Черные стяжки: Полное руководство по устойчивости к УФ-излучению, размерам, прочности и стоимости

Черные стяжки - это самый распространенный цвет, используемый потому что черные стяжки можно найти повсюду. Эта тенденция наблюдается в таких местах, как ближайшие магазины, на служебных автомобилях электриков или даже на зданиях с солнечными панелями. Объяснение, почему черный является предпочтительным цветом, не имеет ничего общего с его привлекательностью. Черный - лучший цвет для нейлоновых стяжек, потому что большинство установок происходит на улице и в присутствии окон. Цель этой статьи - ознакомить читателя с особенностями черных нейлоновых стяжек и белых нейлоновых стяжек, их производственным процессом, разнообразием размеров, максимальными нагрузками и ценами, а также названиями производителей нейлоновых стяжек.

На самом базовом уровне все черные нейлоновые стяжки состоят из нейлона 6/6 (PA66) и пигмента черного углерода, который составляет почти 2% от его общего веса. Черный углерод полезен, так как он защищает черный нейлон от воздействия УФ-лучей благодаря своей способности поглощать УФ-излучение. Обычные нейлоновые стяжки имеют срок службы около 3-24 месяцев, исключая любое воздействие УФ-лучей. Обычная черная нейлоновая стяжка с UL стабилизатором может прослужить более 5-10 лет при воздействии солнечного света. Ширина кабелей, используемых для черных и белых стяжек, обычно составляет от 2,5 мм до 12 мм. Прочность стяжек может варьироваться от 18 фунтов до 250 фунтов, но некоторые типы стяжек имеют даже большую прочность. Температурный диапазон стяжек составляет от -40 C до 85 C, что делает их идеальными для любых погодных условий. Цены на черные стяжки составляют $5 за 100 стяжек до $25 за более чем 100 стяжек в зависимости от их характеристик.

Почему черный стал стандартным цветом

В отличие от декора, цвет в стяжках работает как функциональный сигнал, подобно использованию цветов в проводах.

Общая идея этой системы цветового кодирования работает следующим образом: черный обозначает научные и инженерные работы, такие как работа на открытом воздухе с УФ-излучением и промышленные применения, белый указывает на обычные внутренние применения, красный, синий, зеленый и желтый используются для кодирования и идентификации в жгуте проводов и панелях, а прозрачный или белый используется там, где видимость стяжки не требуется. В некоторых отраслях введены определенные нормы, такие как Национальный электрический кодекс в США, который устанавливает использование определенных цветов для ответвительных цепей и проводников. Поэтому предположение о том, что если существует цветовой код для трубопровода, он должен следовать тем же правилам, абсолютно неверно.

Черный цвет стал стандартом для улицы в основном по практическим причинам. Использование стяжек в основном ограничено приложениями, где полезность определяется устойчивостью используемой стяжки, особенно из-за наличия солнечного света, который приводит к разрушению натурального нейлона из-за изменений в его составе.

В этом материале представлен полный разбор того, что каждый цвет обычно сигнализирует о том, что означают различные цвета стяжек на практике., включая те, которые существуют исключительно для идентификации, а не для производительности. На данный момент краткая версия заключается в том, что черный цвет — это единственный распространенный цвет, который как подходит для использования на улице, так и остается доступным по товарным ценам.

Угольный черный: почему черные стяжки устойчивы к УФ

Механизм объясняет, почему черный цвет не обязательно является тем же, что и устойчивость к УФ.

Ультрафиолетовый свет имеет достаточно энергии, чтобы разрушать углерод-углеродные связи в полимере. В случае нейлона это вызывает целую серию событий: полимерные цепи разрываются, теряя свою прочность на растяжение, становятся хрупкими и не выдерживают нагрузки, которые раньше легко поддерживали. Этот процесс ускоряется солнечным светом, теплом, влагой и кислородом.

Угольный черный привлекает ультрафиолетовые лучи и радикалы. Он улавливает УФ-излучение, тем самым преобразуя его в тепло, а не позволяя ему инициировать разрушительные процессы, такие как фотохимические реакции. Угольный черный также улавливает свободные радикалы, которые в противном случае были бы ответственны за продолжение процесса деградации. Он также обладает важным свойством быть непрозрачным, таким образом, он защищает материал не только на поверхности, но и под ней.

