臭氧对于很多弹性体来说是不友好的,在电机、开关、电控设备等附近可能会有臭氧存在。化学介质方面,油、酸、碱、溶剂、盐雾等等虽然短期内的影响不大,但是长年累月地接触也有可能造成膨胀、收缩、硬化或者软化。紫外线以及外界环境会使得表面粉化、龟裂。机械应力包含振动、弯曲、拉伸、磨损、压缩等,长期受到这样的应力会使细微裂缝扩大。安装的时候加热过头,火焰直接燃烧,局部碳化也是一样的问题。尺寸不合适,过大或者过小都会使管材长时间处在不正常的应力之下。导体过载发热、环境温度过高、散热不良都会加快内部的老化速度。储存的时候受到阳光、高温、臭氧的影响,没有安装的管道材料也会提前老化。另外,在不同的材料之间接触的时候,增塑剂的迁移或者介质相容性的问题也有可能会影响到产品的性能。
三、怎样才能知道是否还有挽回的机会
要全面地观察、触摸、折叠、测量、查找等。看外观:颜色有没有明显的改变,有没有裂纹、粉化、碳化、变形、收缩端开裂等现象。试手感:有没有失去弹力,是不是变硬、变脆了,一碰就会开裂。做小角度弯曲:在不重要的地方轻轻地弯曲一下,如果出现了细小的裂缝,则说明脆性已经比较严重了。测试性能:包括绝缘电阻、耐压试验和密封性等是否符合规定的要求。检查工况:电压等级、温度范围、接触介质、振动状况、是否为重要设备。如果只是表层稍微变硬,但是内部仍然有弹性,破损没有贯穿整个材料,基材完好无损,在环境干燥的情况下,并不是特别重要的地方,则可以采取临时性的处理措施,并加强后续的监控工作。如果整体发脆、贯穿裂纹、碳化、粉化等现象,或者在高压、高温、强腐蚀、户外、振动、安全相关的环境中使用,则不能仅仅进行修补。此时修补只能遮盖外表,并不能恢复到原来的分子结构以及原有的性能上。
第四部分:补救本质和局限
所谓的补救措施一般不会使老化的材料重新焕发生机,而主要是对这些材料进行隔离、加固、密封、减载或者改善其周围的环境来延长它们的使用寿命。它不能使衰老倒退,也不能恢复原来的结构余地。修补层和原来的管道之间会产生一个界面,在温度变化、振动以及介质的影响下,该界面可能会出现松动、进水或者积尘的情况。从电气的角度来看,在破损的地方或者裂纹的地方由于电场集中,所以绝缘裕度就会降低。从机械角度来讲,脆化点仍然是一个薄弱环节,裂纹有可能继续扩大。密封处,一但有水分进入到里面之后就很难再被排出出去了。所以补救一般用于突发事件、短期内不重要的事情以及可以被监视的情况中。如果不能确认修补后绝缘、密封和机械性能是否合格的话,则不应长时间使用。对于安全性要求较高的地方,更换要比修理更加可靠。
五、可以考虑的一些应急办法
经过评估之后确定为临时处理的话,可以按照下面的方式来考虑。第一阶段是停电、泄压、降温,并且确认环境已经安全了。第二步是清理破损区域及其周围的油污、灰尘和水分等可以用无水乙醇擦拭并待干。第三步是轻轻地磨平边角,以防尖锐的边角产生应力集中。第四步是选择耐高温、耐腐蚀的材料进行包裹。热缩带或者热缩管可以起到外部防护的作用,但是加热的时候要控制好温度,防止原来的管道受到更大的损伤。双壁热缩管有内层胶,可以起到一定的密封作用,但是如果原来的管道已经变脆了,那么在进行收缩处理的时候,可能会导致管道破裂,所以在使用之前要慎重考虑。PVDF热缩管具有良好的耐磨性和抗腐蚀性,在选择外护层时可以考虑使用PVDF热缩管,但是它所适用的温度等级以及收缩特性需要与实际工作环境相匹配。花纹热缩管一般用在线束标识、防滑以及轻防护等方面,并不适合做为绝缘修复的主要材料。第五步可以使用适当的灌封胶来填补孔洞或者裂缝,但是要注意粘接力、柔韧性和耐温性以及介电性能等。第六步是增加机械固定的或者护套来减小振动、摩擦以及弯曲。第七步是降载运行,也就是减小电流或者降低温度。第八步是定期复检,并做好记录,包括温度、绝缘性和外观的变化等。如果出现发热、放电、异味、变形或者裂纹扩展等情况时,要马上停止使用。
