氟橡胶热缩套管表面出现裂纹，多半是这三个原因

　　一根氟橡胶热缩套管表面出现了裂纹，很多人的第一反应就是材料的质量有问题。但是把裂纹拆开来看的话，它所处的位置、方向以及形状等，通常都指向了在使用过程中某一个具体的环节上出现的问题。氟橡胶本身的耐候性能非常好，由于碳氟键具有很高的键能，所以它对于臭氧、紫外线等各种老化因素都具有天然抵抗力。在氟橡胶制品中，由于单纯的材料老化所造成的龟裂，在发生顺序以及严重程度上一般会排在其他的橡胶之后。因此，如果一条氟橡胶热缩套管出现裂缝的话，那么它很可能是因为某个地方受到了“折腾”才出现了这样的情况，并不是因为它本身就坏了。大量的现场案例表明，裂纹产生的原因主要集中在三个方面。

　　原因一：安装应力、机械损伤——裂纹由切口、棱边等处开始

　　由于安装应力造成的裂纹具有一个明显的特性：它总是由应力集中的地方开始，在管子受到最大拉伸的地方蔓延开来。最普遍的情况是从管子的一端开始切割。

　　热缩管在使用之前要按照所需要的长度进行切割。如果使用的是不锋利的切割工具，在进行切割的时候力度过大，那么就会在切口处产生一些肉眼看不见的小毛刺或者是小裂缝。这些微裂缝，在常温下可能会很安静，但是当它进入到加热收缩的过程中时，管壁会在收缩应力的作用之下紧紧地贴合在基材表面上，而那些微裂缝就变成了应力释放的通道了。裂纹是从切口开始沿着轴向迅速扩展的现象，在收缩完毕的时候就可以看到一条裂缝了，有时候需要等管道冷却之后才会出现裂痕。根据行业的操作规范，在切割热缩管的时候，切口要平整光滑，不能有毛刺或者裂缝出现，以免在加热收缩的过程中形成应力集中，并沿着裂口发展开来。

　　除了手术刀片上的毛刺之外，在被保护材料表面上存在的尖锐角和棱线也是需要加以注意的地方。铜排、电缆接头、金属管路在加工或者搬运的过程中，由于各种原因，在其表面上会形成毛刺、划痕或者是锋利的棱角。氟橡胶热缩套管在加热的时候会处于一个软化的状态，在这个时候如果把它收回到有尖锐毛刺的基材上面去的话，那么它的管壁就会被划伤了。这样的划痕可能会在现场就出现裂缝的情况，也有可能是在使用了一段时间之后才会变成贯穿性的裂纹。

　　基材表面的油脂、杂质也会产生安装应力。油污会形成一层隔膜，在管壁和基材之间起作用，防止管壁在收缩之后与基材紧密结合在一起。不能很好的粘合在一起的地方，由于管壁收缩应力不能够被界面摩擦所分担，所以这些地方会形成局部集中的现象。经过一段时间之后，在应力集中的地方就会产生裂纹萌生点。

　　另外一个很容易忽视的安装因素就是弯曲半径。氟橡胶热缩套管安装完毕之后，如果被保护的电线电缆或者管道有急转弯的情况，在管子外弧的一端会一直处在拉伸的状态中，在管子内弧的一端则会一直处于压缩的状态之中。持续的弯曲应力不一定马上就会出现裂缝，但是它会使管道在以后遇到高温冲击或者机械振动时承受的能力大大减弱。在安装的时候要留出足够的余地和缓和的弯曲程度，这是防止这种应力损伤的主要方法之一。

　　第二点是由于温度冲击和热应力造成的，即突然冷却或加热要比长时间保持在某一温度下更加危险

　　氟橡胶热缩套管的标称连续使用温度一般为零下65℃至200℃之间，这样的范围很容易使人们认为它可以承受所有的温度。但是氟橡胶最害怕的是“温度低”，而并不是“温度变快”。

