Руководство по стяжкам для высоких температур: материалы, производительность и выбор
Упаковки для кабелей высокой температуры не являются просто обычными нейлоновыми стяжками для кабелей, которые бывают разных цветов. Они классифицируются в другую инженерную категорию и производятся с использованием уникальных типов пластика, который был сертифицирован для различных тепловых испытаний, чтобы их можно было использовать в ситуациях, где обычные стяжки не могут выдерживать тепло и отваливаются, создавая беспорядок. Серия IGOTO EHT является одной из лучших в этой категории с рабочим диапазоном от -60°C до +280°C для использования в труднодоступных отсеках двигателей, машинных отделениях, отсеках двигателей самолетов и зданиях реакторов, потому что эти места требуют крепежей, которые будут служить 20 лет, сохраняя температуру как в горячей, так и в холодной зоне.
Этот гид описывает основные различия между термостойкой стяжкой и обычной, а также то, что линия EHT может предложить в отличие от обычных стяжек PA66 и как создать спецификацию, согласованную покупателем, экспертом и заводом.
Упаковка для кабелей высокой температуры — это уникальный тип самозатягивающейся стяжки, разработанный из высокотемпературного промышленного полимера вместо стандартного полиамида 66. Она может работать при гораздо более высоких температурах, достигая более 85°C. Серия IGOTO EHT, предназначенная для использования при температурах от -60°C до +280°C, сохраняет гораздо большую часть своей первоначальной прочности на разрыв после старения под воздействием тепла и может похвастаться лучшей категорией огнестойкости с уменьшением выбросов дыма. Ее применение требует использования проводов при температурах, превышающих 85°C, в ситуациях, когда выход крепежа из строя представляет риск для безопасности, а не создает неудобства из-за проблем с обслуживанием.
Что на самом деле делает стяжку “высокой температуры”
Этот термин используется неопределенно каталогами поставщиков, но эта неопределенность стоит покупателям денег. Хотя три разных продукта продаются под одним и тем же названием, между ними есть фундаментальное различие.
Первый продукт — это классическая стяжка из полиамида 66; семья IGOTO изготовлена из Ascend Vydyne PA66 и имеет рабочую температуру от -35°C до +85°C. Следует отметить, что это относится не к температуре плавления PA66, а к его рабочей температуре; полимер не плавится до примерно 260°C. Однако его механические свойства начинают исчезать задолго до этой цифры. Стяжка, установленная при 20°C и находящаяся при 110°C, будет удлиняться в течение нескольких недель под собственным весом. Пакет ослабнет, в то время как стяжка будет выглядеть целой, и при проверке не будет видно никаких проблем, пока пакет в конечном итоге не начнет тереться.
Второй продукт — это термостабилизированный PA66. Разные пакеты органических и медно-галогенидных стабилизаторов минимизируют термическое окисление PA66 и повышают его рейтинг непрерывной температуры до диапазона 105°-125°C. Такой продукт широко используется в теплых местах, таких как подкапотные пространства автомобилей. В то же время это не тот тип стяжки, который вы найдете в соответствующих инженерных документах, упоминающих требования 200°C+.
Наконец, третий тип стяжки всегда называется настоящей высокотемпературной полимерной. В этом случае тип полимера будет совершенно другим, и стяжка должна быть квалифицирована по многим критериям, а не по одному единственному ограничению.
Наша сопроводительная статья о том, являются ли стяжки термостойкими подробно рассматривает механизмы отказа каждого класса, а также руководство по выбору термостабилизированных нейлоновых стяжек охватывает средний уровень для проектов, которым не требуется полный диапазон EHT.
Внутри серии EHT: -60°C до +280°C в одной детали
Ключевое число, представляющее интерес в отношении диапазона EHT, — это ширина самого диапазона, а не только его высокая точка. Ширина диапазона в 340 градусов уникальна, и это важно, потому что большинство приложений, требующих использования этой технологии, не работают при постоянной высокой температуре.