六、哪些情况下需要更换
贯穿性的孔洞、撕裂、烧蚀、碳化、粉化、明显变硬变脆、收缩端开裂等现象一般情况下不宜再进行修复工作。高压、高温、强腐蚀、户外长时间、潮湿、盐雾、振动环境等情况下都不宜进行简单的处理。重要的设备、与安全有关的线路、不能维修的地方都应该更换。基材已经损坏了,比如导体裸露、接头腐蚀、管路渗漏等,不能只处理外管。如果原来的结构具有严格的阻燃、耐压、密封的要求的话,在进行修补的时候就很难达到同样的效果了。更换的过程是:停电、泄压、降温;拆除旧管道的时候要防止对基础材料造成损害;清理和检验导体、接头或者管道;根据尺寸、收缩率、壁厚、耐温、耐腐蚀、阻燃等参数来选择型号;在安装的时候要避开尖锐的边角,如果必须经过这些地方的话,则需要使用倒角或者防护套等措施来保护被切割的部分不受到损伤。加热要均匀,由一端到另一端推进,防止产生气泡或者过烧的情况;完成之后要对产品进行外观检验,在需要的情况下还要做绝缘、耐压试验以及密封试验等;最后要记录下更换的位置以及时间,并把它加入到维护计划当中去。
第七条选择和替换注意事项
选择的时候不能仅仅依据颜色、大小来决定。氟橡胶热缩套管适用于高温、耐油、耐化学介质等场合,但是要根据具体的温度等级以及介质相容性来确定是否适用。如果原来的方案是用双壁热缩管,则需要确定内胶的种类以及密封的要求,因为内胶可能会起到防水、防潮和填充的作用。如果要求具有良好的耐磨性和抗腐蚀性,则PVDF热缩管可以作为一种选择,但是要注意它的使用温度范围要和实际情况相符合。花纹热缩管主要用来做标记、区分以及轻微防护,并不能代替绝缘修复。不同的热缩管材料,其收缩温度、收缩率、壁厚、胶层、耐温、耐介质以及阻燃性能各不相同,在使用之前需要确认它们之间的兼容性。如果工况温度不高的话,也可以去考虑其他的更适合的材料了,但是必须要保证它的绝缘性、机械性和密封性都符合要求。
八、怎样才能使材料不变得坚硬和脆性
预防要比补救重要得多。在选择的时候留有一定的温度余地,不要让设备长时间处于高温状态。安装的时候要注意控制好加热温度以及时间,做到均匀加热,防止火焰直接接触。如果基材上有毛刺或者尖角的话,那么应该先去处理掉这些光滑的部分。对于容易磨损和振动的地方要加装防护套、支架或者隔离层。不要和油、溶剂、臭氧源、高温源长时间接触。要经常对产品的外观、弹性以及绝缘性进行检查,并且一旦发现产品变硬、出现裂缝或者颜色发生变化等情况时就要马上采取相应的措施来加以解决。储存的时候要避光、避热、避臭氧,并按照期限来使用。对重要的线路要留有备用器材,并按照规定的时间进行更换。运行时要防止过载,并且要提高散热效果、降低机械应力。只有把选型、安装、运行以及维护等环节都考虑进去,才能够使设备使用年限得到延长。
九、结论
回到最初的问题上:经过了变硬、变脆之后有没有什么可以挽救的办法呢?有条件。如果只是表层稍微变硬,但是内部仍然有弹性的话,在低压、干燥、不重要的短时间场合下可以使用,并且在清洁之后可以用相应的材料临时覆盖、密封或者加固,并进行电气和密封检验,定期复检。如果已经全部发脆、开裂、碳化、粉化,或者用在高压、高温、强腐蚀、振动、户外和安全相关的部位,则应该直接更换,不能依靠修补。补救的目的在于争取时间,并不是为了恢复原来的结构性能。以安全为前提,根据工况以及验证来做出判断,并不是单纯地依靠外观来进行判断。
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