Холодные погодные стяжки: Полное руководство по покупке и установке

Если вы когда-либо были на улице в зимний день, пытаясь закрепить кабельные стяжки, только чтобы обнаружить, что ваша стяжка сломалась, вы уже знакомы с проблемой, обсуждаемой в этой статье: нейлоновые стяжки становятся хрупкими при низких температурах. Научная основа этого явления проста: когда температура падает, молекулы нейлонового полимера становятся жесткими, пока не становятся стекловидными. К сожалению, холодные температуры создают проблемы: сломанная стяжка оставляет свободный пучок кабелей и требует дальнейшей установки в морозных условиях. Выбор правильного типа кабельных стяжек для работы в холодных условиях в телекоммуникациях, логистике холодной цепи и холодных складах — это не тривиальная задача, это имеет первостепенное значение.

Эта статья проинформирует вас обо всем, что покупателям нужно знать, чтобы избежать этой проблемы, например, что на самом деле происходит с нейлоном на холоде, какие пластики подходят для работы в холодных условиях, в чем разница между нейлоном и нержавеющей сталью, почему “температурный рейтинг” некоторых стяжек может вводить в заблуждение клиентов, как правильно устанавливать и хранить стяжки, чтобы избежать их поломки, и как выбрать правильный бренд стяжек.

Вкратце: простые кабельные стяжки действительно склонны ломаться при низких температурах, и этот температурный диапазон основан на том, из чего они сделаны. Стандартный нейлон 6 начинает терять свою эффективность примерно при -10°C, в то время как нейлон 6.6 имеет точку отказа около -20°C, и только специально разработанные нейлон 6.6 или нейлон 12 для низких температур работают до примерно -40°C; единственный способ получить что-то, что может работать в полном зимнем режиме, — это получить стяжки из нержавеющей стали, которые работают до примерно -80° или ниже. Маркировка “-40°C до +85°C”, связанная с большинством нейлоновых стяжек, является статической и не указывает на то, что стяжка все еще сможет быть скручена и натянута при -40°C — важно динамическое сопротивление холоду.

Почему кабельные стяжки ломаются в холодную погоду: наука

Кабельные стяжки изготовлены из полимеров с полукристаллической структурой, в основном нейлона, и поведение материалов зависит от температуры. Когда тепло, длинные молекулярные цепи скользят друг мимо друга, и материал может сгибаться. Однако, когда температура падает до температуры стеклования полимера, молекулярное движение значительно замедляется: цепи фиксируются в положении, свободный объем исчезает, и материал переходит из пластичного, резинообразного состояния в жесткое, стекловидное состояние. Таким образом, происходит внезапный и катастрофический отказ продукта: при 20°C можно легко согнуть кабельную стяжку, в то время как при -20°C она может сломаться даже под небольшим напряжением.

Существует две причины, по которым нейлон работает хуже, чем другие пластики при низких температурах. Прежде всего, нейлон является гигроскопичным: он поглощает воду из атмосферы, и из-за низкой влажности в холодных условиях его влага высвобождается, и свойства материала ухудшаются. Во-вторых, поломка связана с уровнем деформации: кабельная стяжка может выдержать медленное натяжение, в то время как быстрое натяжение или удар приведут к ее разрушению. Таким образом, кабельная стяжка может провести всю зиму на холодном проводе, но все равно сломаться после сильного натяжения.

Сравнение материалов: какие кабельные стяжки выдерживают низкие температуры?

Все кабельные стяжки не работают одинаково в холодных условиях, и производители и испытательные лаборатории опубликовали уровень различных материалов:

Каков вывод для покупателей? Если применение происходит при температурах ниже около -20°C, стандартный нейлон не подходит. Для -40°C рекомендуется нейлон 6.6 или 12, модифицированный для низких температур, в то время как для любых медных, морских или длительных наружных применений лучшим выбором является нержавеющая сталь. Химия материалов, стоящая за этими рейтингами, подробно рассмотрена в нашем руководстве по из чего сделаны стяжки.

