Особенности усадки и применения термоусаживаемых трубок из PTFE (Радиант 260Ф)

После приобретения термоусаживаемых трубок Радиант 260Ф некоторые наши покупатели сталкиваются с рядом технических трудностей при попыке усадить их на свои изделия. По этой причине к нам иногда поступают необоснованные претензии в отношении качества термоусаживаемых трубок Радиант 260Ф. На самом деле качество трубок из PTFE, поставляемых нами, находится на очень высоком уровне, а причины неудач кроются лишь в незнании некоторых особенностей такого специфичного продукта, как термоусаживаемая трубка, изготовленная из PTFE (Фторопласт-4, Тефлон).

Эта статья специально написана для того, чтобы помочь правильно и безопасно усадить такие трубки и получить информацию о специфических особенностях термоусадочных трубок из PTFE, учесть эти особенности при проведении проектных и монтажных работ.

Начнем с того, что трубки из политетрафторэтилена (PTFE) относятся к самым теплостойким термоусаживаемым изделиям, которые способны длительно выдерживать температуры вплоть до +260° С. При этом для их правильной и полной усадки требуется температура не менее +350°С (!!!), которая существенно выше температуры усадки обычных тонкостенных полиолефиновых трубок.

Отсюда появляется две проблемы. Проблема первая - как и чем нагреть трубку до температуры, достаточной для полной усадки. Проблема вторая - обеспечивая такой нагрев, не расплавить изделие, на которое планируется усаживать трубку из PTFE. Возникает парадоксальная ситуация, когда трубку Радиант 260Ф пытаются, к примеру, усадить на провод или кабель с изоляцией, расчитанной не более чем на +125°С! В результате такой попытки получаем или недоусаженную трубку или испорченную изоляцию кабеля, или "поплывший" разъём. Планируя использовать в конструкции прибора или механизма трубку PTFE, помните о высоких температурах, требующихся для её усадки!

Другой пример: усадка трубки Радиант 260Ф на металлическую или керамическую конструкцию, которая гарантированно способна выдержать высокую темературу. Инженеры и проектировщики, привыкшие работать с обычными тонкостенными трубками, часто не могут усадить трубки из PTFE, так как используют привычную им, низкую температуру нагрева, недостаточную для правильной усадки. Они по привычке используют для усадки электропечи, тепловые фены, газовые горелки и даже горячую воду и мини паяльные станции, но трубка из PTFE или вовсе не усаживается, или только сминается, сильно деформируясь. Некоторые даже резонно замечают, что устанавливали на нагревательных приборах РЕКОМЕНДУЕМУЮ температуру усадки, равную +350 градусам, но результат не был достигнут. В чём же дело?

А дело в том, что когда мы говорим о требуемой температуре усадки, равной 350 градусам Цельсия, мы подразумеваем, что весь объём материала трубки (или хотябы его значимая часть) должны быть равномерно по всему объёму прогреты до температуры НЕ МЕНЕЕ 350°С для того, чтобы материал достиг точки плавления и начался процесс полноценной усадки. Это важное требование!

На практике же получается другая картина. К примеру, даже если тепловой фен отрегулирован на +350 градусов, то это лишь температура горячего воздуха, выходящего из сопла. В момент, когда горячий воздух достигает поверхности трубки, его температура УЖЕ становится ниже, как за счёт рассеивания тепла в воздухе, так и за счёт контакта с более холодной поверхностью трубки. И просто огромный дополнительный отвод тепла (тепловая потеря) происходит через ту самую металлическую конструкцию, на которую мы усаживаем трубку (а, как известно, металл - отличный проводник тепла).

В результате, трубка прогревается неравномерно. Мало того, что температура её поверхности ниже требуемых 350 градусов, так еще появляется разница между температурой снаружи трубки и изнутри, в месте контакта с металлом. Из-за этого трубка деформируется, мнётся, комкается и даже рвётся, но не усаживается так, как положено, до заявленного диаметра! После чего монтажники винят её и поставщика во всех смертных грехах, а особенно в - низком качестве продукта!

Для того, чтобы трубки из политетрафторэтилена садились ровно и полностью, нужно учитывать теплопотери и компенсировать их. Важное значение при этом имеет не только сама температура теплового источника, но и его способность ДАТЬ нужное количество теплоты. Другими словами источник нагрева должен иметь соответствующую мощность, значение которой в различных случаях тоже будет различным. При усадке тонюсенькой трубочки мощность прибора может быть умеренной, а при усадке трубки большого диаметра на металлическую конструкцию - должна быть существенной!

Уже не один раз разъярённые клиенты приносили  к нам в офис смятые и деформированные, "испорченные" термоусаживаемые трубки из PTFE , с требованиями замены или компенсации брака (а стоят они очень недешево). И уже не раз уходили сконфуженными, когда даже, казалось бы, безвозвратно испорченная, смятая трубка из тефлона при правильном нагреве расправлялась и ПОЛНОСТЬЮ усаживалась перед их удивлённым взором.

