冬季施工PVDF热缩管，为什么更容易开裂？

　　一、冬季开裂并不是偶然

　　冬季施工PVDF热缩管的时候，开裂的问题要比夏天更加严重。有人认为是材料的质量问题，也有人认为是操作方法不正确，但是实际上背后的原因是低温环境使材料的状态发生了变化，基材的状态也发生了改变，并且施工条件也发生了变化。PVDF热缩管具有很强的刚性、耐腐蚀性和耐磨性，收缩温度高，对温度变化比较敏感。在低温的情况下，材料会变得坚硬和脆性增大，弹性降低;基材冷缩，尺寸发生变化;加热过程中热量容易散失，内外温差大;冷却过程中产生的内应力比较大。以上各种情况一起出现的时候，裂纹就会从端部、花纹根部、弯折处或者基材上的毛刺处开始。对于冬季开裂的原因，不能仅仅从管材本身来考虑，而要将环境、材料、基材和工艺等因素一起加以分析。

　　在实际选择的时候，PVDF热缩管、氟橡胶热缩套管、花纹热缩管、双壁热缩管、氟橡胶热缩管等等各种各样的产品都有各自不同的低温特性，并不能简单的互相替换。PVDF热缩管低温脆性比较大，氟橡胶类弹性比较好一些，花纹热缩管因为花纹结构中存在薄点，双壁热缩管的内胶在低温下流动性降低。不同的产品，在冬季施工的时候，所需要的预热、加热和冷却的方法是不一样的。

　　二、低温使PVDF材料变得坚硬和脆弱

　　PVDF为半结晶聚合物，分子链刚性较大，玻璃化转变温度也比较高。当温度降低的时候，非晶区分子链的运动能力就会减弱，材料由柔软的状态转为坚硬的状态。常温下可以轻易地弯曲该种管材，在零下十几度的时候就很容易出现细小的裂纹。如果温度低于零下二十度，在受到冲击、磕碰或者工具接触的时候就会产生损伤。变硬的过程属于物理变化，在温度回升之后可能会恢复原状，但是如果在低温下就已经出现了裂纹，那么即使温度回升也无法治愈。因此，在冬季施工的时候，管材在套入、调整、加热之前就已经受伤了，但是当时并没有被发现。加热收缩之后，应力被释放掉，裂缝才会出现。

　　三、由于基材冷缩而产生的附加应力

　　热缩管包裹在基材上，基材也会随着温度的变化而发生膨胀或收缩。冬天金属、塑料、橡胶线束的温度比较低，所以它的尺寸会比夏天小一些。热缩管在加热收缩的时候，基材会因为受热而膨胀，等到冷却之后，基材又会收缩回来。如果基材收缩量大于热缩管，则管壁会向内挤出，产生压应力。如果基材为软质电线电缆，线间缝隙较大，在冷却之后线束会回弹，管材可能会出现局部松动的情况。如果基材为金属管，热容量大，吸收热量快，散热也快，热缩管冷却速度不均。基材冷缩和热缩管收缩不一致，界面应力集中，裂纹很容易从端部或者薄弱的地方开始。当有多根线束并排放置的时候，截面形状不一，应力也更加复杂。

　　四、加热过程中热量容易散失

　　冬天环境温度低、风大，热风枪散热速度比较快。同样的温度设置，在夏天可以很快地收缩，在冬天可能会使表面看起来很热，但是里面并没有完全加热。操作人员为了提高效率，常常会把温度调得很高或者靠近加热源，这样就使得外层被烧焦了，而里面的部分却没有被完全烧透。外层碳化、变脆，在冷却之后就会出现开裂的情况。或者是加热的时间不够长，管材没有完全收缩，在冷却之后就会出现回弹现象，从而导致端部翘起、水汽进入、后续受力开裂等问题。冬季施工中，热量管理要比夏天更加困难。热风枪要使用扩散风嘴，移动的速度要慢且均匀，环境要挡风，如果有必要的话可以使用预热线束和管材。