Например, самолет, ожидающий на земле ночью в северном аэропорту, находится значительно ниже нуля ночью, а затем нагревается до рабочей температуры сразу после запуска двигателей самолета. Машинное отделение корабля теплое, когда корабль в пути, но при температуре, близкой к окружающей, когда пришвартован в порту. Отсек двигателя дизельного двигателя в северной стране испытывает температуры до -40 градусов Цельсия, прежде чем достигнет температуры 150 градусов Цельсия в течение той же смены. Компонент, оцененный только на верхнем пределе, станет хрупким, когда будет холодным, и не переживет первое изменение температуры, в то время как компонент, оцененный на нижнем пределе, деформируется и потеряет свою преднапряженность при первом нагреве.
| Свойство | Стандартная стяжка PA66 | Термостабилизированная PA66 | Серия высокотемпературных EHT |
|---|---|---|---|
| Объявленный рабочий диапазон | -35°C до +85°C | -40°C до +125°C | -60°C до +280°C |
| Основной полимер | Полиамид 66 | Стабилизированный полиамид 66 | Высокотемпературный инженерный полимер |
| Поведение при длительном нагреве | Ползучесть и потеря преднапряженности | Замедленная окисление, постепенная потеря | Сохраняет натяжение петли при циклическом воздействии |
| Поведение при глубоком холоде | Хрупкость ниже рейтинга | Улучшенное, но ограниченное | Остается пластичным до -60°C |
| Типичная классификация по огнестойкости | UL 94 V-2 | UL 94 V-2 или V-0 | UL 94 V-0 с уменьшением дыма |
| Типичное применение | Панели, внутри помещений, общее связывание | Отсек двигателя, моторы, HVAC | Двигатель, морской, авиационный, ядерный |
В каждом спецификационном документе следует учитывать одну важную заметку. Значение +280°C следует понимать как верхний предел заявленных рабочих ограничений, который показывает, насколько экстремальной среде компонент может противостоять. Это не означает, что пользователю разрешено закреплять стяжку непосредственно на корпусе турбонагнетателя. Использование материалов в верхнем температурном диапазоне значительно сокращает их срок службы, поэтому проектная температура, указанная в проекте, должна относиться к средней температуре, которой стяжка фактически подвергается.
Не крепите полимерный хомут непосредственно к металлической поверхности выпускного коллектора, турбонагнетателя или обогревателя, независимо от заявленного диапазона температур. Тепловые нагрузки излучения и проводимости различаются. Прямой контакт с поверхностью, превышающей температурный порог, подразумевает использование стального хомута.
Три преимущества EHT перед стандартными нейлоновыми хомутами
Покупатели редко меняют классы по одной причине. На практике серия EHT специфицируется, потому что три отдельных разрыва производительности закрываются одновременно.
Более широкий температурный диапазон
Это довольно очевидно, но преимущество работает в обе стороны. Стандартный PA66 предоставляет вам 120 градусов полезного диапазона, в то время как серия EHT дает вам 340 градусов полезного диапазона. Это означает, что один и тот же номер детали обслуживает глобальную платформу оборудования — одна и та же спецификация зажима жгута отправляется клиенту в Кувейте и клиенту в Финляндии без какой-либо локальной адаптации. Для OEM, работающего с спецификацией материалов на экспортных рынках, объединение трех региональных классов зажимов в один часто приносит больше пользы, чем фактическая разница в цене.
Это также устраняет режим отказа при низкой температуре, который сбивает людей с толку. Большинство обсуждений о высокотемпературных зажимах для кабелей полностью игнорируют холодный конец, однако зажим, который стал хрупким при -50°C, ломается во время установки или во время вибрационного события. Наше руководство по зажимам для кабелей в холодную погоду подробно рассматривает этот режим отказа.
Более высокая сохраняемая прочность
Прочность на разрыв в петле, указанная в техническом паспорте, основана на новом, кондиционированном и испытанном при комнатной температуре образце. Эта цифра не имеет значения, когда речь идет о производительности на третий год. В нагретом приложении сохраняемая прочность имеет значение, что определяется как процент прочности на разрыв в петле, указанной на этикетке, который все еще достигается после термического старения при рабочей температуре.
Обычный нейлон быстро выходит из строя, как только превышает номинальную температуру из-за термического окисления, и признаком этой проблемы является мелкий зажим, который ломается при сгибании. Полимерная основа EHT не подвержена этой проблеме, что означает, что она сохраняет предварительное напряжение после циклической нагрузки и не теряет нагрузку благодаря способности удерживать плотную связку, что означает, что жгут остается в сжатии, а интервал обслуживания увеличивается.