Однако существует проблема дозировки и дисперсии. Правильно модифицированная черная стяжка содержит примерно 2% угольного черного в весе, широко распределенного по всему полимеру. С другой стороны, черная стяжка, которая черная из-за присутствия какого-либо красителя, не будет защищена вообще. Это главная ловушка, с которой сталкиваются покупатели, видя два похожих продукта на полке, но которые отличаются в пять раз по сроку службы.

Тип стяжки	Типичный срок службы на улице	Что происходит
Натуральный / белый нейлон (PA66)	Месяцы до примерно 2 лет	Нет УФ-стабилизации; поверхностное обесцвечивание, затем хрупкость
Цветной нейлон (красный, синий, зеленый, желтый)	Похоже на натуральный, иногда немного лучше	Пигмент может предлагать ограниченную защиту; обычно не УФ-градации
Черный нейлон, УФ-стабилизированный (PA66 + угольный черный)	5–10 лет	Угольный черный поглощает УФ; стандартный выбор для улицы
Угольный черный PA66, формулы для погодных условий	10+ лет в тестах на ускоренное старение	Более высокая упаковка стабилизаторов, более строгий контроль дисперсии
Специальные сорта, устойчивые к погодным условиям (например, PA66W)	До примерно 20 лет	Премиальная полимерная и добавочная система; более высокая цена
Нержавеющие или покрытые нержавеющей сталью стяжки	Десятилетия	Нет полимера для деградации; используется для экстремального воздействия

При запросе на установку на улице вопрос, который следует задать, не “черный ли он?”, а “какая у него УФ-градация и выдерживает ли он испытания?” Это просто потому, что разница в сроке службы между декорированным и правильно обработанным продуктом составляет срок службы установки кабеля два года против десяти лет. В этой статье есть больше деталей о том, как на самом деле специфицируется и тестируется устойчивость к УФ являются ли стяжки устойчивыми к УФ и как это определить.

Из чего сделаны черные стяжки

Почти все черные стяжки, используемые в настоящее время, изготовлены из нейлона 6/6, сокращенно PA66 или полиамид 66. Этот материал является основой для индустрии стяжек. Его можно формовать с помощью гибкого зацепа, он очень прочный и жесткий, хорошо выдерживает тепло и не поддается значительной деформации под нагрузкой.

Вот что следует учитывать при сравнении технических документов.

• Прочность на разрыв. Колеблется от 18 фунтов для маленьких стяжек 2,5 мм до 250 фунтов для стяжек повышенной прочности 12 мм. Нержавеющая сталь будет значительно прочнее.
• Температурный диапазон. От −40°C до +85°C для обычного PA66. Некоторые сорта могут выдерживать температуры до +105°C; однако при температурах ниже −40°C нейлон становится хрупким и требует осторожности при установке.
• Горючесть. Обычные нейлоновые стяжки можно классифицировать как UL 94 V-2. Что касается плоскостей и систем обработки воздуха, существуют специальные правила, которые требуют классификации UL 94 V-0 или отдельной классификации для плоскостей.
• Впитывание влаги. Нейлон впитывает до 2.5% воды в химическом состоянии, что позволяет увеличить гибкость и размер продукта в условиях повышенной влажности. Это свойство вполне нормально и не вредит стяжке.
• Химическая стойкость. Хорошо против влаги и масел, и, наоборот, плохо против агрессивных кислот и фенола. Щелочные среды отравляют нейлоновый материал.
• Устойчивость к УФ-излучению. Черный углерод используется в производстве нейлоновых стяжек, предназначенных для использования на улице.
• Соответствующие стандарты. UL 62275 является стандартом для стяжек типа UML, а также IEC 62275 и CSA C22.2 No. 62275.

Конечно, существуют и другие материалы, которые могут заменить нейлон в некоторых ситуациях. Например, полипропилен имеет склонность использоваться в недорогих продуктах, которым нужна химическая стойкость; ETFE и PVDF используются для высоких температур и жестких химических условий; PEEK может выдерживать тяжелые условия; в то время как стальные кабели используются там, где ничего не может выжить. Однако для 90% наружных и строительных приложений черный углерод является ответом на все вопросы.

