Lämpö kutistuvat materiaalit sähkötekniikassa

Lämpö kutistuvia materiaaleja käytetään laajalti monilla teollisuudenaloilla ja pääasiassa sähkötekniikassa riittävän korkean sähkövastuksen takia. Sähkötekniikan lisäksi niitä käytetään myös autoteollisuudessa, lentokoneiden valmistuksessa, instrumentinvalmistuksessa, energiassa ja monilla muilla aloilla. Tämä on uusi lupaava ja helppokäyttöinen materiaali, jolla on erittäin hyvät suorituskykyominaisuudet. Ensinnäkin se on korkea sähkövastus, vastustus matalille lämpötiloille ja aggressiivisille ympäristöille: hapot, emäkset ja öljytuotteet.

Kuuluisin ja yleisin lämpö kutistuvat letkut tai kuten niitä kutsutaan kutistuu. Putkien tärkein ominaisuus on kyky puristaa korkean lämpötilan vaikutuksesta. Lisäksi puristus tapahtuu vain poikittaissuunnassa (putken halkaisija pienenee), mutta pituudessa ei ole havaittavissa huomattavaa lisäystä. Tällaiset putkien ominaisuudet saadaan käyttämällä materiaaleja, jotka on läpikäytetty erityisellä käsittelyllä.

On huomattava, että putkien lisäksi erityyppisiä kaapeliholkkeja, lämpö kutistuvia TUP-käsineitä, lämpöä kutistuvia liimalla varustettuja putkia, lämpö kutistuvia NG-putkia (palamattomia), kaapelikengät ja paljon muuta valmistetaan myös lämpö kutistuvista materiaaleista.

Lämpökutistuvia TUP-käsineitä ei ole tarkoitettu käytettäväksi ollenkaan. Tämä on elementti, joka mahdollistaa haarautumisen tiivistämisen leikkaamalla kaapelia öljyllä kyllästetyllä paperieristeellä. Tällaisten ”käsineiden” ulkonäkö on esitetty kuvassa 1.

Kuva 1. Lämpökutistuvat TUP-käsineet

Mistä valmistetaan lämpö kutistuvia materiaaleja?

Lämpökutistuvat materiaalit valmistetaan koostumuksista, jotka perustuvat polyolefeliiniin, tunnetaan paremmin nimellä polyeteeni, ja jotka on läpikäytty erityisellä säteilyaltistuksella. Polyolefeliinin säteilytyksen vaikutuksesta erottuu joitain vetyatomeja, ja näissä paikoissa muodostuu silloituksia. Tällaisen säteilykäsittelyn vaikutuksesta polyolefeliinista valmistettu tuote saa uuden fysikaalisen ominaisuuden - muodomuistin.

Osa tällaisesta materiaalista, esimerkiksi kaapelirasia, on valmistettu kooltaan ja muodolta, jonka sen täytyy hankkia kutistumisen jälkeen. Sitten työkappale käsitellään radioaktiivisella käsittelyllä, kuumennetaan, venytetään ja jätetään jäähtymään venytetyssä tilassa. Jäähdytystapaa ylläpidetään siten, että kovat kiteiset sidokset palautuvat jälleen aineeseen.

Asennettaessa kytkin on asennettu paikoilleen ja lämmitetty. Kuumennuksen seurauksena kiteiset sidokset sulavat ja materiaali saa alkuperäisen muodon, joka saadaan jo mainitun ominaisuuden johdosta - ”muodomuisti”. Siten lämpö kutistuva holkki on asennettu kaapeliin. Tässä tapauksessa kaapelin ja kytkimen mittojen on tietysti vastattava toisiaan.

Kuva 2. Lämpö kutistuvan holkin asennus

Tällaisista muodoista ja kokoista huolimatta lämpö kutistuvista materiaaleista valmistettuja tuotteita kutsutaan usein yksinkertaisesti lämpö kutistuviksi putkiksi tai yksinkertaisesti lämpö kutistuviksi. Itse asiassa tämä on tilanne: missä tahansa lämmön kutistuessa olevassa osassa on aukko, johon puristettava osa työnnetään. Kumpi puoli ei nouse ylös - saat silti puhelimen.

Edellä mainitun polyolefeliinin (alias polyeteeni) lisäksi materiaaleina lämmön kutistumisen tuottamiseksi käytetään silikonikumia (silikoni), fluoroplast-4, polyvinyylikloridia, fluoria sisältäviä elastomeerejä ja muita.

Missä käytetään kutisteputkia?

Lämpö kutistuvien putkien pääsovellusalue on sähkötekniikka.Energiasektorilla nämä ovat ensinnäkin kaapeliliitoksia, jotka tarjoavat paitsi sähköeristyksen myös mekaanisen suojauksen kuin myös suojan sähkömagneettisilta kentiltä (kun käytetään erikoismateriaaleja).