Более высокая сохраняемая прочность также означает, что зажим можно натянуть с уверенностью при установке, не позволяя установщику чрезмерно компенсировать ожидаемое расслабление. Для сравнений прочности общего назначения по всей линейке нейлона смотрите наш обзор высокопрочных зажимов для кабелей.
Лучшая огнестойкость
PA66 в своем стандартном виде классифицируется как UL 94 V-2, что указывает на то, что ему разрешено создавать пылающие капли во время испытаний. В ситуациях, таких как те, что происходят в машинном отделении, кабельном лотке или отсеке самолета, пылающие капли являются именно тем способом, с помощью которого локальная неисправность превращается в пожар в помещении. Серия EHT, с другой стороны, производится в соответствии с более строгим стандартом V-0, что гарантирует, что испытательный образец самозатухает и не генерирует пылающие капли в процессе. Кроме того, меньшее количество дыма является преимуществом при использовании в замкнутом пространстве.
Вот почему высокотемпературные зажимы и огнестойкие зажимы так сильно пересекаются в морских и железнодорожных спецификациях — два требования почти всегда приходят вместе. Наша специализированная линейка огнестойких зажимов для кабелей охватывает приложения, где огневая производительность является основным фактором, а не температура.
Где высокотемпературные зажимы оправдывают свою стоимость
Упаковки для кабелей высокой температуры стоит в несколько раз дороже, чем обычный нейлоновый стяжка. Эта премия оправдана в четырех средах и почти везде else она оказывается напрасной.
Автомобильные моторные отсеки
Температура под капотом современного турбированного двигателя обычно колеблется от 100°C до 150°C в процессе обычной работы, а места вокруг турбонаддува и выхлопа, такие как задняя часть двигателя, испытывают еще большую жару. Самым сложным аспектом является тепловое накопление после выключения двигателя; охлаждения нет в течение нескольких минут. Все проводка от различных компонентов, таких как датчики температуры, высоковольтные провода и топливные инжекторы, удерживается с помощью крепежей. В коммерческих транспортных средствах и вне дорожного оборудования задачи становятся еще более сложными, так как циклы обслуживания могут быть очень длинными, а доступ может быть очень ограниченным. Наши решения для автомобильной проводки охватывают полный подход к упаковке для этой среды.
Морские и судовые установки
В машинном отделении присутствует сочетание постоянного тепла, соленой влаги, вибрации и риска пожара, который всегда воспринимается очень серьезно классификационными обществами. Если присутствует только тепло, то потребуется улучшенная стяжка, но если тепло присутствует в дополнение к требованиям по огнестойкости, то использование улучшенной стяжки может стать обязательным. На верхней стороне палубы все наоборот с УФ-лучами и соленым брызгами. Наше руководство по морским стяжкам рассматривает коррозию и УФ-сторону той же спецификации.
Авиационная и аэрокосмическая проводка
Проводки самолетов подвергаются колебаниям температуры, низкому давлению, вибрациям и строгим требованиям к воспламеняемости и дымности. Также вес имеет большое значение, поэтому высокопроизводительные полимерные крепежи часто используются в местах, где стандартом было бы использование металлических крепежей. Это становится необходимым с точки зрения отслеживания и управления партиями, а не просто приятным дополнением. Наша статья о авиационных стяжках рассматривает ожидания квалификации для этого сектора.
Управление кабелями на атомной электростанции
Это самый сложный случай, не только в отношении температуры. Система управления кабелями внутри защитной оболочки должна выдерживать годы повышенных температур, а также накопленное гамма-излучение. В установках, связанных с безопасностью, кабельная арматура подлежит условиям экологической квалификации, требующим оценки старения. Обычный нейлон не выдержит радиации или тепла и, следовательно, не подходит для стяжек на станции. Полимеры высокой температуры значительно более устойчивы к обоим факторам, что объясняет их распространенность, несмотря на связанные с этим расходы.
Когда речь идет о ядерной технологии, аэрокосмических или морских классификациях, недостаточно просто указать температуру на упаковке. Убедитесь, что у вас есть отчет о тестировании, класс материала, отслеживаемость партии и покрытие, прежде чем допускать стяжку к цепи безопасности.