Размеры и то, что они на самом деле удерживают

Размеры стяжек учитывают два измерения: ширину и длину — оба измерения важны, но по разным причинам. Ширина напрямую связана с прочностью. Длина определяет окружности.

Большинство стран выражают ширину в миллиметрах, в то время как североамериканцы используют дюймы.

Номинальная ширина	Приблизительный эквивалент в дюймах	Типичная прочность на разрыв	Общее использование
5 мм	10 дюйма (мини)	~18–22 фунтов (8–10 кг)	Легкая упаковка кабелей, проводка панелей, внутри помещений
6 мм	14 дюйма	~40–50 фунтов (18–22 кг)	Универсальное применение, самый распространенный размер
8 мм	19 дюйма (стандартный)	~50–75 фунтов (22–34 кг)	Электромонтажные работы, трубопроводы, общее использование на улице
6 mm	30 дюйма (для тяжелых условий)	~120 фунтов (55 кг)	Тяжелые кабели, HVAC, сельское хозяйство, конструктивные легкие нагрузки
0 мм	35 дюйма	~175 фунтов (80 кг)	Тяжелая промышленность, крупные трубопроводы, ограждения
0 мм	47 дюйма (экстра тяжелые условия)	~250 фунтов (113 кг)	Структурные, горнодобывающие, морские, экстремальные условия
13–16 мм	51–0.63 дюйма	~350–480 фунтов (160–220 кг)	Специальные и нержавеющие форматы

Измерения обычно выражаются в миллиметрах или дюймах и варьируются от примерно 80 мм до более 1200 мм, но практический диапазон составляет от 100 мм до 500 мм. Типичные измерения в Северной Америке: 4 дюйма (100 мм), 6 дюймов (150 мм), 8 дюймов (200 мм), 11 дюймов (280 мм), 14 дюймов (360 мм), 18 дюймов (460 мм) и 24 дюйма (610 мм).

Люди ошибаются в этой области, когда просто покупают по длине. Зажим длиной 300 мм с шириной 2.5 мм может обернуться вокруг того же пучка, что и зажим длиной 300 мм с шириной 7.6 мм, но он будет иметь немного менее одной десятой своей удерживающей способности и быстро станет слабым звеном в цепи. Если пучок тяжелый, следует искать большую ширину перед увеличением длины. В этом руководстве есть более подробное описание того, как сопоставить два размера с работой в размерах кабельных стяжек и как выбрать правильные размеры.

Насколько сильна черная стяжка на самом деле?

Прочность на разрыв определяется в лаборатории и обычно может рассматриваться как результат, полученный при испытании нового зажима в любых условиях, а именно, идеально прямом зажиме при температуре 20 градусов с определенной петлей. На практике, однако, испытания, вероятно, будут проводиться в различных условиях.

Прочность петли кабельной стяжки не зависит от ее ремня, а скорее от механизма зажима (зубец и первые несколько зубьев). Другими словами, натяжение петли указывается отдельно от прочности на разрыв ремня. Поэтому зажим чаще ломается в головной части, чем в средней части.

На прочность также влияют экологические факторы. К таким факторам относится тепло, так как тепло снижает прочность, а нейлон теряет значительную часть своей прочности на разрыв по мере приближения к пределу температуры. Зажим подвергается ползучести на протяжении месяцев и лет, удерживая постоянное статическое напряжение. Более того, острые края петли прорезают ремень. Солнечное и ультрафиолетовое воздействие также влияют на прочность, так как зажим на 120 фунтов может удерживать только 60 фунтов после 5 лет воздействия солнца.

Поэтому рекомендуется применять к этой полной нагрузке только одну четверть или одну треть номинальной прочности на разрыв. Это связано, во-первых, с известным эффектом УФ, температуры и ползучести, и, во-вторых, с тем, что номинальная прочность на разрыв определяется в сухих условиях. Полное описание, включая то, как тестируется прочность и откуда берутся цифры, содержится в этой статье о насколько прочные нейлоновые стяжки на самом деле.

Когда вам часто нужны более крупные нейлоновые стяжки, где подойдут стяжки из нержавеющей стали или покрытой стали. Они удерживают гораздо больше, выдерживают годы на улице и переносят температуры, которые расплавили бы полимеры. Они также гораздо дороже и могут повредить более слабые провода в случае чрезмерного натяжения; поэтому этот вариант может быть выгодным, но не автоматическим.

