氟橡胶热缩套管在冷热循环下会失效吗？看数据

　　一、冷热循环为常见的工作状态，失效不可以凭感觉

　　设备在开机、运行和关机的过程中，温度会不断上升和下降。户外设备会受到日夜温度变化的影响，车载部件则要经受冷启动和热运行的过程，工业设备还要承受加热和冷却。热缩管被套在导体、接头或者管道上，并且会随着冷热变化而发生形变。有人会担心氟橡胶热缩套管在反复的冷热过程中是否会失效呢?不能凭感觉来回答这个问题，要根据数据来进行判断。失效并不是一下子发生的，而是在于热应力、界面应力、材料的老化以及机械损伤等逐渐积累起来的过程。对冷热循环下表现的理解，要从材料温度范围、测试方法、失效模式及影响因素等方面来考虑。

　　二、冷热循环对热缩管做了些什么

　　当温度发生变化的时候，材料就会发生热胀冷缩的现象。热缩管、基材、导体、接头，膨胀系数不一样。随着温度上升，管材、基材都会发生膨胀，但是各自的膨胀程度不同。随着温度下降，两者的收缩程度也不同。由于不同时刻产生的温度应力不一样，所以会产生热应力。热应力主要发生在端部、界面、薄处以及应力集中点等地方。不断重复的过程就是应力反复的作用，材料就会产生疲劳。

　　冷热循环还会产生水汽呼吸效应。随着温度上升，管道内的空气也会随之膨胀，从而把里面的湿气排出去。随着温度的降低，管道内的气体压力也会随之减小，从而使得外界的湿气被吸入到管道中来。如果端部密封不好，水汽进去之后就很难排出来了。长时间下去，绝缘电阻会降低，导体也会被腐蚀。

　　双壁热缩管的内胶层，在冷热交替的过程中也会发生变化。在高温下，胶层会变得柔软，在低温下则会变硬。不断重复，粘接力可能会降低。花纹热缩管由于其花纹结构的存在，使得壁厚不均匀，在凹槽处壁厚较薄，因此在热应力的作用下更容易产生裂纹。PVDF热缩管刚性强、低温脆性大，在冷热交替的情况下容易出现应力发白的现象。氟橡胶热缩管具有很好的弹性和可以吸收一部分应力的作用，但是它并不是无穷大的承受能力。

　　三、氟橡胶的温度数据基础

　　氟橡胶热缩套管的耐温范围一般比较大。常用的温度范围是零下20℃至200℃之间，有些配方可以达到230℃。短时峰值温度可以达到250℃以上。低温方面，普通的配方在零下20度左右就会硬化，而优化后的配方可以达到零下40度甚至零下55度。从这些数据中可以看出，在合适的温度范围内，氟橡胶具有良好的热稳定性。

　　但是冷热循环并不是一个固定的温度。它要考察的是材料在温度变化的情况下尺寸稳定性的大小、弹性回复能力以及界面保持能力。虽然连续耐温高，并不能说明它的冷热循环寿命就一定长。如果温差大、循环快、次数多，在这样的情况下，即使温度处于范围之内，也有可能造成累积性的伤害。

　　第四步是进行冷热循环测试的方法

　　为了确定其是否失效，则需要进行相应的测试。第一项工作就是准备好要检测的样品。用氟橡胶热缩套管把模拟基材包裹起来，并按照正常的工艺进行收缩处理，在两端处形成收口。要密封的地方使用双壁结构。第二步是确定温度。高温端选择实际工作状况下可以达到的最大温度，例如125℃、150℃或者175℃等。低温端选择实际环境中可能会出现的最低温度，例如零下40度、零下20度或者0度。第三步，循环。把样品放进高温箱中，并且要保持足够的时间使材料受热均匀。接着又迅速地转到低温箱中去，同样保持同样的时间。再转移回高温。记录循环次数，例如50次、100次、200次等。第四步，检查。检查外观是否有裂痕、褪色、起泡或者端部翘起的情况。测量绝缘电阻、耐压试验和密封性试验。测抱紧力。用显微镜来观察该界面是否有空隙存在。第五步，对比。和没有做循环处理的样品相比，观察其颜色、手感、尺寸以及收缩率等。

　　第五部分，在测试过程中要查看哪些数据

　　外观数据：颜色的变化、裂纹的数量、气泡、碳化、粉化等。尺寸数据：内径、壁厚、长度的变化。电气参数：绝缘电阻、耐压试验、局部放电量。密封的数据：防水、气密、水汽渗透。机械参数：抱紧力、拉伸强度、断裂伸长率、硬度。界面数据：管壁和基材之间的空隙以及内部胶体的连续性。这些数据需要记录趋势，并不是每次合格就可以。绝缘电阻逐渐降低，表示水分有可能进入到里面去。抱紧力降低的话，就表示这个界面有些松动了。伸长率减小就是指材料变脆了。