Анекдотичный случай с трубками Радиант 260Ф произошел на одном из предприятий, когда инженеры пытались усадить их с помощью паяльной станции, выдававшей тоненькую струйку горячего воздуха при температуре +440°С. Возмущению инженеров не было предела, когда они доказывали, что даже при гораздо более высокой температуре трубка отказывается усаживаться. Но при этом они не понимали, что мощности паяльной станции в их случае в принципе недостаточно, чтобы добиться приемлемого результата, так как отвод тепла по металлической арматуре, на которую пытались усадить трубку, превосходил поток тепла, получаемый от самой паяльной станции.

Добавим от себя, что проводя эксперименты по усадке трубок Радиант 260Ф, в том числе при проведении выборочного контроля качества трубок из очередной поставки, мы используем тепловой фен мощностью 2000 Ватт, настроенный на максимальную температуру (около +600°С), что позволяет нам относительно спокойно и достаточно быстро усаживать образцы термоусадочных трубок из PTFE, регулируя температуру усадки с помощью расстояния до сопла "на глазок". При этом трубки усаживаются в свободном состоянии, без дополнительных факторов, влияющих на отток тепла от изделия.

Теперь резюмируем сказанное и дадим несколько дополнительных советов.

1. Если трубка мнётся и деформируется при усадке, не усаживается до заявленного диаметра, то причина этого в недостаточном нагреве. Признаком ДОСТАТОЧНОГО нагрева трубки служит изменение её цвета от прозрачного голубовато-дымчатого до кристально прозрачного в месте нагрева.

2. Перед усадкой трубок из PTFE на металлические поверхности требуется предварительно прогреть объект усадки.

3. Температура источника нагрева должна быть БОЛЕЕ +350°С, а реальный нагрев поверхности трубки нужно контролировать визуально, регулируя температуру нагрева изменением расстояния от источника до поверхности трубки.

4. Если трубка смялась и усадилась плохо, просто нагрейте её снова до нужной температуры - в большинстве случаев произойдёт расправление и окончательная усадка трубки.

5. Для того, чтобы поймать и почувствовать момент начала усадки, рекомендуем сначала потренироваться на маленьком кусочке трубки. Пограничное состояние между недостаточным и достаточным нагревом тефлона очень мало. Уменьшение темературы буквально на 2-5 градусов приводит материал в дымчато-голубое состояние и он перестаёт усаживаться.

6. При использовании ручных нагревательных инструментов их суммарная мощность должна быть не менее полутора-двух киловатт!

7. Крайне не рекомендуем использовать в качестве нагревателя открытое пламя. Это связано с опасностью отравления очень ядовитыми продуктами распада PTFE, при его нахождения в пламени. При этом заметим, что тефлон в огне не горит, но начинает в огне медленно разрушаться.

8. PTFE имеет необычную для пластиков особенность, которая больше присуща металлам: при нагревании он может сильно расширяться. Коэффициент линейного теплового расширения тефлона при температуре +250°С составляет около 40 х 10^-5 1/K., а при температуре +350°С - уже около 135 х 10^-5 1/K! Т.е. трубка, плотно усаженная на предмет, после нагревания может начать по нему достаточно свободно двигаться. И наоборот, усевшаяся трубка, после остывания еще более плотно будет прилегать к объекту. Учитывайте этот факт, планируя использовать трубку PTFE в качестве соединителя трубопроводов для горячих химреактивов.

9. Трубки из PTFE после усадки могут значительно, до +/- 20% изменять свою длину. Поэтому перед проведением монтажных работ рекомендуется провести пробную усадку, измерив коэффициент продольной усадки/удлинения трубки из конкретной партии. Кстати, при нагреве относительное продольное удлинение тефлона может составить 5-7%.

10. Серьёзным недостатком политетрафторэтилена является тот факт, что при нагреве он начинает разрушаться раньше, чем начинает плавиться. Плавление политетрафторэтилена происходит при температуре от +340°C, а разрушение начинается при нагреве от +260°C. Поэтому допускается лишь кратковременный нагрев PTFE до температур от +350°C для достижения полной усадки материала.

Помните, что трубки из тефлона - очень нестандартный термоусаживаемый материал с уникальным набором свойств, требующий своего нестандартного подхода. Не спешите обвинять поставщиков и производителей в некачественном товаре. Поведение трубок из PTFE существенно отличается от трубок из обычного полиолефина. Надеемся, что эта статья поможет Вам преодолеть трудности с усадкой трубок из PTFE, если таковые у Вас возникнут.

Данные советы относятся к трубкам из политертафторэтилена (Радиант 260Ф), но в какой-то мере будут справедливы и для других трубок из фторсодержащих материалов, таких как PVDF (Радиант 175Ф), FEP (Радиант 204Ф).