氟橡胶热缩套管在湿热环境，能撑多久

　　能够坚持多长时间”的问题，在潮湿炎热的环境中很难用一个年限来回答，因为一根管道在不同的层次上所表现出来的“支撑”并不是同时发生的。氟橡胶热缩套管的基材本身可能就是整条链路上最耐用的部分，但是热熔胶在吸湿之后，在界面处形成一层水膜，并且随着温度的变化而不断变化;另外，标识层上的油墨也会因为各种原因而逐渐脱落。当外壁看上去仍然完好无损的时候，密封可能就已经失效了，字符也可能会变得模糊不清，绝缘裕度也会被界面中的水分所消耗一部分。因此要讨论“撑多久”，首先应该问的是：你希望它能撑住什么呢?是管壁不破裂、界面不出水、字符不脱落吗?

　　一、基材的“撑住”是有数据的，但是这些数据所处的环境要比现场要干净一些

　　仅仅询问氟橡胶本体的耐湿热性能的话，实验室提供的数据是具有参考意义的。FKM在80℃、80%RH条件下的尺寸收缩率为0.85%±0.05%，压缩永久变形为10.1%±0.7%，拉伸强度保持率达到86%以上。另外一组数据也表明了更长时间的暴露时间：在85℃、85%RH条件下经过2000个小时之后，氟橡胶热缩套管的拉伸保持率仍然保持在80%左右，但是回弹的速度却已经明显变慢。经过90℃空气中的加速老化120天后，压缩回弹以及物理力学性能保持率都大于80%，根据此推测出的贮存寿命可以达到20年的量级。

　　从这些数据可以看出，氟橡胶主链上的C-F键以及较强的疏水性给它在潮湿高温环境下“结构不溃”奠定了基础。但是实验室条件和现场之间有两个重要的差距。第一，加速老化中水的状态是均匀、可控制的，但是现场的水可能会带有盐分、灰尘或者化学残留物，在界面上形成局部浓缩的电解质环境。第二、拉伸强度保持率是属于本体力学，并不是直接等同于界面密封或者电气绝缘的保持。基材“撑住”了，并不代表整根管道也“撑住了”。

　　二、氟橡胶热缩套管：最先被拉伸的部分并不是材料本身，而是其表面

　　氟橡胶热缩套管在潮湿高温环境下发生破坏的情况并不多见，一般不会表现为整个管壁都爆裂开来。比较常见的方式就是界面先于功能出现。温度循环会产生一种“呼吸效应”，即当温度升高时，在管内的气体就会被压缩而向外界排出一部分热量;当温度降低的时候，则会出现负压现象，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再排出去了。同时，在潮湿炎热的环境下，氟橡胶材料的降解机理主要为分子交联、水解等过程，其中温度起着决定性的作用，而湿度则起到一定的促进作用。水解反应所攻击的不仅仅是主体本身，还包括了交联点，在交联密度降低之后就会减弱材料在界面处保持紧密粘连的能力。

　　因此，在潮湿高温环境下，一根氟橡胶热缩套管能够被撑开的时间长短，主要由安装过程中两端以及界面处密封的质量来决定。实验室中的2000小时拉伸保持80%的样品，在安装的时候两端就已经存在没有收严的缝隙，那么在现场由于水汽的作用，在远短于2000小时的时间尺度上就会沿着界面推进。使局部的绝缘电阻降低。管壁的耐久性是一个问题，而界面把水挡在外面的时间长短又是一个问题，后者的通常会比前者更早地发出失效信号。

　　三、花纹热缩管：纹理就是积水的地方，不是排水的地方

　　花纹热缩管的湿热问题，并不是因为基材的耐水解等级不同造成的，而是由于纹路几何形状改变之后，使得水与管壁之间的接触方式发生了变化。光面管表面的凝露是可以擦拭掉的，但是纹理的凹陷处容易留下露珠，沟槽本身就成为了积水的第一选择。如果有水中有盐分或者导电残留物的话，在晾干之后这些物质还会留在沟底，下次出现凝露的时候又会把这些物质溶解掉，从而形成一条低电阻的表面路径。

　　花纹层如果有油墨的话，在潮湿和高温之下又增加了一条进攻路线。油墨层比基材更易吸收水分，在吸收了水分之后会膨胀，有可能会在花纹的边缘处出现起泡或者翘边的情况;反复的吸湿-干燥过程会使油墨和基材之间附着力逐渐减弱。这就意味着花纹热缩管在潮湿高温下能够保持多久，不能仅仅看管壁是否有裂缝，还要看纹路是否依然清晰、油墨是否依然牢固。一根管壁完好无损的花纹管，在信息的功能以及表面绝缘这两个方面都已提前退让。

　　四、双壁热缩管：胶层的吸湿是不可逆的倒计时

　　双壁热缩管在潮湿高温环境下使用寿命很短，基本上都是内层用的是热熔胶。热熔胶的标称吸水率可以很低，但是“低吸水率”的意思是平衡吸湿量，并不是吸湿动力学屏障。潮气会在储存、使用的过程中慢慢渗透到胶层里面去，一旦被吸收了之后就很难再通过常温晾晒恢复到干燥的状态了。加热收缩的时候，胶层中的残留水分子会在熔化的温度下蒸发，在胶层内以及表面形成气泡，冷却之后就会留下空洞，密封的状态被破坏了。