Нейлон против нержавеющей стали для холодных условий

Когда температуры падают до -40°C или ниже, вопрос сводится к дилемме нейлон против нержавеющей стали. Оба материала имеют свои особые свойства:

• Холодостойкий нейлон (модифицированный PA66/PA12): он гибкий, легкий в установке, обладает хорошими изоляционными свойствами, может быть стабилизирован от УФ-излучения и значительно дешевле. Он лучше всего подходит для кабельных жгутов, проводников и общего крепления до -40°C, где важны гибкость и скорость.
• Нержавеющая сталь: она не подвержена хрупкости, рассчитана на работу при -80°C и ниже, устойчива к коррозии в соленом воздухе и химических соединениях, и должна использоваться для критически важных и несущих конструкций, которые вибрируют при очень низких температурах. Тем не менее, есть некоторые недостатки: она не гибкая, острые края могут повредить поверхности и проводку, и стоит в несколько раз дороже, чем нейлон. Наш сравнительный анализ кабельных стяжек из нержавеющей стали и нейлона рассматривает полную таблицу компромиссов как по температуре, так и по коррозионной стойкости.

Правило хорошего тона — использовать нейлон низкотемпературного типа до примерно -40°C для общих применений, а затем переключаться на нержавеющую сталь при более низкой температуре или когда связка должна нести нагрузку, подвергаться воздействию химикатов/соли или не может быть проверена в течение длительного времени.

Правда о ярлыках “Температурный рейтинг”

Здесь большинство покупателей застревает — стандартный нейлоновый хомут имеет ярлык “рабочий диапазон: -40°C до +85°C”, что предполагает, что он подходит для использования в холодных температурах. На самом деле, в этом случае речь идет о так называемом “статическом рабочем диапазоне”, что не означает, что вы можете сгибать или нагружать хомут, не сломав его. Статическая рабочая температура указывает на температурные условия, при которых хомут может существовать, не становясь непригодным, но не говорит ничего о способности сгибать его при указанной температуре. Чтобы найти информацию, которая вам действительно нужна о производительности в холодную погоду, вам нужно сравнить спецификации динамического холодного рейтинга — температуры, при которой хомут может быть согнут и натянут без поломки. В нашем случае, согласно таблице выше, этот рейтинг составляет -10°C для нейлона 6, -20°C для стандартного нейлона 6.6 и -40°C только для низкотемпературных модифицированных марок материала.

Советы по установке и хранению для холодной погоды

Любой правильно оцененный хомут не будет работать, если установлен неправильно. Правила для установщиков в холодную погоду, основанные на рекомендациях производителей и реальном опыте, таковы:

• Держите хомуты в тепле перед использованием. Либо носите их в кармане куртки, либо просто окуните их в теплую воду немного перед установкой, чтобы вернуть гибкость.
• Постепенно натягивайте хомут, никогда не дергайте. Тяните ремень равномерно и посмотрите на возможные трещины рядом с его головкой; резкое и сильное натяжение — лучший способ сломать холодный хомут.
• Не перетягивайте. В холодных условиях перетяжка вызывает сильное локализованное напряжение в головке, где зацепка захватывает.
• Даже при использовании нескольких хомутов для вибрационного применения нагрузка должна быть правильно распределена, чтобы вместо использования одной точки отказа можно было избежать любых сбоев.
• Перед повторным использованием хомута, который использовался зимой, необходимо сначала проверить его на наличие микроскопических трещин и обесцвечивания. Наше руководство по различению качества нейлоновых хомутов перечисляет визуальные и физические проверки, которые отделяют исправные хомуты от неудачных.

Применения, требующие холодостойких стяжек

Вот случаи, когда обычная нейлоновая стяжка будет неэффективной, и только одна из холодостойкого нейлона будет работать:

• Холодные склады и морозильные камеры — температуры в пищевых и промышленных морозильниках обычно ниже -30°C; стандартные нейлоновые стяжки 6/6 не будут работать в таких условиях
• Логистика холодной цепи — в случае поломки стяжки рефрижератор или грузовик с контролируемой температурой может доставить неправильный груз
• Уличные телекоммуникационные и коммунальные установки — воздушная и пешеходная проводка, выполненная на улице при температурах ниже нуля
• Офшорные и полярные операции — это включает платформы, исследовательские станции и оборудование, работающее в экстремальных температурах
• Системы противопожарной безопасности, используемые на улице — шланги и оборудование, которые должны работать в самую холодную ночь года
• Логистика медицинской холодной цепи — упаковки вакцин и биофармацевтических препаратов; в случае разрыва стяжки может возникнуть проблема с качеством