Написание спецификации, которая действительно обеспечит вам правильную стяжку
Большинство споров по поводу термостойких стяжек возникает из-за неполной спецификации, а не из-за плохого продукта. Пять строк предотвращают почти все из них.
Воздействие окружающей среды и пиковое воздействие тепла рассматриваются отдельно в спецификации. Термин “высокая температура” в заказе неясен, в то время как спецификация “115 градусов Цельсия непрерывно, 180 градусов Цельсия пик в течение десяти минут непрерывно” имеет значение.
Минимальная температура установки должна быть четко определена. Согласно IEC 62275, испытание на температуру установки необходимо только в том случае, если заявленная температура ниже нуля градусов Цельсия. Таким образом, важно указать это при использовании их в низких температурах, таких как наблюдаемые зимой.
Также следует указать необходимую прочность на разрыв и сохраняется ли она или является начальной. В случае длительного использования необходимо указать сохраненное значение в спецификации после старения.
Класс огнестойкости также должен быть указан. Если требуется класс огня UL 94 V-0, это должно быть указано в технической спецификации. Предположение, что это vloneay из-за воздействия высоких температур, неверно.
Размеры и размеры пакетов должны быть указаны. Длина и ширина стяжки должны быть указаны.
Установка и проверка в горячих условиях
Как бы плохо ни была установлена хорошая стяжка, она все равно может выйти из строя, и условия высокой температуры довольно беспощадны в этом отношении. Расстояние является ключевым фактором, когда речь идет о смягчении тепла. Наибольшее расстояние от горячей поверхности обеспечивает лучшее снижение утечки тепла, чем лучший материал стяжки. Стяжка должна использоваться только для закрепления пакета на месте, а не для спасения неправильно проложенного пакета.
Не используйте ручное натяжение. Хороший натяжитель решает проблемы установки и обеспечивает качество, избегая жестких или слишком длинных концов, которые могут повредить другой проводник. Чрезмерное натяжение стяжек в горячей зоне создает точку напряжения в том же месте, где тепло повредит систему.
Держите пакет в хорошем состоянии. Слишком сильное сжатие изменяет изоляцию проводов, а тепловые воздействия ускоряют процесс. Важным элементом является правильное использование стяжки, обеспечивая достаточное крепление, а не используя ее для фиксации пакета.
Следите за признаками. Типы отказов, связанных с теплом, можно различить по обесцвечиванию, образованию порошка, отсутствию холодной провисания, отсутствию гибкости или видимому провисанию, которого не было при установке. Стяжка достигла конца своего срока службы, даже если она еще не сломалась.
Не используйте повторно стяжку, которая была в термическом цикле. Защелка и материал изменятся, и новая установка не сможет обеспечить тот же уровень крепления, что и предыдущая.
Часто задаваемые вопросы
Какие самые лучшие термостойкие стяжки для автомобилей?
Когда дело доходит до работы под капотом большинства легковых автомобилей, использование термостабилизированных стяжек PA66, рассчитанных на температуры до 105° или 125°C, является экономически эффективным решением, так как они могут использоваться для большинства датчиков, инжекторов и маршрутов проводки освещения. Для маршрутов проводки, расположенных рядом с турбинами, выпускным коллектором или гибридным силовым модулем, где максимальная температура может достигать 150°C или превышать её, используйте стяжки из высокотемпературного полимера, такие как серия EHT. Однако для всего, что будет находиться в прямом контакте с компонентами выхлопной системы, используйте стяжки из нержавеющей стали, так как полимеры в этом случае не должны использоваться. Важно отметить, что не тип автомобиля имеет значение, а измеренная температура в месте, где используется стяжка.
Продает ли AutoZone стяжки для высоких температур?
AutoZone является поставщиком стяжек из нейлона, включая универсальные, которые уже имеют защиту от УФ-излучения. Эти стяжки поступают от компаний, таких как Calterm и Auveco. В магазине также есть стяжки из нержавеющей стали, которые могут выдерживать температуры почти до 300 градусов Цельсия, поскольку их использование крайне жесткое и в тяжелых условиях. В обычных розничных точках нельзя купить сертифицированную стяжку из полимера для высоких температур с сертификатом термического старения. Это химические и строительные материалы в отрасли, сосредоточенной на производстве. В случае ремонта в горячих условиях стяжка из нержавеющей стали, купленная в рознице, будет хорошим выбором.
