氟橡胶热缩管导热慢对收缩有什么影响？

　　在高温线缆保护、发动机舱线束和化工管路接头的安装现场，氟橡胶热缩管的收缩操作一般要比普通的聚烯烃热缩管更加考验施工人员的耐心。同一种规格的管材，普通的热缩管用电吹风枪扫几下就可以全部收缩了，而氟橡胶热缩管则要经过长时间的加热，并且还要反复用电吹风枪扫吹几次才能达到理想中的收缩效果。从操作体验的角度来看，氟橡胶材料本身具有良好的导热性是造成上述差异的主要原因。氟橡胶的导热系数一般为0.19～0.30W/(m·K)，而金属被包物如铜的导热系数可以达到约400W/(m·K)，两者相差三个数量级。导热率相差很大的情况，在热缩管收缩的过程中会制造出一系列需要解决的问题。

　　热量在管道内壁上流动的速度非常缓慢

　　了解导热慢使得氟橡胶热缩管收缩的过程，首先需要弄清楚热量是如何在氟橡胶热缩管壁内传递的。当热风枪的热气流吹到管材表面的时候，热量首先会被外壁所吸收，之后再经过分子链的振动以及传导的方式一层层地进入到管壁内部中去。氟橡胶的导热系数大约为0.2W/(m·K)，因此热量在管壁内侧的传导速度很慢。对于壁厚大、收缩量大的氟橡胶热缩管来说，它的外壁已经达到了收缩温度，但是它的内壁仍然处在较低的温度下，分子链还没有得到足够运动的能力去发生回缩。

　　温度梯度所造成的后果，在收缩的过程中就会直接表现出来，“外缩内不缩”。施工人员发现外墙已经开始变软、收缩，以为加热到了极限，但是内部墙身分子链还处在冻结的状态。当加热结束、管材冷却之后，外壁已经完成收缩，但是内壁由于受热不够所以没有完全回弹，管壁内部形成残余拉伸应力。之后的使用过程中，这些残余应力就会慢慢释放出来，从而使得热缩管产生缓慢的第二次收缩或者局部变形。

　　更加困难的是，氟橡胶热缩管的收缩温度本来就很高。普通的聚乙烯热缩管的起始收缩温度一般为70～90℃左右，而氟橡胶热缩管的收缩温度一般要到150～200℃之间。高收缩温度要求更多的热量供给，但是氟橡胶具有很低的导热性，所以这些热量很难迅速地传送到管道内壁中去。两者的结合使氟橡胶热缩管的收缩时间要比普通的管材要长很多，并且对于加热均匀性有着更高的要求。

　　二、花纹热缩管的花纹结构有什么样的变化来改变热传导路径

　　花纹热缩管因为表面有凹凸不平的纹路，所以它的导热性和收缩性相比于光滑的管材在结构上会有一定的差别。花纹的凸起部分材料较厚，凹陷部分材料较薄，因此热量要穿过较长的传导途径才能到达内壁。凸起部分的“热阻”比凹陷部分大，因此升温的速度会比较慢，而收缩开始的时间也会相应推迟。

　　在实际应用当中，由于不均一的热传导使得花纹热缩管在加热收缩的时候会出现“花纹部分先收缩、凹槽部分后收缩”的情况。凸起部分的分子链要花更多的时间去获得足够的运动能力，而如果施工人员按照平滑管材的加热节奏来进行操作的话，就很容易造成凸起部位收缩不全的问题。花纹热缩管的起始收缩温度和完全收缩温度虽然在数据表中与平滑管材相近，但是起始收缩大约为70℃，完全收缩则是在105℃到110℃之间。但是真正要实现完全收缩所用到的加热时间一般都会比较长。花纹的凹凸结构也增加了管材的表面积，热气流在吹过花纹表面的时候，花纹上的凸起和凹陷之间很容易产生局部涡流，从而导致某些部位的热交换效率低于光滑表面。

　　第三种情况是双壁热缩管的内胶层——热量传递的另外一层阻碍

　　双壁热缩管是由外层热缩材料、内层热熔胶组成的，在收缩过程中存在的导热问题要比单壁管更加复杂。内层热熔胶在常温下为固体状态，它的导热系数一般小于外层交联材料，这是因为胶层为了保持熔融流动性，所以交联度比较低，分子链的活动性更大一些，但是热量在其中的传递效率并不是很高。

　　在加热双壁热缩管的时候，热量要先穿过外层材料，然后再传递到内胶层中去，使得胶层发生熔融和流动的现象。外层材料具有较低的导热系数，可以降低热量传递的速度;而内胶层又形成了一道附加的热阻。因此，双壁热缩管的内胶层一般会在外层已经完成收缩之后才开始熔融，如果加热时间不够，则胶层不能够充分流动，从而不能填补住被包物体表面的小缝隙，密封效果就会大大降低。

　　还有技术资料表明，在双壁热缩管进行加热收缩的过程中，如果被包裹的对象是铜排等金属，则由于金属具有良好的导热性能，所以在加热收缩时会使得问题更加严重。热量由管材外壁传至内壁之后，马上就被金属基材吸收了，所以管材内壁的温度会迅速降低，在和金属接触的地方就会产生一种“贴冷现象”。对于氟橡胶双壁热缩管来说，外层氟橡胶的低导热系数已经使热量传递变慢了，而内壁又是用金属材料制成的，所以它会不断地吸收热量，从而使内胶层更容易发生熔化现象。因此，在铜排或者铝排上使用双壁氟橡胶热缩管进行收缩时，所需要的加热时间要比在塑料或者陶瓷基材上施加的时间要长得多。