Рекомендуемые бренды и на что обращать внимание

Рынок холодостойких стяжек для кабелей низкой температуры состоит из международных специалистов и специализированных производителей. Наиболее часто упоминаемыми именами в этом случае являются Panduit и HellermannTyton (оба поставляют специальные линии нейлона для холодной погоды и низкой температуры с опубликованными значениями динамических характеристик), Thomas&Betts (ABB) для наследственной линии Ty-Rap и 3M, Essentra и Avery Dennison для общих промышленных продуктовых линий с холодостойкими характеристиками. Китайские производственные компании, такие как igoto, сделали подходящие для холодной погоды продукты дешевыми и доступными, при этом достигая такой же производительности при -40°C, как и другие. Если вы оцениваете тот или иной бренд, обязательно проверьте следующие три значения в техническом паспорте: динамическую оценку низкой температуры, класс материала (модифицированный PA66 или PA12, подходящий для холодной работы) и сертификаты/тестовые доказательства (коллеги, такие как igoto, предоставляют испытания в камере для продуктов низкой температуры, где они утверждают, что обычные стяжки потерпели 100-процентный отказ, в то время как холодостойкие стяжки не потерпели). Имейте в виду, что цена не является хорошим индикатором — существуют известные и дорогие холодостойкие стяжки для кабелей, которые на самом деле работают хуже, чем дешевые версии оборудования для всех приложений в холодную погоду.

Холодостойкие стяжки для кабелей Igoto: Введение

Igoto Cable Ties производит стяжки и, следовательно, имеет продукт для холодной погоды, который соответствует этим требованиям. Igoto производит стяжки из модифицированного нейлона 6.6 с температурным рейтингом -40°C, что соответствует температурному рейтингу ведущих мировых брендов. Igoto производит стяжки различных стандартных длин и прочностей на разрыв, которые удовлетворяют потребностям обычного установщика (от коротких стяжек длиной 100 мм для легкой упаковки до стяжек тяжелого размера длиной 200-370 мм). В среднем Igoto Cable Ties будет стоить на 30-50 процентов меньше, чем мировые бренды за аналогичные продукты для холодной погоды при -40°C. Следует отметить, что ассортимент из нержавеющей стали может выдерживать экстремальные условия холодной погоды и морские применения. Для покупателей, сравнивающих размеры и прочности в ассортименте, наш стандартный справочник размеров стяжек перечисляет размеры и прочностные характеристики, соответствующие каждой задаче.

Как выбрать правильную стяжку для холодной погоды

Перед покупкой обязательно пройдите этот контрольный список:

• Определите минимальную температуру – минимальную температуру, при которой стяжка будет установлена или при которой она будет работать; эта минимальная температура может отличаться от средней для продуктов -20°C, -40°C и -80°C.
• Выберите материал в зависимости от температуры: стандартный нейлон подходит для температур до -20°C; модифицированный нейлон низкой температуры или нейлон 12 можно приобрести для -40°C; а любая нержавеющая сталь применима для температур ниже этой, а также для критических нагрузок.
• Укажите среду: воздействие УФ требует УФ-стабилизированных материалов (обычно коричневых); соленый воздух и химикаты требуют нержавеющей стали; а холодная цепь для продуктов питания и медицины требует сертифицированных материалов.
• Проверьте динамическую нагрузку в техническом паспорте, а не температуру на упаковке.
• Выберите размеры и прочность на разрыв в зависимости от спецификации упаковки, как показано в нашем справочнике по выбору стяжек.
• Покупайте стяжки у производителя, который проводит испытания на холод, как в промышленности, так и испытания на морозостойкость; например, испытание в камере при -40°C.

Часто задаваемые вопросы

Ломаются ли стяжки в холодную погоду?

