شرینک حرارتی سیم و کابل و انواع آن

شرینک حرارتی همانند کمربندی که به دور کمر سفت می‌شود، دور سیم و کابل و ترمینال می‌چسبد و آن را از خوردگی محافظت می‌کند و در کنار هم نگه می‌دارد. تولیدکنندگان پوشش‌های حفاظتی چندین دهه از شرینک حرارتی استفاده کرده‌اند تا عملکرد این پوشش‌ها را بهبود ببخشند. به‌عنوان مثال، شرکت کاترپیلار برای سیم و کابل به کار رفته در ماشین‌آلات ساخت و ساز خود از شرینک حرارتی استفاده می‌کند.

شرینک حرارتی مزایای مهم دیگری نیز دارد، مثلا سطوح ناهموار را صاف می‌کند و عایقی گرمایی و الکتریکی به وجود می‌آورد. این پوشش چسبناک حفاظی قوی در برابر رطوبت و مواد شیمیایی به وجود می‌آورد که سیم و کابل را از خوردگی محافظت می‌کند.

شرکت‌های خدماتی اغلب شرینک رنگی را برای علامت‌گذاری کابل‌هایی که زیر زمین قرار داده می‌شوند استفاده می‌کنند. ارتش آمریکا از این پوشش تنها برای شناسایی بهره می‌گیرد و روی آن‌ها عدد و حرف چاپ می‌کند؛ اما پوشش‌ها را زیاد فشرده نمی‌گیرد تا به راحتی به سمت بالا و پایین حرکت کند.

چگونگی ساخت 

پوشش‌گذاری در چهار مرحله انجام می‌گیرد. ابتدا،‌ مواد ترکیب شده و با استفاده از فرآیند مرسوم اکستروژن شکل داده می‌شوند. سپس، پوشش از طریق قرار گیری در معرض تشعشع یا یک واکنش شیمیایی، کراس لینک می‌شود. کراس لینک کردن به حفظ شکل آن قبل و بعد از شرینک کمک می‌کند.

در مرحله‌ی سوم، با استفاده از حرارت و نیرو قطر پوشش افزایش می‌یابد. در آخر،‌ پوشش در دمای اتاق با همان حالت منبسط و خنک می‌شود. اگر پوشش بعدا در معرض دمای کافی قرار بگیرد، کوچک‌تر شده و به اندازه‌ی اصلی خود باز می‌گردد مگر این که از کوچک شدن آن جلوگیری شود.

عرض پوشش از 1 میلی‌متر تا 23 سانتی‌متر و ضخامت دیواره‌ی آن از 0.0254 سانتی‌متر تا 0.635 سانتی‌متر متغیر است. بیشتر پوشش‌ها رنگی بوده و برخی از آن‌ها به صورت شفاف تولید می‌شوند.

وقتی پوشش ساخته شد مسطح شده و به صورت نوارهای 120 سانتی‌متر ی،‌ اندازه‌های سفارشی،‌ یا به صورت فله‌ای و  قرقره‌ای بریده می‌شوند. پوشش‌های نواری و اندازه‌های دیگر سفارشی در کیسه و یا جعبه قرار می‌گیرند.

برخی از تولید کنندگان پوشش‌هایی تولید می‌کنند که یک لایه‌ی چسب نیز دارند. این لایه‌ چسب پس از خنک شدن پوشش به وسیله‌ی یک دستگاه روی آن قرار می‌گیرد. چسب در همان دمایی ذوب می‌شود که پوشش شرینک می‌شود.

انتخاب پوشش مناسب

هنگام انتخاب پوشش شرینک حرارتی سه فاکتور را باید در نظر داشته باشید. اولین فاکتور الزامات و شرایط محیطی کار است. تولیدکنندگان سیم و کابل باید بدانند که مجموعه سیم و کابلی که برای مشتریان تولید می‌کنند نیاز به عایق الکتریکی دارد یا خیر و همین‌طور باید بتوانند جوابگوی مشخصه‌ها و نیازهای خاص خودرو سازی و نظامی از قبیل UL, CSA, MIL و ASTM  باشند. تولیدکنندگان هم‌چنین باید بدانند این مجموعه سیم و کابل قرار است کجا مورد استفاده قرار گیرد؛ مثلا قرار است در بیرون ساختمان یا داخل آن،‌ روی زمین یا زیر زمین، جدا  از مواد شیمیایی یا در معرض مواد شیمیایی و سایر سیالات خورنده مورد استفاده قرار گیرد.

شرکت Thermosleeve USA یک شرینک الاستومر خاص به نام TS-25 تولید می‌کند که مخصوصا برای حفاظت از مجموعه کابل‌های مورد استفاده در ارتش و سفرهای هوایی و فضایی طراحی شده است. TS-25 پاسخ‌گوی الزامات SAE-MIL-23053  در خصوص مشخصه‌های پوشش از جمله خوردگی، مقاومت در برابر گرما و سیالات،‌ قدرت کششی و دی‌الکتریک و حداقل کشیدگی نهایی بوده است.