　　四、PVDF热缩管的高收缩温度和导热要求之间的矛盾

　　PVDF热缩管是由聚偏氟乙烯组成的，它的导热系数和氟橡胶差不多，也是属于热的不良导体。但是PVDF热缩管所面临的难题要比氟橡胶更加严重：它在收缩时所需要的温度更高一些。PVDF热缩管的最低完全收缩温度一般为175℃左右，部分规格的最低起始收缩温度也都在155℃～170℃之间。这就要求把管材加热到远远高于氟橡胶的温度才能够使充分的分子链回缩。

　　高收缩温度和低导热率相加，使PVDF热缩管在收缩过程中对加热工具的要求更加严格。普通的热风枪可以达到这个温度范围，但是它的风量以及温度的稳定程度必须要很高才行，不然的话管材表面很容易出现局部过热的情况，但是内部还没有达到收缩温度。根据技术资料可知，在PVDF热缩管进行加热收缩的过程中，如果热量传递不均，那么表面就会出现颜色变化或者轻微碳化的情况，而内部仍然保持着没有收缩的膨胀状态。从热传导的角度看，PVDF分子链排列规整、结晶度高，在结晶区中热量传递主要是靠晶格振动来实现的，而这种传递效率要比无定形区所占比例较大的材料低一些。从而使得管壁内、外温差加大。

　　第五条 导热慢造成的收缩问题以及相应的解决办法

　　导热性差对于氟橡胶热缩管收缩质量的影响，在于几个典型的问题出现。最常见的是“收缩不全”，即管壁和被包裹物体之间存在空隙，在用手挤压的时候，管壁可以向内凹陷。第三是“收缩不均”，管材不同部位的收缩程度不一样，在某些地方会出现鼓包或者折皱的情况。第三种情况就是“端部翘边”，管材端部由于加热不充分而没有完全收缩并贴合在被包裹物体的表面上。

　　对于上述问题，可以从导热的角度来考虑一些操作上的对策。第一个就是增加加热的时间并且使热风枪一直移动。因为氟橡胶的导热性能较差，热量由外部传向内部要花费一段时间，在加热的时间不够的情况下就出现了收缩不全的问题。施工人员要克服“看到表面缩了就停下来”的陋习，在管材表面达到收缩温度之后继续进行扫吹操作，使热量有足够的时机渗透到内壁中去。

　　第二个就是用旋转加热的方法。使用热风枪对管材进行圆周方向上的匀速旋转扫吹，防止长时间停留在某一处，从而使得管材各个方向受到的热量比较均衡。对于导热速度较慢的氟橡胶管材，在进行旋转加热时所用的圈数要比普通的热缩管多一些。

　　第三个就是对于双壁热缩管，在安装之前要对被包裹的对象进行预加热。当金属基材已经预热至接近热熔胶的软化温度时，热量从管材传给基材之后，并不会马上就被“吸走”，内胶层有更多的机会达到熔融流动的状态。这种方法对于铜排、铝排等处用到的双壁氟橡胶热缩管效果最好。

　　六、线缆标识的导热问题和安装质量

　　线缆标识的收缩安装也受到了导热性能的影响，但是它的影响方式和大口径热缩管不同。线缆标识管一般壁厚较小，热量通过管壁的方式比较短，由于导热速度慢而产生的问题并不如厚壁管材那样明显。但是线缆标识的收缩质量也和管材内、外壁的温度均匀性有关。如果加热不均，标识管在某一边已经收缩到合适的位置了，在另一边还比较松散，这样就造成了标识字符的变形或者位置偏移。

　　对于要在低温环境下安装的线缆标识来说，导热能力差的问题将会更加严重。材料在低温下会变得坚硬，导热性可能会进一步减弱，使用热风枪给它加热所需要的时间也会更长一些。正确的方法是在常温下对标识管进行回温处理，使材料恢复到柔软的状态之后再进行套入和加热操作，这样就可以避免由于材料硬度大、脆性强而造成的安装损伤。另外也可以使热量在管道内壁上得到很好的分布。收缩完毕之后要对标识管表面进行检查，看其表面是否光滑、字符是否清楚。如果有局部区域收缩不全的情况出现，则说明在加热的过程中热量传递不均，需要补充加热。

　　因此，氟橡胶热缩管导热慢对收缩的影响，本质上就是热量传递速度和材料收缩要求之间的一种矛盾。氟橡胶热缩套管要在150℃～200℃之间进行加热收缩，但是由于它的导热系数约为0.2W/(m·K)，所以热量在管壁内侧的传导速度很慢。内外壁之间很容易产生明显的温差。花纹热缩管由于其花纹结构的存在，使得热传导路径变得不均匀，双壁热缩管的内胶层还起到额外的隔热作用。PVDF热缩管在高收缩温度、低导热效率方面存在更加明显的矛盾，线缆标识的收缩质量也取决于管壁温度分布是否均匀。在实际施工过程中，可以采取以下措施来解决导热慢的问题：延长加热时间、使热风枪保持均匀移动、给被包裹物体做预热处理。了解导热性能对于收缩过程的影响，可以防止在安装氟橡胶热缩管的时候由于加热不够造成的隐藏问题。

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