　　更加隐秘的是冷热循环对于胶层不断的侵蚀。高温时胶层会变得柔软，在低温的时候又会变硬，粘接力随着反复的软硬变化而逐渐减弱。因此双壁热缩管的湿热寿命并不是一条由“完好”到“失效”的直线，而是一条在早期看不出明显的差别，在中期之后开始迅速下降的曲线。判断它还可以不能继续使用，不能依靠外壁的外表来决定，在进行定期检查的时候要注意端部胶层是否有变白的现象或者有无微小的鼓包，如果发现这些问题的话就需要剪一段出来再试着加热一下看看胶层能不能正常融化润湿。如果胶层失去了流动性，即使外表没有损坏，在密封的意义上这根管道也已经过期了。

　　五、PVDF热缩管：使用寿命降低会有一定的曲线形态，并非是一条直线

　　PVDF热缩管在潮湿和高温环境下的表现，可以给出一个更加清晰的使用寿命降低的趋势。水汽渗透率在含氟聚合物中属于中等偏低水平，在短时间内高湿度环境下不会出现明显的物理化学变化，但是长期处在高温高湿环境中时，水分就会渗透到非晶区，并且和残留的助剂发生反应，从而导致水解和氧化同时进行。在85℃、85%RH加速条件下的情况下，在1000小时之后的拉伸保持率为大约85%，而到了2000小时之后，则有可能降到70%左右;以50%的保持率为终点，在温带湿热环境下所对应的生命长度大概为8到12年的量级。

　　该数值所包含的限制条件要说明清楚：它是根据材料在加速试验之外推演出来的结果，并非是在现场得到的保证值。安装过程中局部过火留下的隐性缺陷、端部密封的施工质量等都会使实际拐点提前两年至三年。PVDF热缩管的“撑多久”就必须要把材料本身的老化曲线以及安装过程中带来的问题都放到同一条时间线上来比较。使用高质量的接头，可以达到材料曲线所表示的最大值;一个端部已经微微翘起或者局部被烧焦的接头，它的实际使用寿命要比材料本身的耐久性要短得多。

　　六、线缆标识及标识管：结构寿命和信息寿命分别进行计算

　　线缆标识、标识管在潮湿高温环境下所面临的双重问题就是：管壁结构完整性的信息完整性，在不同速度下逐渐丧失。标识管的主要作用就是使字符在寿命周期内能够被识别出来，而湿热则会同时对基材和标识层造成损害。在基材的一侧，由于吸湿或者界面水汽的存在，使得管壁局部膨胀或者起泡，从而改变了字符区域的平滑程度;在标识层的一侧，由于油墨吸水之后可能会发生膨胀或者边缘扩散的现象，从而使得字符之间的对比度以及锐利程度降低。

　　军标体系对于标识的颜色、强度等都有明确规定，在标识管的耐擦、耐磨和耐溶剂性能方面要经过加热收缩前后的检验以及在腐蚀性介质中暴露之后仍能保持可识别性的测试。但是“经过某项标准的耐擦试验”，以及“在一定的潮湿高温环境下支撑数年之久”，两者之间还存在着温度、湿度、污染物以及安装质量等因素共同作用的结果。线缆标识的湿热寿命应该用字符能否被识别为第一个判断依据，并不是说只要管壁没有开裂就可以作为唯一的标准。一根管子表面完好无损，但是上面的文字已经变得模糊不清，在可追溯性的角度来说已经失效了;另外，字符清楚但是管壁出现了轻微起泡的情况的标识管，它的绝缘性能还是否可靠就需要单独进行验证了。

　　七、把“撑多久”的意思用两条线表示出来：结构还存在，功能也还在

　　把所有的线索都集中起来，氟橡胶热缩套管在潮湿高温环境下长期使用的情况下，它的耐久性可以从两个方面去考虑。第一种情况就是结构线，在80℃、80%RH的条件下，拉伸强度保持率为86%，2000小时85℃/85%RH之后约为80%。结构已经全部崩溃，并不是短时间内就会发生的事情。第二条线就是功能线：界面密封性好、胶层流动性强、纹理清晰度高以及字符附着力大，但是它们都会按照比基材更快的速度衰减。双壁热缩管的胶层吸湿、花纹热缩管的沟槽积水与油墨膨胀、PVDF热缩管的界面失效和安装缺陷放大、标识管的信息层退化，都属于功能线上提前消耗的现象。

　　所以“能撑多久”这个问题的答案并不是一个固定的年限，而是一组需要分别核实的观察项目：管壁是否依然柔软有弹性、端部胶层是否仍然连贯、沟槽和字符区是否仍然清晰。界面绝缘是否还在可以接受的范围之内。在温带湿热、安装规范、定期检查的情况下，氟橡胶基材的结构寿命可以用每年或者十年的数量级来进行讨论;但是整个管道作为一个密封件或者标志件的有效使用期限，一般是由最先出现故障的功能线上的那一处决定的。把结构寿命当成整管寿命来依靠，在湿热环境里最容易多算出这部分时间。

TAG标签： 氟橡胶热缩管 氟橡胶热缩套管 氟橡胶管