氟橡胶热缩管|PVDF热缩管|双壁热缩管|标识管|线缆标识|花纹热缩管|氟橡胶热缩套管|氟橡胶管
关于线缆防护材料是否耐磨的问题,并非通过口号就可以决定的,在经过了不断的磨损之后才能看出其中的区别来。氟橡胶热缩套管在耐磨性上有着不错的口碑,但是“耐磨”这两个字到底有多重呢?实验室里做摩擦试验的方法是怎样的呢?经过多少次反复摩擦之后才把它磨穿了呢?和其他类型的热缩套管相比,它们之间有什么不同呢?本文将以一种接近实际情况的工作环境来模拟一次反复摩擦试验的过程,并以此为基础对氟橡胶热缩套管在长时间使用过程中所表现出的各种性能变化进行分析和解释,并在此基础上与花纹热缩管、双壁热缩管等进行比较研究。PVDF热缩管在摩擦力方面的表现如何呢?从数据的角度来解答一下,“耐磨不?”
一、在进行测试之前要做的工作是怎样的来模拟真实的磨损
耐磨性试验要接近实际情况来完成。线缆套管在实际工作状态下所受到的磨损方式有以下几种:
滑动摩擦。线束和固定的支架、护孔圈等部件随着设备在振动中所引起的反复微小移动,在长期使用过程中逐渐使管道变细。
往复拖拽。活动部位的线束随着机构的往复运动而移动,在套管和导向件之间不断发生磨擦作用,并且承受着磨损以及弯曲应力两种类型的负荷。
颗粒研磨。粉尘和砂粒进入到接触面上之后就起着磨料的作用来加快磨损过程。
一套具有代表性的工作量测应该包括上述的各种工作量测。本文按照行业的惯例来执行磨耗实验,并且设计了以下的测试思路:选取同一种规格但是不同材料的套管样本,在相同的直径下依次被压缩到线缆中去;按照规定的载荷把试样压到标准摩擦副上(可以是金属棱边或者砂纸等接触面),用固定的频率进行往复摩擦,并且每隔一段时间就停下来检查一下表面光洁度的变化情况、划痕的深浅程度以及壁厚减少的数量等等。直到磨穿或者达到所设的最大次数为止。
二、氟橡胶热缩套管的测试结果
开始的时候是轻度打磨。在摩擦刚开始的时候,氟橡胶套管表面上只出现了一种光泽的变化,就像经过了“抛光”一样,并没有看到明显的划痕或者材料损耗。因为有了很低的表面积所引起的低摩擦系数,在它的表面上,“滑过”而不会“啃入”。因此产生的磨屑数量极少。
中期阶段:浅表划痕,大小比较固定。经过几千上万个周期之后,在接触部位会出现一些浅表的小皱纹以及轻微的磨平现象,但是测量壁厚减少的程度仍然非常小,并且还没有达到防护功能的最低标准。尤其要指出的是高温组样品,在较高的温度条件下进行检测时,并未因为受到热量的影响而导致材料软化从而加快了磨损过程,其磨损曲线仍然保持平稳状态,这也是普通的橡胶所不能达到的效果。
后期阶段:慢慢磨薄、韧性兜底。经过长时间的磨擦之后,在接触面处会形成一层较薄的氟橡胶层,但是由于氟橡胶具有很高的断裂韧度,所以磨损的过程表现出来的是“渐进变薄”,而不会出现“突然撕裂”的情况。即使局部被磨薄了,但是整个材料仍然完好无损地包裹着,并不会因为是脆性的材料而突然出现裂缝。
油污组的意外之喜。当接触面上涂上润滑油来模拟油污工况的时候,大多数材料都会出现加速磨损的现象,但是氟橡胶由于其极高的润滑性,在受到油脂作用后并不会产生明显的磨损现象,因此它的磨损曲线和干摩擦组非常相似。“油里面也能耐磨损”这样的稳定性能,在发动机舱线束防护中是非常重要的一个方面。
从整体上看,在合理的负载和一般的摩擦副的情况下,氟橡胶热缩套管可以承受数以万计次数级别的往复摩擦而不会失去防护效果,其磨损速度远远小于普通的热缩管。
第三部分:耐磨性内在机制的研究