Сколько стоят черные стяжки

Цена часто различается в зависимости от толщины, размера, спецификации и количества. Таблица, представленная ниже, может быть использована как грубый инструмент для планирования покупки черных нейлоновых стяжек, устойчивых к УФ-излучению.

Продукт	Типичная розничная цена (за 100)	Типичная оптовая цена (за 1,000)
4 дюйма / 100 мм, 2.5 мм, черный УФ	$3–$8	$8–$20
6 дюймов / 150 мм, 3.6 мм, черный УФ	$4–$10	$10–$25
8 дюймов / 200 мм, 4.8 мм, черный УФ	$6–$15	$15–$40
11 дюймов / 280 мм, 7.6 мм, черный повышенной прочности	$15–$35	$35–$90
14–18 дюймов, 9 мм, черный повышенной прочности	$30–$70	$70–$180
24 дюйма, 12 мм, черный экстра повышенной прочности	$60–$150	$150–$400
Нержавеющая сталь или покрытая нержавеющая сталь, 12 мм	$60–$250	$200–$900

Три фактора, которые наиболее сильно влияют на формирование цены, следующие. Первый — это количество, очевидно, так как при заказе пакета из 100 предметов вместо коробки из 5,000 мы можем увидеть изменение цены в 2-3 раза. Далее, спецификация: настоящая УФ-устойчивая, сертифицированная UL стяжка стоит дороже по сравнению с обычной черной стяжкой. Наконец, упаковка: стяжки в оптовой упаковке стоят меньше, чем стяжки в изолированных пакетах, поэтому при организации оборудования сервисных фургонов важно не забыть об этом.

Самый важный совет, который следует учитывать, заключается в том, что не стоит выбирать покупку только на основе цены.

Кто производит и продает черные стяжки

Необходимо разделить рынок на несколько групп для конечных пользователей.

Глобальные игроки. Panduit и HellermannTyton — самые известные имена в отраслевых условиях и OEM-аппаратах. Еще одно имя — Thomas & Betts (компания ABB Installation Products), которая очень сильна в продажах электрификации. Gardner Bender и Southwire доминируют на розничном рынке в Северной Америке, в то время как 3M занимается промышленным MRO. Essentra Components и Advanced Cable Ties работают с OEM-клиентами и дистрибьюторами, предлагая широкий ассортимент размеров.

Производство. Для производства кабельных стяжек используются инжекционно формованные детали, в то время как значительная доля общего объема производится в Китае и Тайване. Это означает, что аналогичные продукты могут производиться в одном месте для разных брендов, но из-за различий в спецификациях смол, добавках и практиках контроля качества практически невозможно сказать, какой бренд лучше, из-за небольших эффектов этих переменных.

Покупка напрямую от производителя. Если клиенту требуется какой-то специальный размер и длина или собственный брендинг на упаковке, или объемы, которые не могут быть проданы через каталоги, имеет смысл покупать у производителя, а не у дистрибьютора. Соответствующая способность, на которую стоит обратить внимание, — это покрытие диапазона, согласованность UV-градации и отчеты о тестировании третьими сторонами — и тот тип предприятия, который поставляет программы OEM и собственного бренда, как это производитель кабельных стяжек повышенной прочности, настроен именно на такой порядок заказов.

Прежде чем совершить покупку, убедитесь, что вы задаете два вопроса. Это касается количества углеродного черного, содержащегося в составе, а также наличия результатов тестирования на старение под воздействием UV. Поставщики, которые могут предоставить правильные ответы на оба вопроса, продают настоящий продукт, в то время как поставщики, которые не могут на них ответить, продают только цвет.

Черные против белых против цветных стяжек

Поскольку это вопрос, который все это и начал, вот сравнение в одном месте.