Lämpö kutistuvia putkia käytetään laajasti sähköjohtojen asennuksessa, vaurioituneiden johtojen eristyksen korjauksessa ja kunnostamisessa.

Valmistetaan erityisiä hihansuita hitsattujen putkiliitosten korroosiosuojaan sekä liitosten tiivistämiseen.

Lämpökutistuvat putket ovat niin monipuolisia, että niitä voidaan käyttää useilla teollisuuden aloilla, kun taas kehittäjien ja teknikkojen mielikuvitukselle ei ole rajoja. Ehkä putkien käyttö kaapelisydämien merkitsemiseksi. Samanaikaisesti ne on merkitty lämpöpainatuksella tai vain käsin erityisillä musteilla.

Putkia käytetään kuljettimien rullaamiseen, urheilu- ja kotitalousvälineiden kahvojen peittämiseen, tuotteiden esittelyyn ja eri värin tuottamiseen.

Lämpö kutistuvien putkien keksintöjen historia

Raychem Corporation keksi ensimmäiset lämpö kutistuvien putkien näytteet Yhdysvalloissa XX vuosisadan 50-luvun lopulla. Silloin kemian insinööri Paul Cook teki kokeita säteilykemian alalla. Itse laboratorion nimi koostuu kahdesta englanninkielisestä sanasta Ray Ray ja Chemistry Chemistry. Näiden tutkimusten tuloksena syntyi kevyt sähkökaapeli ilmailuteollisuudelle ja lämpö kutistuvien putkien valmistustekniikka.

Näiden tekniikoiden ansiosta Raychem Corporation -yrityksestä tuli edelläkävijä lämpö kutistuvien putkien kehittämisessä, ja se sai etusijalle. Tällä hetkellä useita kutistuvien putkien tuotantoa harjoittaa yrityksiä, joista tunnetuimpia ovat Sumitomo Electric Industries, 3M Corp., LG Woer, DSG-anusa, Alpha, Zeus jne.

Kuva 3. Lämpökutistuvat letkut Sumitomo Electric Industries

Entisessä Neuvostoliitossa lämpö kutistuvia putkia alettiin harjoittaa vasta 60-luvulla. Tästä ei käytännössä ole tietoa; kaikki tutkimukset tehtiin puolustusteollisuuden puitteissa, kuten aina korkeimmalla salaisuustasolla. Tiedetään, että ensimmäiset tutkimukset tehtiin Moskovan muovitutkimusinstituutin (Zagorsk) (nykyinen Sergiev Posad) perusteella.

Jotkut tiedot osoittavat, että ensimmäinen kokeellinen työ, joka käytti lämpö kutistuvia putkia Neuvostoliitossa, tehtiin vuonna 1977 tietoliikennelinjojen asennuksen yhteydessä. Samanaikaisesti lämpö kutistuvia putkia ei tiedetty ollenkaan suurelle yleisölle eikä edes monille asiantuntijoille, koska ne tehtiin avaruus- ja sotilasteollisuudelle.

Lämpö kutistuvat putket Venäjällä alkoivat näkyä 90-luvun puolivälissä edellä mainittujen ulkomaisten yritysten ponnistelujen vuoksi. Silloin lämpö kutistuva putki alkoi päästä Venäjälle pieninä erinä.

Ajan myötä Venäjällä perustettiin lämpö kutistuvien putkien tuotanto. Kokonaistuotantomäärä on melko suuri, mutta samalla hinta osoittautui näiden putkien houkuttelevimmaksi tekijäksi - halpojen kiinalaisten yritysten tasolla. Kuluttajaominaisuudet ja kotimaisten putkien ulkonäkö toistaiseksi jättävät paljon toivomisen varaa.

Vaikka rehellisesti sanottuna on sanottava, että joissakin tapauksissa oli mahdollista saada kiinni länsimaisista kilpailijoista. Esimerkiksi Podolskin sähkötuotteiden tehdas hallitsi lämpö kutistuvien putkien tuotannon korkeajännitteelle. Näin on vain silloin, kun ensinnäkin vaaditaan tuotteen luotettavuutta ja kestävyyttä ja toisaalta edustava ulkonäkö.

TTY lämpö kutistuvat putket

Usein erilaisissa kuvauksissa löydät juuri tällaisen nimityksen täältä. Onko tämä jonkinlainen uusi tuotemerkki? Ei, se on vain tällainen lyhenne: Thermo Shrink Tubes - (TÄTÄ). Tässä tapauksessa kyse ei ole ollenkaan tuotteen erityisestä merkistä, vaan yksinkertaisesti nimityksestä laajalle tuoteryhmälle. Nimi TÄTÄ on tullut yksinkertaisesti kotitalousnimeksi, mikä tarkoittaa lämpö kutistuvia putkia eikä mitään muuta.Totta, siellä on myös nimitys HERE ng, joka tarkoittaa lämpö kutistuvia putkia palamattomasta materiaalista.

Boris Aladyshkin