Термоусаживаемые материалы в электротехнике

Термоусаживаемые материалы нашли широкое применение во многих отраслях промышленности и в первую очередь в электротехнике, за счет достаточно высокого электрического сопротивления. Кроме электротехники применяются также в автомобилестроении, авиастроении, приборостроении, энергетике, и во многих других областях промышленности. Это новый перспективный и простой в применении материал, обладающий очень хорошими эксплуатационными свойствами. Прежде всего, это высокое электрическое сопротивление, стойкость к воздействию низких температур и агрессивных сред: кислот, щелочей и нефтепродуктов.

Наиболее известны и распространены термоусаживаемые трубки или как их называют термоусадки . Основным свойством трубок является способность сжиматься под воздействием высокой температуры. Причем сжатие происходит лишь в поперечном направлении (диаметр трубки уменьшается), а вот сколь-нибудь заметного увеличения длины не происходит. Такие свойства трубок получаются за счет использования материалов, прошедших специальную обработку.

Следует заметить, что кроме трубок из термоусаживаемых материалов выпускаются также кабельные муфты различных конструкций, термоусаживаемые перчатки ТУП, термоусаживаемые трубки с клеем, термоусаживаемые трубки НГ (негорючие), кабельные капы и многое другое.

Термоусаживаемые перчатки ТУП вовсе не предназначены для надевания на руки. Это элемент позволяющий производить герметизацию разветвления при разделке кабеля с бумажной маслопропитанной изоляцией. Внешний вид таких «перчаток» показан на рисунке 1.

Рисунок 1. Термоусаживаемые перчатки ТУП

Из чего изготавливаются термоусаживаемые материалы

Термоусаживаемые материалы изготавливаются из композиций на основе полиолефелинов, более известных под названием полиэтилен, прошедших специальную обработку радиационным облучением. Под воздействием облучения в полиолефелине некоторые атомы водорода отделяются, и в этих местах образуются поперечные связи. Под воздействием такой радиационной обработки изделие из полиолефелина приобретает новое физическое свойство – память формы.

Деталь из такого материала, например, кабельную муфту делают в размерах и форме, которую она должна приобрести после усадки. Затем подвергают заготовку радиоактивной обработке, нагревают, растягивают и оставляют остывать в растянутом состоянии. Режим охлаждения поддерживается такой, что в веществе снова восстанавливаются жесткие кристаллические связи.

При монтаже муфту устанавливают на место, и нагревают. В результате нагрева кристаллические связи расплавляются, а материал приобретает исходную форму, что получается благодаря уже упомянутому выше свойству,- «память формы». Таким образом, термоусаживаемая муфта установится на кабель. При этом, естественно, размеры кабеля и муфты должны соответствовать друг другу.

Рис. 2. Монтаж термоусаживаемой муфты

Несмотря на такое разнообразие форм и размеров, изделия из термоусаживаемых материалов часто называют просто термоусаживаемыми трубками или просто термоусадками. Собственно это так и есть: любая деталь из термоусадки имеет отверстие, в которое вставляется деталь, подлежащая обжиму. С какой стороны не подойди, — все равно получается трубка.

Кроме упомянутого выше полиолефелина (он же полиэтилен), в качестве материалов для производства термоусадки используются кремнийорганическая резина (силикон), фторопласт-4, поливинилхлорид, фторсодержащие эластомеры и др.

Где применяются термоусаживаемые трубки

Основная область применения термоусаживаемых трубок это электротехника. В энергетике это, прежде всего кабельные муфты, обеспечивающие не только электрическую изоляцию, но еще и механическую защиту, а также экранирование от электромагнитных полей (при использовании специальных материалов).

Термоусаживаемые трубки находят широкое применение при устройстве электропроводки, ремонте и восстановлении изоляции поврежденных проводов.

Выпускаются специальные манжеты для защиты от коррозии сварных соединений труб, а также для герметизации стыков.

Термоусаживаемые трубки материал настолько универсальный, что находят применение в различных областях промышленности, при этом нет никаких границ для фантазии разработчиков и технологов. Возможно применение трубок для маркировки жил кабелей. При этом на них методом термопечати или просто от руки специальными чернилами наносится маркировка.

Трубки применяются для обрезинивания роликов конвейеров, для покрытия ручек спортивного и хозяйственного инвентаря, для придания продукции товарного вида и различного цвета.

История изобретения термоусаживаемых трубок

Первые образцы термоусаживаемых трубок, были изобретены в США компанией Raychem Corporation в конце 50-х годов XX века. Именно тогда инженер – химик Пол Кук проводил эксперименты в области радиационной химии. Само название лаборатории состоит из двух английских слов Ray луч и Chemistry химия. В результате этих исследований появился на свет легкий электрический кабель для авиационной промышленности и технология производства термоусаживаемых трубок.

Благодаря этим технологиям компания Raychem Corporation стала пионером в разработке термоусаживаемых трубок, закрепила за собой приоритет. В настоящее время «там у них» производством термоусадочных трубок занимаются несколько компаний, из которых наиболее известны Sumitomo Electric Industries, 3M Corp., LG Woer, DSG-anusa, Alpha, Zeus и др.

Рис. 3. Термоусаживаемые трубки Sumitomo Electric Industries

В бывшем СССР термоусаживаемыми трубками начали заниматься лишь в 60-х годах. Сведений об этом практически не осталось, все исследования проводились в рамках оборонки, как всегда на высшем уровне секретности. Известно, что первые исследования проводились на базе Московского НИИ пластмасс, расположенного в Загорске (теперь Сергиев Посад).

Некоторые данные говорят о том, что первые опытные работы с использованием термоусаживаемых трубок в СССР проводились в 1977 году при монтаже линий связи. При этом широкой публике и даже многим специалистам термоусаживаемые трубки не были известны вовсе, поскольку производились для космической и военной промышленности.

Термоусаживаемые трубки в России стали появляться в середине 90-х годов благодаря стараниям вышеупомянутых зарубежных фирм. Именно тогда термоусаживаемая трубка стала небольшими партиями попадать и в Россию.

Со временем производство термоусаживаемых трубок было налажено и в России. Суммарный объем производства достаточно велик, но при этом самым привлекательным фактором этих трубок оказалась цена,- на уровне недорогих китайских компаний. Потребительские же свойства и внешний вид отечественных трубок пока оставляют желать лучшего.

Хотя, справедливости ради следует сказать, что в некоторых случаях удалось западных конкурентов догнать. Например, Подольский завод электромонтажных изделий освоил производство термоусаживаемых трубок для высоковольтной энергетики. Это как раз тот случай, где в первую очередь требуется надежность и прочность изделия, а презентабельный внешний вид стоит на втором месте.

Термоусаживаемые трубки марки ТУТ

Часто в различных описаниях можно встретить именно такое обозначение ТУТ. Это что, какая-то новая марка? Да нет, это просто аббревиатура такая: Термо Усаживаемые Трубки – (ТУТ). В данном случае это вовсе не конкретная марка какого-то изделия, а просто обозначение широкого класса изделий. Название ТУТ стало просто нарицательным, обозначающее именно Термоусаживаемые трубки и ничего более. Правда, есть еще обозначение ТУТ нг, что расшифровывается, как Термоусаживаемые трубки из негорючего материала.