　　突然冷却或者突然加热都会在管道内壁形成热应力。当管道表面温度快速变化的时候，外层材料会首先发生膨胀或者收缩，在这个时候内层材料还没有来得及做出反应，所以就会出现内外层之间的应力差异。氟橡胶的导热性能差，在厚壁管道或者大口径管道中温差会非常大。温度的变化幅度越大，则热应力就越大。根据行业的资料表明，在温度变化达到50℃以上的时候，氟橡胶热缩套管就会很容易地产生裂缝。冬天安装的时候，热风枪加热之后的管道暴露在零下环境里，或者是高温设备停止检修期间，管道被冷水冲刷，也属于高危情况。

　　温度冲击所形成的裂纹形状和安装应力不一样。一般情况下是管壁中段出现横向或者斜向的裂纹，裂纹边缘比较粗糙，有时候还会伴随着管壁局部鼓起或者变形的现象。反复的温差变化会形成累积效应，在每次热胀冷缩的过程中都会在管道内壁上留下一些细微的损伤，这些损伤逐渐积累起来，并且最后以裂缝的方式全部释放出来。在高低温循环条件下对氟橡胶的老化进行研究发现，在经过了更多的循环之后，该材料最大拉伸强度以及拉断伸长率都会随之下降，并且由于温度反复变化所造成的这种疲劳性破坏也正在发生中。

　　对于双壁热缩管来说，温度冲击影响再加上内层热熔胶的作用。胶层和氟橡胶外层的热膨胀系数不一样，在温度急剧变化的时候，这两层之间会受到额外的剪切应力。即使收缩工艺本身不够好，内层胶没有完全融化，界面结合的初强度就会不足了，而温度冲击又成了压垮它的一根稻草。

　　第三种情况是由于化学腐蚀和长时间的老化造成的——分子链在你看不见的地方发生改变

　　把安装应力、温度冲击看作是“急性病”，而长期的老化则被视为“慢性病”。不会使管道在一夜间就破裂了，而是在很长的一段时间内，使得材料的韧性逐渐减弱直至有一天，在一个平常人根本不会产生任何伤害的小力之下——一次小小的弯曲——普通的振动就可以使管道破裂。

　　氟橡胶的热氧老化是从脱氟化氢反应开始的。在高温、氧气的作用之下，氟化氢从分子链中脱离出来，在主链上留下了碳碳双键。之后这些双键就会被氧化，从而使得链段发生断裂、主链也出现裂解现象。在衰老的过程中，分子会不断的发生断裂与交联的过程。交联使得材料变得坚硬和脆弱，在断裂的时候会使材料的承重能力降低。两者的综合作用下，血管壁由柔软变硬、由可以吸收变形的能量变成只能把能量转化成裂缝的增长。氟橡胶密封材料的热氧老化研究表明，在高温、高湿环境下，材料发生分子断裂和交联等现象，从而导致了材料内部分子结构的变化，并且由于非正常的老化因素所造成的变形会对制品性能造成很大的影响。

　　老化在宏观性能方面的影响最为明显的是断裂伸长率降低。据有关研究表明，在高温环境下经过一定时间之后，氟橡胶材料的拉伸延伸率会降低大约百分之二十左右。断裂伸长率就是用来评价橡胶韧性的一个重要参数，它是材料在受到外力作用的时候能够被拉伸的程度而不会爆裂。当断裂伸长率达到一定值之后，管道壁就没有能力去吸收和分散由于外力作用而产生的内应力了。即使是在正常的条件下可以接受的一个很小的角度弯曲或者是轻微的一次碰撞也会造成裂纹。

　　由于衰老而产生的裂纹形状一般和另外两种情况不一样。它的表现形式是管壁表面出现许多细微的龟裂，这些裂缝的方向比较杂乱无章，并且有的地方还会形成网状结构。管壁表面一般都会出现颜色加深、失去光泽、手感变硬甚至开裂的现象。当你对一根用了很长时间的氟橡胶热缩管进行检查的时候，如果发现在用手捏的时候已经没有了弹性，并且在弯曲的时候会出现比较明显的白色变色现象的话，那么这根热缩管就已经进入了老化过程中的后半段了。