	Черный	Натуральные / белые	Цветные
Устойчивость к UV	Лучшие из стандартных вариантов	Плохие — от месяцев до 2 лет на улице	В целом аналогично натуральным
Срок службы на улице	5–10 лет в среднем, 10+ для погодных сортов	Не рекомендуется для использования на улице	Не рекомендуется для использования на улице
Для внутреннего использования	Нормально, но обычно дороже	Стандартный выбор, самый дешевый вариант	Стандартный выбор для кодирования
Видимость	Высокий контраст на светлых поверхностях	Низкий контраст; наименее заметный	Наивысшая видимость; используется для идентификации
Цена	Немного выше, чем у натуральных	Самая низкая	Немного выше, чем у натуральных
Основное использование	На улице, в промышленности, в автомобилестроении, солнечной энергетике	Внутренняя проводка, общее связывание, продукты питания и медицина, где цветовое кодирование регулируется	Идентификация панелей и жгутов, маркировка безопасности

Является ли черный всегда более прочным, чем белый? На бумаге — нет, прочностные характеристики зависят от сорта полимера и ширины стяжки, а не от цвета. На практике, однако, ваша черная стяжка чаще будет уличного класса и устойчивой к UV, в то время как ваша белая будет обычной внутренней стяжкой. Таким образом, правдивый ответ будет в том, что черные стяжки не всегда сильнее, но они определенно служат гораздо дольше на открытом воздухе.

Однако обратите внимание, что в области пищевой и фармацевтической переработки в некоторых медицинских приложениях выбор цвета стяжки может зависеть от технологий обнаружения, а не от использования УФ. По этой причине доступны стяжки, обнаруживаемые металлоискателями и рентгеном, и выбор синей стяжки правильный даже в помещениях, поскольку это регулируется.

Выбор правильной черной стяжки

Сокращенная серия решений, которая охватывает почти каждую ситуацию:

• Находится ли это на улице или под воздействием солнечного света? Если да, черная УФ-стойкая PA66 — это минимальный вариант. Полностью избегайте натурального нейлона.
  Каков вес пакета и будет ли нагрузка постоянной? Если да или тяжело, выберите большую ширину и уменьшите номинальную прочность на разрыв до примерно 25% как минимум.
• Какова температура воздействия? Стандартный PA66 хорош от −40C до +85C. За пределами этого требуется высокая температура или нержавеющая сталь.
  Есть ли какое-либо химическое воздействие? Масла и топлива подходят. Сильные кислоты и щелочи, фенолы или горячая вода на длительное время неприемлемы — выбирайте полипропилен, ETFE или PVDF.
• Есть ли пожарный рейтинг для этой области? Пленум или пространство для обработки воздуха могут требовать V-0 вместо обычного V-2.
• Используется ли цвет для идентификации? Убедитесь, что вы знаете, есть ли цвета, требуемые вашей отраслью или местными электрическими стандартами безопасности, прежде чем по умолчанию выбирать черный.
• Необходимо ли иметь сертификат? Если это электрическая установка, проверьте, что продукт имеет сертификат UL 62275 и что он соответствует размеру и материалу, а не только названию бренда.
• Насколько легко получить доступ? Если вам понадобятся строительные леса, подъемник или открытые стены для замены, купите самый долговечный вариант. Зажим — это недорогая часть.

Часто задаваемые вопросы

Черные стяжки лучше белых?

Это определенно будет верно, если продукт будет подвергаться прямому солнечному свету. Черный нейлон содержит углеродный черный пигмент, который поглощает УФ-лучи и защищает нейлон, обеспечивая ему срок службы от 5 до 10 лет на улице и дольше для специальных версий. Сырой или белый нейлон не имеет защитного покрытия и, как правило, разлагается в пыль всего за несколько месяцев до 2 лет при воздействии прямого солнечного света. Однако внутри здания белый работает вполне нормально и обычно стоит гораздо дешевле, поэтому нет смысла тратить деньги на черную версию, если нет воздействия УФ. Одно, что черный нейлон не является, так это более прочным, поскольку его прочность на разрыв определяется шириной продукта и его смоляным материалом, а не цветом.

Есть ли разница между стяжками и застежками?

Нет — это случай одного и того же товара, продаваемого под двумя разными названиями. “Zip tie” — это американский термин, который относится к звуку, который производит ремень, когда его затягивают. “Cable tie” — это то, что вы найдете в стандартах, каталогах и в большинстве англоязычного мира. Примеры регионального использования включают термины “wire tie”, “zip strip” и “cable wrap”. Если есть конкретная спецификация, предоставленная покупателем, следует использовать термин “cable tie”, так как это термин, используемый в стандартах, соответствующих рекомендациям.

Как долго служат черные стяжки?