　　五、冷却速度过快而产生的内应力

　　加热之后，PVDF热缩管要自然冷却。冬天环境温度很低，冷却速度也很快。如果再用冷风、冷水或者金属器具去接触的话，外层就会先变硬，而里面的部分仍然在收缩中，这样就形成了很大的内应力。内应力集中在端部、弯折处、花纹根部等地方，并且形成了许多微小的裂缝。温度不断下降，材料变得非常脆弱，裂纹迅速蔓延开来。正确的做法是加热之后让管材在环境里慢慢冷却下来，并不是要马上冷下来。如果环境温度比较低的话，可以适当的遮挡一些，减慢降温的速度。在冷却之前不能弯曲、拉伸或者移动线束，以免机械应力叠加。

　　六、施工操作中出现的一些问题

　　冬季施工的时候，操作人员穿着厚厚的棉手套，手感会变差一些，在戴上手套的时候可能会用力过猛，把管道刮伤了。管材变硬，套入比较困难，强行拉伸之后收缩不均匀。基材表面有冰霜、凝露，在加热的时候会汽化，产生气泡以及局部应力。热风枪移动不均，局部过烧。末端没有完全收口，在冷却之后就会翘起来。裁剪长度没有留有余地，收缩之后前端露出来。这些问题到了夏天就不会很明显了，在冬天就会被放大。因此，在施工之前要进行预热，操作时要轻柔，加热要均匀，检查要仔细。

　　七、选择错误加大了开裂的风险

　　冬季施工对于选择设备的要求更高一些。内径选择过大，收缩之后抱紧力不够，冷却之后松脱，水汽进入。内径选择较小，套进去比较困难，强行拉伸之后应力很大。收缩比不达标、基材直径的变化幅度过大时，就会出现局部过缩或者欠缩的情况。壁厚过小，低温支撑不够;壁厚太大，加热速度过慢，内外温差很大。材料低温性能与之不相匹配，PVDF在低温下会变得非常脆，如果用到低温动态弯折的地方，开裂的风险就很大了。花纹热缩管的花纹结构导致壁厚不均，在凹槽处更薄，在低温下容易提前开裂。双壁热缩管的内胶在低温下流动性差、密封不严。氟橡胶热缩套管和氟橡胶热缩管的弹性比较好，但是要核对它的低温范围。

　　第八条 储存和运输过程中所造成的隐形损害

　　冬季管材在仓库或者运输过程中被冻住，变得坚硬、脆弱。搬运过程中出现弯曲、挤压、撞击等情况，可能会造成微裂纹。使用的时候外观都很好，加热收缩之后裂纹扩大。储存环境的温度较低、湿度较大，因此管材表面可能会出现凝露现象。由于受到压力的缘故，管材发生了形变。因此，在冬季使用之前，要把管材放在常温环境中放置一段时间，使管材恢复到柔软的状态。搬运的时候要轻拿轻放，不能弯曲或者折叠。在使用之前要对产品的外观进行检查，如果有压痕、裂纹或者扭曲的情况，则需要将这些管段裁掉。

　　九、基材表面的状态对涂装质量的影响

　　基材上有毛刺、尖角、螺纹、焊点等，在冬天更加危险。管材变硬，在套入的时候很容易被划伤。加热收缩的时候，尖锐的边缘抵住管道壁，局部应力集中，在冷却之后就会出现开裂的情况。基材上有油污、灰尘、水汽、冰霜等，会妨碍热传导以及粘合效果。加热的时候水汽化形成了气泡。油污使管材打滑、收缩不均。因此，在冬季施工之前一定要把基材表面清理干净，并且对倒角进行打磨，清除掉冰霜和水分，保证施工现场干燥。需要的时候可以加上护套或者填充过渡。

