蒸汽环境对于热缩管的测试要比单纯的高温或者潮湿要复杂的多。高温使分子链运动加快,水汽使得界面更加容易被渗透,压力则促使水分向着管道壁和基材之间进行挤压。三者相加,热缩管要承受温度使材料软化和老化的影响,还要受到水分对界面的渗透、冷凝水的积累以及密封面反复膨胀和收缩的影响。PVDF热缩管具有耐水解、耐腐蚀以及较高连续使用的温度等特点,但是“基材耐蒸汽”和“整根管段在蒸汽中长期可靠”的说法是两码事。管材结构、内层胶、油墨标识、安装气隙以及冷却方式都会影响到实际的表现。下面按照不同的对象来展开讨论,看看高温潮湿环境究竟苛刻在什么地方。
氟橡胶热缩套管:耐蒸汽的参照坐标
氟橡胶热缩套管一般用来做高温潮湿环境下的比较对象。该化合物的主链是由碳氟键组成的,键能很高,化学惰性大,水分子很难在分子层面上去攻击主链。交联网络具有弹性的恢复能力,在温度的变化以及压力的波动之中,管道外壁可以依靠变形来维持与基材之间的夹持力。所以,在低压饱和蒸汽或者短时间高温潮湿环境中,氟橡胶热缩套管一般可以保持良好的绝缘性和密封性。但是氟橡胶热缩套管并不是不会被蒸汽所影响。配方里所用到的填料、硫化剂以及加工助剂,在长时间处于高温高湿度的状态下可能会析出,从而使得产品的表面逐渐失去光泽,并且变得比较坚硬,甚至会出现一些细微的裂缝。如果管口没有完全闭合,那么水汽就会沿着这个缝隙进入到夹层之中,并且不断地进行着蒸发和凝结的过程,这样就使得空腔逐渐扩大开来。对氟橡胶热缩套管在蒸汽中使用的寿命进行评价,并不是单单依靠材料的耐温上限来判断,在蒸汽温度、压力、作用时间以及安装密封等因素的影响下,也需要考虑氟橡胶热缩套管在蒸汽中使用时所处的状态。其弹性优势在动态湿气中比较突出,但是填料体系以及表面状况也必须加以注意。
花纹热缩管:蒸汽对于标识层的测试
在对线缆进行标识的时候,蒸汽环境首先会对表面花纹层造成冲击,并不是直接作用到基材上。油墨印刷的文字、色带等,在高温高湿度的情况下容易吸收水分膨胀,树脂软化,颜料扩散,边缘起毛。激光雕刻的凹槽很容易积累冷凝水,反复冻融或者汽化膨胀之后,凹槽边缘可能会出现微裂纹,字符对比度降低。即使是基材本身的耐受蒸汽能力很强,但是花纹热缩管所具有的标识功能却有可能会提前失效。对于蒸汽管道附近或者清洗设备内线缆的地方,在长时间浸润于潮湿环境中之后,字符就会慢慢变得模糊不清了,这时候维护人员就很难看清了。在选择热缩管的时候要确认好油墨的耐湿热、耐水解性能,在安装的位置上尽量不要让蒸汽直接冲击到,如果必须在标识外面加一层透明保护层。要经常检查字符是否齐全、边角是否翘起、粘合强度是否有降低等情况,这样比单纯地观察管壁有没有裂缝更有可能发现早期的老化现象。花纹热缩管的主要功能就是信息传输,在蒸汽环境下所具有的可读性还需要进行独立检验。
双壁热缩管,在蒸汽环境下的内层胶密封
双壁热缩管是由外层绝缘管壁和内层热熔胶组成的,在蒸汽环境中密封的表现主要取决于内层胶是否能保持连续性。外层用含有氟的材料的话,耐高温、耐潮湿的效果会比较好;但是内层热熔胶的软化温度一般都在70~120℃之间,部分耐温型胶料可以达到150℃左右。当蒸汽温度接近或者高于胶层软化点时,胶层就会变得柔软并开始流淌,在管道口处溢出,在密封面上变薄。水分还会渗透到胶层和管壁之间,在加热的时候会汽化,产生气泡和空腔。双壁热缩管如果内层胶出现空腔或者流失的情况,那么水汽就会沿着这个界面渗透进去,从而降低它的防水、防潮的功能。安装的时候要从一头到另一头慢慢加热,使胶层逐渐融化,空气从另外一边排出,管口处形成一条连续的胶圈,这是防止蒸汽渗漏的重要措施。安装完毕之后,把管段切开来看一看胶层是不是很均匀,或者是做一下浸水加压试验来检验密封性如何。双壁热缩管在蒸汽环境中使用的时间长短主要取决于内层胶的质量,并不是外层壁厚所决定的。
PVDF热缩管:基材耐蒸汽的界限
PVDF热缩管是半结晶含氟聚合物,它的吸水率很低,耐水解性能也比较好。它一般可以使用的最高温度为150~175℃左右,在短时间内还可以达到更高的温度。当蒸汽温度处于100℃左右、低压饱和蒸汽时,PVDF热缩管在基材层面上一般可以承受。但是当蒸汽温度达到或者高于150℃的时候,在长时间的作用之下,结晶区会慢慢被侵蚀掉,这样材料就会变得比较坚硬、白色,并且它的弹性和恢复能力也会降低。高压过热蒸汽温度有可能达到二百摄氏度以上,已经超过了PVDF长期工作的温度范围,管材可能会软化、变形或者分解。除了温度之外,蒸汽的压力也能够促使水分子向着管道壁和基材之间进行渗透。PVDF热缩管收缩之后如果有气隙的话,水汽进去之后就会冷凝,在反复地蒸发会使空腔变大,降低绝缘性能。安装的时候基材要干净、干燥,在加热的过程中是从一端到另一端进行的,使空气排出,管口全部收拢。黑色或者深色的PVDF热缩管一般要比透明或者浅色的产品更加耐候性,但是它的颜色不会改变基材的耐温界限。PVDF热缩管耐蒸汽的前提是温度、压力和时间都处于材料允许的范围内,并且安装之后没有连续的空腔。