Устойчивые к УФ-излучению черные нейлоновые стяжки могут прослужить от 5 до 10 лет при воздействии атмосферных условий. Углеродный черный нейлон PA66 может выдерживать воздействие окружающей среды в течение 10 лет и более, при условии, что он подвергается стандартному ускоренному тестированию. При оптимальных условиях, такие как PA66W, могут прослужить до 20 лет. Конечно, фактический срок службы стяжек будет зависеть от ряда факторов, включая их воздействие солнечных лучей (стяжка под солнечной панелью или в постоянной тени может прослужить дольше, чем на крыше, обращенной на юг) или колебания температуры. Дешевая черная стяжка, сделанная из обычного нейлона с очень небольшим количеством углеродного черного пигмента, может выйти из строя в течение двух или трех лет, независимо от того, что написано на упаковке.

Какая стяжка самая прочная?

Наиболее распространённый кабельный зажим из нейлона — это зажим 12 мм повышенной прочности, который имеет максимальную прочность около 250 фунтов, в то время как специализированные зажимы размером от 13 до 16 мм могут достигать от 350 до 480 фунтов. Всё, что выше этого, попадает в категорию зажимов из нержавеющей стали. Покрытые нержавеющей сталью зажимы могут легко превышать 1000 фунтов и служить много лет на открытом воздухе. Однако прочность зависит не только от используемого зажима. Сила рычага ограничена храповиком и первыми несколькими зубьями, в то время как атмосфера со временем снижает эту прочность. Зажим, который был чрезмерно затянут, уже потерял часть прочности, поэтому для длительного использования лучше использовать около четверти или трети максимальной нагрузки, указанной производителем, и заранее выбрать ширину зажима.

Работают ли черные кабельные зажимы в холодную погоду?

Да, но только в определённой степени. Обычный зажим PA66 может выдерживать температуры до -40 °C, однако нейлон становится более хрупким при этих температурах, что делает его более подверженным поломке в месте установки. Есть два совета по эксплуатации в экстремально холодных условиях: никогда не затягивайте зажимы слишком сильно и используйте зажим на размер больше, если зажимы должны выдерживать какую-либо нагрузку. В условиях ниже -40 °C или при колебаниях температуры рекомендуется использовать специальные нейлоновые или нержавеющие зажимы.

Можно ли повторно использовать черные кабельные зажимы?

В надежном порядке. Некоторые освобождаемые зажимы имеют рычаг или небольшую вкладку, позволяющую использовать храповик без необходимости резать ремень. Стандартные черные зажимы одноразовые: у них есть храповик, зубья которого предназначены для блокировки только в одном направлении, и если зажим расстегнут, зубья повреждаются, что означает, что зажим будет очень слабым при повторном использовании. Как только зажим был отрезан, его нельзя использовать снова. Если кабели нужно повторно использовать несколько раз, лучше выбрать освобождаемые зажимы вместо черных.

Ссылки

• UL 62275 — Кабельные зажимы для электрических установок — стандарт, регулирующий производительность и типовую маркировку кабельных зажимов
• UL 94 V-1: — информация о сертификации и списках для продуктов управления кабелями
• Национальная ассоциация производителей электротехнического оборудования (NEMA) — стандарты электрического оборудования и справочные материалы отрасли
• Министерство энергетики США — рекомендации по солнечным и электрическим установкам, где указаны крепежные элементы, предназначенные для использования на открытом воздухе
• Агентство по охране окружающей среды США — контрольная точка для требований к материалам и соблюдению экологических норм

Заключение

Популярность черной нейлоновой стяжки обусловлена тем, что черный углерод играет важную роль в поглощении вредного ультрафиолетового излучения, тем самым сохраняя целостность полимера. Разница между стяжкой, которая может прослужить десять лет, и стяжкой, срок службы которой составляет всего полтора года, сводится к примерно 2% черного углерода, который почти незаметен.

Согласно ранее рассчитанным данным, если черные нейлоновые стяжки прошли этот процесс, их срок службы на улице составит от пяти до десяти лет, в то время как изношенные стяжки ожидается, что прослужат более десяти лет. Максимальный эксплуатационный срок натуральных или белых стяжек ограничен двумя годами.

Необходимую информацию можно получить от поставщика при условии, что он ответит на два жизненно важных вопроса: количество черного углерода в составе и результаты тестов на старение под воздействием УФ.