测试的结果和材料的机理互相验证。氟橡胶热缩管具有很好的耐磨性是因为四个方面的原因:第一,在交联弹性网络受到摩擦应力的时候会以弹性的形态来改变对外界的施加的压力从而减小了材料被刮擦剥落的风险;第二点是由于氟原子屏蔽层造成的较低摩擦系数和较低表面积能,在根源上减少了磨屑产生;第三种是采用厚壁的设计,在相同的磨损速度的情况下,穿透的时间会增加很多;第四点是高温不软化、耐油不劣化,在整个工作条件下磨损性能都比较稳定,并不会出现“环境一恶劣就加快报废”的断崖现象。
第四部分 同台竞争:其他的热缩管在摩擦力上的比较
普通的聚乙烯热收缩套,在使用过程中会出现表面变白、有细微裂纹的现象,在经过几千次之后,接触区域会变得比较光滑,并且在高温条件下由于材料软化而造成的磨损速度加快很多倍,油污组因为油脂溶解作用使得磨损加剧得更快一些;相比之下氟橡胶则要好得多。
双壁热缩管:磨损痕迹和普通的聚乙烯差不多,但是它有一个问题就是长期摩擦会使外面一层变薄,在这个过程中里面的热熔胶就会露出来,如果被磨穿了密封就说明已经失效了,属于“耐磨性一般并且磨损后的后果更加严重”类型的。
PVDF热缩管:表面硬度大,在刚开始使用的时候效果很好,但是由于它的耐磨性较差,所以在长时间使用之后会出现磨损现象,并且还会产生一些划痕和磨损痕迹;但是,在高温环境下机械性能会降低,高温组的磨损速度加快很明显,并且一旦磨损超过了它的韧性的临界点之后就会产生一块块脱落的现象。常温耐磨用PVDF,宽温度范围耐磨用氟橡胶得出的结果,在测试过程中再一次得到了证实。
花纹热缩管:表面有凸起的花纹先被磨平了,就相当于多了一层牺牲层,在一定程度上可以起到对内部分子结构的一种防护效果;经过纹路打磨之后,基材表面所留下的磨损痕迹和普通的聚乙烯材料相似。它的好处是手感场景下的耐蹭性,并不是工程级别的耐磨。
第五部分 由试验转为运用:耐磨材料的选择以及使用上的提示
按照磨损程度进行等级划分,并做好相应的防护工作。偶尔有微小的摩擦的地方用普通的管道就可以;长时间地在空间比较狭小且温度较高的环境中使用PVDF热缩管的话,它的性价比就会比较高一些;高温、油污和振动等多重因素造成的严重磨损区域中,氟橡胶热缩套管为最安全的选择。
消除磨料侵入。即使是再好的材料也会因为长时间被颗粒不断摩擦而损坏,所以在孔的位置上安装了保护孔圈来保证接触面干净,并且比单纯的堆积材料更加有效。
注意磨损所引起的可见的现象。对接触区表面进行定期检查,观察其光洁度和划痕情况,在发现明显的磨平或者壁厚减薄现象的时候就及时采取措施加以处理,并且要把这些磨损失效都消灭在了萌芽期。
动态部位组合防护。高频往复摩擦区域,在套管以外的地方配合使用波纹管或者螺旋护套来分担负载在高频往复运动中的作用,并且各自承担自己的任务。
六、结语
经过多次摩擦试验得出的结果是明确的:氟橡胶热缩套管具有很好的耐磨损性能,在各种环境条件中都能保持稳定,“全程耐磨”。上万个周期的往复摩擦仍然能够坚守住防护底线。磨损的过程是平稳可控制的,并不会突然出现裂缝。这份成绩单的背后,是由弹性网络、低摩擦表面、足厚管壁和全工况稳定性的共同书写而成的成绩单。根据各个品类的测试结果来进行防护,在常温下轻度擦伤可以使用普通的管材;在常温和重力作用下需要使用的材料为聚偏氟乙烯热收缩套;对于密封环境,则应该选用双壁热收缩套;而在手感要求较高的场合,则应选择带有图案的热收缩套。而对于高温、油腻环境下所面临的严峻摩擦情况,则需要用到的是具有耐高温和抗油脂性能的热收缩套。可以放心地把氟橡胶热缩套管给它了。用测试的数据来决定选择什么样的材料,这样线缆防护才不会出现心存疑虑、长久不变的情况。