氟橡胶热缩管和PVDF在蒸汽中的表现进行比较
氟橡胶热缩管和PVDF热缩管都属于含氟体系,但是蒸汽中它们的表现各不相同。氟橡胶热缩管具有很好的弹性,在高温、潮湿环境下交联网络能够保持回弹性能,适用于温度变化大、压力波动大的地方。它可以承受200℃以上的高温,在低温、潮湿和柔软的情况下表现良好,所以在高温蒸汽附近还有一定的应用价值。但是氟橡胶配方中所用到的填料、助剂,在长时间的潮湿高温环境下可能会析出,从而使得氟橡胶表面变得越来越硬,甚至于管口的部分弹性也会受到影响。PVDF热缩管具有很好的刚性和尺寸稳定性,在吸水率方面表现优异,在静态绝缘以及耐化学环境中应用广泛,但是其弹性回复能力较差,在接近上限温度的时候会增加脆性的风险。两者的选取要根据蒸汽的温度、压力、保持的时间长短以及机械应力和密封的要求来决定。当蒸汽温度低于150℃并且要求有弹性的密封时,氟橡胶热缩管可能会比较合适;当温度比较低,并且需要耐化学性和尺寸稳定性时,PVDF热缩管就具有一定的优势。不管是哪一种,在安装之后要进行密封性检查以及定期的绝缘试验是不能够被忽略掉的。
线缆标识:在蒸汽环境下可以读取和维护
线缆标识在蒸汽环境中所面临的主要问题就是信息是否能够长久地保持清晰可见的状态。油墨印刷的线缆标识,在高温潮湿环境下容易褪色、扩散、边缘起毛、附着力降低等现象。激光打标线缆标识,在冷凝水中反复的作用下,打标凹槽可能会有积水的情况出现,低温冻融或者高温汽化使得微裂纹扩大,对比度降低。使用PVDF热缩管做为载体来实现线缆标识,在基材方面耐水解性能良好,但是标识层还需要单独进行评价。在蒸汽管道附近的地方电缆标识应该使用耐湿热油墨以及合适的基材,在安装的位置上要避免蒸汽直接喷射到上面,并且不能让冷凝水聚集在那里。加热的时候要先固定标识的两边,在慢慢收回去,不能让油墨扩散开来。经常要对字符进行检查,看其是否齐全,边沿是否翘起,附着力如何。如果出现模糊、褪色或者不能识别的情况时,要立即补充标记或者更换标签。线缆标识用来进行维护和故障排查,信息准确性的要求很高,在蒸汽环境中更是如此,因此需要更加频繁地对其进行检查。
高温高湿天气为什么会更加严酷
蒸汽环境就是指高温、高湿度以及高压的一种综合状态。高温使高分子链运动更加剧烈,材料模量降低,水分扩散的速度变快了。湿气使界面产生水膜,减小表面绝缘电阻,水分子沿着管道壁和基材之间缝隙渗透。压力使水分进入到很小的空间里去,在降温的时候水蒸气就会凝结下来,再一加热的时候水又会汽化膨胀起来,不断地循环往复地使得这些空间越来越大。热缩管是一种空心、收缩、贴合基材的结构,管口、弯折处和接头凸起都是应力集中区,也是水汽容易进入的地方。基材表面的油污、毛刺以及水份在加热的时候会形成气泡,从而降低密封性。即使基材本身的耐水解性很好,整根管段的密封性和绝缘性仍然要依靠安装工艺来保证。高温高湿比单纯的高温或者单纯的潮湿更加严酷,因为高温高湿会同时对材料的化学稳定性和界面的物理连续性以及密封的长久保存能力造成威胁。
综合分析和检查的重点
PVDF热缩管耐高温吗?答案会根据蒸汽的温度、压力、作用的时间以及管道材料和结构、安装质量及保养周期等因素来确定。在低压饱和蒸汽以及150℃以下的潮湿环境中,PVDF热缩管基材一般可以保持良好的耐水解、绝缘性能。但是当蒸汽温度接近或者大于连续使用的上限时,或者管段有气隙、内层橡胶脱落、标识层开裂等情况时,整体可靠性就会降低。氟橡胶热缩套管和氟橡胶热缩管具有很好的弹性和适用性,在温度变化大的蒸汽附近使用效果较好,但是填料析出以及表面老化的问题也需要引起重视。花纹热缩管以及线缆标识的薄弱环节通常出现在油墨层上,而双壁热缩管的核心在于它的内层胶密封。在检查的时候,首先要观察表面是否有白色、粉末状或者裂缝的现象,然后用手去触摸一下它的弹性和韧性如何了,接着再看看管口处是不是已经收缩得紧紧的了,并且胶层是不是也一直连贯着没有,最后还要用测电笔来测试一下它的绝缘电阻是否都符合标准要求呢?最后还要仔细地查看一下它上面的各种标志和标识是不是也都都很清楚明了呢?如果是表面轻微的光泽度下降、管材弹性好、密封连续的话,可以继续观察;如果有裂纹、空洞、胶层脱落或者标志不清的情况发生,则需要进行更换。在高温潮湿的环境下使用热缩管,在安装之前要进行干燥、清洁以及均匀加热,而事后补热则不重要了。了解蒸汽对于材料、界面以及密封的影响,才能够使热缩管在绝缘、密封和标识等方面发挥长久可靠的功效。