فاکتور دوم، ابعاد پوشش است که نسبت انقباض، ضخامت دیواره، طول و انقباض طولی را در بر می‌گیرد. معمولا پوشش شرینک حرارتی دارای نسبت انقباض 2، 3، یا 4 به 1 است. گو این‌که برخی از تولید کنندگان، پوشش‌هایی با نسبت انقباض 6 به 1  تولید می‌کنند. وقتی طول پوشش مهم باشد باید انقباض طولی را در نظر گرفت. عموما، انقباض حدود 5 تا 15 درصد طول اصلی پوشش است.

فاکتور سوم انتخاب صحیح جنس شرینک حرارتی است. رایج‌ترین مواد پوشش عبارتند از پلی‌اولفین، PVC، فلوئورو پلیمر، PTFE  و PVDF . سایر مواد شامل فلوئوروالاستومر،‌ نئوپرین و لاستیک سیلیکون است. پلی‌اولفین رایج‌ترین جنس است چون قیمت آن نسبتا ارزان بوده و تحمل گرمایی آن 125 تا 135 درجه‌ی سانتیگراد است. پوشش پلی‌اولفین رنگی نسوز است اما نوع بی‌رنگ آن این طور نیست. PVC به وفور مورد استفاده قرار می‌گیرد چون 10 تا 60 درصد ارزان‌تر از پلی‌اولفین است، رنگ‌های آن روشن ‌تر بوده و نوع بی رنگ آن شفافیت بیشتری دارد. اما تحمل گرمایی آن 105 درجه‌ی سانتیگراد است.

فلوئوروپلیمر گران‌ترین جنس است چون در برابر آتش بسیار مقاوم است و تحمل گرمایی آن 200 درجه‌ی سانتیگراد است. PTFE به‌خاطر تحمل گرمایی 260 درجه سانتیگرادی و مقاومت در برابر مواد شیمیایی اغلب در صنایع هوا فضا مورد استفاده قرار می‌گیرد. پوشش PVDF نیز مقاومت بسیار بالایی در برابر مواد شیمیایی و فرسایشی دارد، اما تحمل گرمایی آن کمتر از 175 درجه‌ی سانتیگراد است.

حرارت دهی

پوشش شرینک حرارتی معمولا با دست بر روی مجموعه سیم و کابل کشیده می‌شود و بعد با یک تفنگ حرارتی، دستگاه نوری یا فرِ روان‌کننده حرارت می‌بیند. در ادامه به شرح طرز کار این دستگاه‌ها پرداخته‌ایم:

تفنگ حرارتی را می‌توان برای نصب پوشش در هر اندازه‌ای از مجموعه‌ی سیم به کار برد؛ اما معمولا برای شرینک پوشش‌های کوتاه‌تر مورد استفاده قرار می‌گیرد. گرچه تفنگ حرارتی گرمای بسیار زیادی تولید می‌کند که تا 480 درجه‌ی سانتیگراد هم می‌رسد، اما برای حفاظت از دست‌ها نیازی به استفاده از دست‌کش نیست. معمولا تفنگ حرارتی پوشش را در ظرف 30 ثانیه شرینک می‌کند و پس از 10 ثانیه پوشش خنک می‌شود.

قلق استفاده از تفنگ حرارتی را باید با آزمون و خطا به دست آورد. اگر تفنگ بیش از حد نزدیک باشد پوشش به‌جای این‌که شرینک شود ذوب می‌شود یا حباب می‌دهد و اگر بیش از حد دور باشد پوشش شرینک نمی‌شود.

شرکت Juco Manufacturing Inc  شش مدل دستگاه نوری تولید می‌کند. دسته سیم‌ها به داخل دستگاه منتقل می‌شود و دستگاه با استفاده از یک لامپ هالوژن 300 وات در ظرف سه ثانیه پوشش را شرینک می‌کند. دستگاه‌های ساخت این شرکت که پوشش‌های 2.5، 5.5، 20، و 40  سانتیمتری را شرینک می‌کنند، به طور مداوم کار می‌کنند و احتیاج به مراقبت و نگه‌داری زیادی ندارند.

فر روان کننده سازندگان را قادر می‌سازد که حجم بالایی از سیم و کابل را در زمان کوتاهی شرینک کنند. این فرها دارای یک نوار نقاله، یک جعبه‌ی حرارت دهنده و یک صفحه‌ی کنترل هستند.

کاربر  به فر برنامه می‌دهد و دمای شرینک و سرعت نوار نقاله را تعیین می‌کند. سپس آن را روشن می‌کند و دسته‌ی سیم را در محل تغذیه قرار می‌دهد و نوار نقاله را به کار می‌اندازد. با حرکت دسته‌ی سیم به جعبه‌ی حرارت دهنده هوای داغ با دمای 40  تا 180درجه سانتیگراد به طور یکنواخت دورتادور دسته‌ی سیم به گردش در می‌آید و پوشش را شرینک می‌کند.