　　十、温度循环和残余应力

　　设备运转时温度的变化，热缩管反复膨胀和收缩。冬季开机的时候，设备由低温升温至高温，热缩管与基材的膨胀不一致。停机之后温度会降低，但是收缩不一致。温度反复变化，界面应力不断积累。如果在安装过程中已经存在内应力的话，在经过循环之后裂纹就很容易出现了。PVDF热缩管刚性强，残余应力释放比较慢，在低温下会变得非常脆。所以冬天安装的时候要尽量避免内部产生应力，均匀加热、自然冷却、端部密封，防止水分渗入。

　　十一、怎样防止冬天开裂

　　防止冬季开裂，在施工之前、施工过程中和施工之后都要做好相应的措施。

　　施工之前：管材在常温下回温，恢复到原来的柔软程度。查看外观，剔除损坏的管段。选择型号的时候要保证内径、收缩率、壁厚、所用材料在低温下的性能都符合要求。基材要进行清洁、干燥、去毛刺、除冰霜的工作。环境挡风，需要的时候可以搭临时暖棚。准备好可以调节温度的热风枪以及扩散型的风嘴。

　　施工过程中：套入时要轻柔，不能进行拉伸或者划伤的操作。加热是从一端到另一端，均匀地进行。温度要足够高，但是不能烧焦。端部全部收缩在一起，在需要密封的地方让里面的胶液熔化并流出来。加热之后自然冷却，不能急冷。在冷却之前不能弯曲或者移动。

　　施工之后：要对它的外表、端部、抱紧力、绝缘以及密封情况进行检查。进行绝缘电阻、耐压试验和密封性检验等。对重要的地方要进行热循环、振动验证等。记录批次、日期以及操作人员。

　　第十二点是关于各种产品在冬季施工上的区别

　　不同的热缩管在冬天的表现是不一样的。PVDF热缩管刚性强、低温脆性大，所以在使用的时候要进行预热，并且要保证加热的均匀性。氟橡胶热缩套管具有很好的弹性和耐低温性能，但是由于配方的不同，所以耐低温性能也会有所不同，但是也不能让氟橡胶热缩套管在低温下发生硬弯。花纹热缩管花纹结构中存在薄点，在低温下凹槽处容易开裂，加热要更加均匀。双壁热缩管的内胶在低温下流动性较差，因此需要更加充分地加热使胶液熔化。氟橡胶热缩管具有很好的柔韧性，适用于各种不规则基材，但是要核对它的低温性能。不同的产品不能用同一个参数来施工，在施工之前要进行试装。

　　十三、检验和保养

　　冬天安装完毕之后要经常去检查。观察是否有裂纹、颜色变化或者粉化现象。感受一下是不是变得比较硬或者脆。查看端部有没有翘起或者进水的情况。测量绝缘电阻、耐压试验，并观察其变化情况。一旦出现异常情况时要马上进行更换。维护记录要保存好，方便以后查询。在户外、潮湿、振动的环境中进行检查时，其周期应该缩短。

　　十四、结论

　　冬天施工用PVDF热缩管容易开裂，并不是只有这样一种原因。低温使材料变得坚硬、脆性增加，基材冷缩产生的应力是造成材料损坏的主要原因。另外，在加热过程中热量散发的速度比较快，因此冷却速度也会加快，从而产生内应力，加大了材料损坏的风险。此外，在储存和运输的过程中可能会留下一些看不见的损伤。为了防止开裂，在预热管材和基材之后，选择合适的尺寸和材料，并且均匀加热、自然冷却、端部密封、定期检查。因此，在冬季施工中使用PVDF热缩管时，不仅要考虑PVDF热缩管本身在低温下容易出现脆裂的问题，还要参考氟橡胶热缩套管、花纹热缩管、双壁热缩管、氟橡胶热缩管等产品在实际施工中的经验教训，但是不能直接照搬。把温度、材料、基材和工艺配对好，才能使热缩管在低温环境下保持良好的绝缘、密封和防护性能。