　　六、冷热循环下失效模式

　　失效模式有很多种，其中一种是端部翘起。热应力集中于端部，在反复循环之后收口松开。第二个就是界面上的空隙。管材和基材的收缩不一致，在界面处产生空洞，水分和空气渗入。第三，开裂。材料在低温下会变得非常脆，受到外力作用之后就会出现裂缝，在经过多次循环之后裂缝会越来越大。第四、密封性破坏。双壁热缩管内的胶质已经变质、渗漏或者被水浸湿，从而降低了它的密封效果。第五、绝缘性降低。水汽和污染物进入后，绝缘电阻会变小。第六、抱紧力降低。材料发生应力松弛现象，管道也出现松动的情况。第七、颜色的变化。高温氧化后颜色会加深，并且变成黄色。第八，粉化。外貌上已经出现衰老的现象，用手指去摸会有粉末状的东西。

　　失效模式之间并不是孤立存在的，而是相互影响、共同发展的。端部翘起造成漏水，漏水使绝缘性能降低，绝缘性能变差之后就会产生局部放电现象，而局部放电又会加快材料的老化过程。

　　第七条 影响失效的主要原因

　　材料配方是基本功。不同的氟橡胶在低温下会变得非常脆，在高温时又会有很好的稳定性和弹性恢复能力。填料、硫化体系和增塑剂都会影响到老化的速度。壁厚也重要。厚壁材料的热容量比较大，在冷热交替的过程中，内外温度差异会很大，从而产生更大的热应力。薄壁热透快，但是机械防护差。安装的质量会影响到界面的状态。基材上有毛刺、管材过烧、端部没有收口、界面有油污等现象，在冷热交替的过程中容易出现故障。基材材料也很重要。金属基材和塑料基材的膨胀系数不一样，和管材的匹配程度也不同。温度范围、循环速度、循环次数、湿度、介质、振动等都会对产品的使用寿命产生影响。

　　第八条 与其它产品数据进行比较

　　不同的热缩管，在冷热交替的过程中会有不同的表现。花纹热缩管一般用在电线电缆标识以及轻度防护上，由于其花纹结构导致壁厚不一，在冷热交替的过程中容易出现凹槽处应力集中的现象，从而产生早期开裂的风险。双壁热缩管的内胶层起到密封的作用，但是内胶在冷热交替的过程中可能会软化、流淌或者变脆，从而降低密封效果。PVDF热缩管刚性强、低温脆性大，在冷热交替的情况下很容易产生应力发白或者受到冲击后出现裂缝的情况。氟橡胶热缩管具有很好的弹性和耐温范围广，在冷热循环的情况下比较稳定。氟橡胶热缩套管具有良好的耐高温、耐油性能，在苛刻环境下使用效果较好，但是要根据配方以及安装情况进行选择。线缆标识使用花纹热缩管的时候，冷热交替会使得颜色以及花纹的清晰度降低。

　　第九条 如何延长冷热循环下寿命

　　在选择的时候要留出一定的温度余地，不能让设备长时间处于高温状态。选择具有良好的低温性能的配方，并且确定出低温脆性的临界温度。要进行密封处理的话，应该选择双壁热缩管，并且保证内部胶体完全熔化。在安装之前要对基材进行清洁，去除油脂、灰尘、水汽以及毛刺等杂质。用砂纸把棱角磨平或者加上防护套。使用可以调节温度的热风枪，在两端之间进行均匀移动，直到两端完全闭合。加热之后自然冷却，不能急冷。在使用过程中要尽量避免产生振动、摩擦以及弯曲等现象。经常对颜色、裂纹、手感、端部以及绝缘情况进行检查。发现问题要马上更换。储存时要避光、避热、避湿，并按照规定的时间来使用。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。

　　十、结论

　　回到标题：氟橡胶热缩套管在冷热循环之下是否会失效呢?看数据。在合适的温度范围之内，是不会出现突然失效的情况的。该材料具有较高的耐温范围和良好的弹性和一定的吸能能力。但是长时间的冷热交替会造成累积性的损害，端部翘起、界面空隙、开裂、密封失效、绝缘降低等都会出现。是否失效要根据温度范围、循环次数、材料配方、安装质量以及保养情况来判断。从数据上看就是对绝缘电阻、耐压、密封、抱紧力以及外观等进行观察并分析其变化的趋势。选择合适的材料、规范安装、定期检查，才能使氟橡胶热缩套管在冷热交替的过程中依然能够起到保护作用。花纹热缩管、双壁热缩管、PVDF热缩管、氟橡胶热缩管各具特色，线缆标识也应考虑到耐温耐久性。把工况、数据放在一起，才能够作出正确的判断。

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