Какие существуют стяжки, устойчивые к высоким температурам?
Категория имеет уровни. Термостойкие стяжки PA66 имеют диапазон от 105°C до 125°C. Стяжки из фторполимера ETFE имеют рейтинг до около 170°C, обладая отличной стойкостью к химическим веществам и УФ-лучам. Стяжки PA46 и PEEK могут достигать температур от примерно 190°C до 240°C, изготовленные из материалов, которые прочные и огнестойкие. Когда высокие температуры неизбежны, использование стяжек из нержавеющей стали 304 или 316 класса полностью исключает полимеры. Диапазон серии IGOTO EHT составляет от -60°C до +280°C, что находится на вершине диапазона полимеров и делает один номер детали функциональным для различных процессов, которые обычно требуют других классов полимеров.
При какой температуре плавятся стяжки?
Обычные нейлоновые 6/6 стяжки начнут плавиться при температуре примерно 260 градусов Цельсия, но не следует проектировать с учетом этой цифры. Гораздо важнее сосредоточиться на том, что стяжка теряет свою функциональность гораздо раньше: при повторном использовании при температуре выше примерно 85 градусов Цельсия полимер начинает подвергаться пластической деформации, что означает, что он слишком сильно растягивается, что приводит к ослаблению пучка и потере предварительного натяжения, даже если стяжка может выглядеть целой. Следовательно, практические отказы для стандартного нейлона начинаются примерно при 100°C до 110 градусов Цельсия, а не при 260°C. Рекомендуется всегда оценивать в соответствии с температурой непрерывной эксплуатации, а также заявленным диапазоном работы, а не температурой плавления.
Ссылки
- Международная электротехническая комиссия — IEC 62275, Системы управления кабелями: Стяжки для электрических установок. Определяет классификацию по материалу, прочности на разрыв в петле, температурному рейтингу, вкладу в горение и устойчивости к окружающей среде, включая случаи, когда требуется тест на минимальную температуру установки.
- UL Solutions — Стяжки для управления кабелями. Объясняет, как заявленная максимальная рабочая температура исследуется в соответствии с UL 62275 и как оценка относительного термического индекса в соответствии с UL 746B поддерживает долгосрочные требования к термостойкости.
- UL 94 Классификация горючести. Информация о рейтингах V-0, V-1 и V-2, включая критерий капающего пламени, который отделяет материалы V-0 от V-2.
- Комиссия по ядерному регулированию США — Экологическая квалификация электрического оборудования. Регуляторная информация о квалификации оборудования для температурных, радиационных и стареющих условий, встречающихся внутри защитных сооружений ядерных установок.
- Техническая система стандартов NASA. Стандарты качества и кабельных жгутов, охватывающие упаковку, закрепление и практику инспекции для аэрокосмической проводки.
Заключение
Упаковки для кабелей высокой температуры существуют, потому что термический отказ в стяжке кабеля тихий. Ничто не плавится, ничего не ломается, и ничего не отображается в листе проверки — пучок просто расслабляется после нескольких сотен тепловых циклов, пока проводник не найдет острый край. Серия EHT отвечает на это с рабочим диапазоном от -60°C до +280°C, сохраненной прочностью при повторных циклах, а не при одном тесте при комнатной температуре, и классификацией пламени V-0, которая имеет такое же значение, как и температурное значение в моторных отсеках, отсеках самолетов и защитных зданиях.
Правило выбора простое. Измерьте поддерживаемую температуру в фактическом месте крепления, отдельно отметьте пики, добавьте требования к огню и отслеживаемости, которые требует сектор, и укажите в соответствии с этими четырьмя числами. Где окружающая среда остается ниже 125°C, термостабилизированный нейлон является экономичным решением. Где она работает горячее, циклы жесткие или несет последствия для безопасности, диапазон EHT создан для этого. IGOTO производит по всему диапазону и предоставляет технические паспорта, отчеты о тестах и упаковку OEM по запросу — свяжитесь с нашей командой с вашим температурным профилем и размерами пучка для проверки спецификации.