Обычные стяжки не выдерживают замораживающих температур, так как они изготовлены из материала, который становится хрупким при понижении температуры. Чистый нейлон 6 трескается при температуре около -10 градусов Цельсия, нейлон 6.6 выдерживает до -20 градусов Цельсия, в то время как только нейлон 6.6 и нейлон 12, изготовленные из специального морозостойкого материала, могут оставаться прочными при температуре до -40 градусов Цельсия. За этой отметкой необходимо перейти на использование стяжек из нержавеющей стали. Упоминание -40 градусов Цельсия на обычных стяжках означает, что это постоянная мера, но в данном случае необходимо понимать, что действительно важно – это мера, связанная с их применением в условиях нагрузки, вызванной изгибом и натяжением.

При какой температуре стяжка расплавится?

Зип-стяжки, изготовленные из стандартного нейлона 6.6, начинают плавиться уже при температуре выше 255-265 градусов Цельсия, но прежде чем фактически расплавиться, нейлоновые стяжки перестают работать из-за потери захвата и прочности даже при более низких температурах – при температурах выше 85-105°C обычные нейлоновые стяжки теряют захват, в то время как термостабилизированные работают должным образом даже при 125 градусах Цельсия постоянно или при 150 градусах Цельсия в течение коротких промежутков времени. В сравнении, стяжки из нержавеющей стали могут выдерживать температуры примерно 538 градусов Цельсия без плавления. Что касается двигателей, печей и промышленного тепла, если используются термостабилизированные нейлоновые или нержавеющие стяжки, стандартный нейлон следует избегать.

Какую температуру могут выдерживать стяжки?

Это в значительной степени зависит от материала, используемого для изготовления стяжек. Обычный нейлон 6.6 работает должным образом до примерно минус 40 градусов Цельсия; однако следует помнить, что он работает должным образом при холодных температурах только до около -20°C во время динамического использования. Говоря о термообработанном нейлоне, такой материал работает как ожидается даже при температурах выше 125°C. Tefzel, в свою очередь, может выдерживать температуру до -80°C и среди аналогичных материалов кажется даже более надежным, чем стяжки из нержавеющей стали, работающие при температурах от -80°C до около 538°C.

Стяжки защищены от погодных условий?

Не обязательно. Дело в том, что со временем стандартный нейлон может быть поврежден из-за воздействия ультрафиолетового солнечного света, циклов влажности и колебаний температуры. Однако, подвергаясь воздействию УФ-излучения, нейлоновый материал становится слабым и хрупким. Таким образом, для защитных целей необходимо использовать специальные нейлоновые стяжки, предпочтительно черные или сваренные из нержавеющей стали.

Ссылки

• Wandu Cable Ties — Ломаются ли зип-стяжки в холодную погоду? (пределы холодного материала и советы по установке)
• Wandu — Страница продукта холодных погодных стяжек (-40°C тестовые данные)
• Difvan — Температурные характеристики стяжек по материалу
• Cable Ties Unlimited — Научные аспекты температурных характеристик стяжек
• CHS Cable Tie — Температурный диапазон для самозатягивающихся стяжек (нейлон, полипропилен, нержавеющая сталь)

Заключение

Низкие температуры превращают обычный предмет в специализированный инструмент. Обычные нейлоновые стяжки — доступные в каждом ящике инструментов — становятся хрупкими и неэффективными при температуре около -20°C. Плохая производительность даже при -40°C, указанная на упаковке, не спасет установщика от сломанной стяжки в руке на покрытой снегом крыше. Подход к решению основан на материале: нейлон 6.6 или 12 низкой температуры способен работать до -40°C, нержавеющая сталь или что-то более серьезное подходит для супернизких ситуаций; метод установки также играет роль, требуется разогрев стяжек, их постепенное натяжение и избегание чрезмерного напряжения в любой операции. Убедитесь, что поставщик делится информацией о использовании стяжек при низких температурах и мерах в холодной камере; помните, что цены не имеют значения, так как важна именно формула. Независимо от того, нужна ли вам высокопроизводительная стяжка, чтобы предотвратить неэстетичный вид телекоммуникационного кабеля во время январского шторма, или чтобы помочь закрепить кабельный лоток на нефтяной платформе на шельфе, ключевым моментом является внимание к гарантии производителя на выполнение такого рода работ.