　　需要注意的是，介质腐蚀会使物体的老化速度加快。氟橡胶对于大部分油脂、溶剂以及酸碱都表现出很好的耐受能力，但是它并不是全能的。强氧化性的介质、一些极性溶剂以及高温蒸汽都会腐蚀它。长时间接触不合适的介质之后，管道内壁首先会出现膨胀和硬化的现象，随后才会出现裂缝。介质腐蚀产生的裂纹一般是从和介质接触最为密切的地方开始，并且沿着这个方向慢慢深入到材料内部去，它的形状更像是表面龟裂而并不是贯穿性的裂纹。

　　这三个因素之间存在着密切的关系，远没有你想象中的那么松散

　　在真实的失效案例里，并不是这三个因素单独起作用。更为常见的情况是在安装的时候留有切口和毛刺，在使用过程中又经历了一次温度冲击，在此期间管壁上应力集中的地方首先出现了细微裂缝，之后随着长时间老化的影响，这些细微裂缝逐渐扩大成为贯通性的裂纹。安装应力就是“起跑线”，温度冲击就是“加速器”，长期老化则是“背景条件”。三者相加，裂纹产生和发展速度要比单个因素的作用要快很多。

　　因此，在你发现了某根管道有裂缝的时候，并不是只有看到这个裂缝就可以得出它的产生原因了。还需要结合该管道在使用过程中所经历的情况来进行推测。刚装上不久就开始有端部纵向裂纹的情况，很有可能是切割或者基材表面处理的原因;经过几个月甚至一年之后，在中间部位出现了横向裂缝，并且工作场所存在着比较大的温差变化，温度冲击被认为是主要的原因之一;服役几年之后才显现出来的表层龟裂，就说明是由于老化造成的累积失效。

　　在查找裂纹的原因的时候，一个比较简单有效的方法就是对照检查同一批次、同样环境下其他的管道。如果有少数几根水管出现裂缝的情况的话，那么问题很可能就出现在安装的过程中了;如果是同一个地方的管道出现了类似的裂缝的话，那么就要考虑是不是因为温度环境或者介质兼容性的原因造成的了。

　　在热缩管家族里，花纹热缩管表面的纹路结构，在温度循环的过程中可能会积累水分，而水分在冰冻、熔化过程中的体积变化，则会使得纹路凹槽处产生额外的局部应力。PVDF热缩管具有很好的耐化学性能，在低温条件下其韧性会降低，在弯曲的时候很容易出现裂缝，这是和氟橡胶的失效机理不一样的地方。氟橡胶热缩管和氟橡胶热缩套管都属于氟橡胶系列，它们在柔韧性、耐高温等方面是一致的，在对裂纹原因进行判断的时候也可以互相参考。

　　发现了裂纹之后，如何来判定是否还可以继续使用

　　裂缝产生之后，首先要观察它的位置、形状等。端部裂纹是最危险的一种，因为在端部处是密封的重要部位，如果端部出现裂纹就表示密封已经全部失效了。贯穿性的裂纹要更换新的部件，空气的击穿场强远远小于氟橡胶材料本身的强度，裂纹形成后的空气通道将会成为整个绝缘系统的一个薄弱环节。表面龟裂就是老化后期的表现了，就算裂缝看上去不是很严重，但是材料的断裂伸长率却已经明显降低。轴向长裂纹要进行扩展的风险评估，在裂纹两边轻轻按压，如果裂纹在轻微的压力之下就会明显的扩大，则说明管壁有效承载截面已经不够了。

　　如果是表层非常浅的划痕或者轻微的压力痕迹，并且没有蔓延到管道内壁上，也没有出现于端部或者应力集中处，则可以先进行观察，但是要缩短检查周期。对于重要的场合，比如高压电气绝缘、航空航天、医疗器械、化学管道密封等，如果有任何可以发现的裂缝都不可接受。

　　一根氟橡胶热缩套管的价值，并不是因为它“能不能再用上”了，而是要看它之前所起过的绝缘、防护和密封的作用还剩多少没有。找出裂纹的原因要比更换一条新的管道更加重要。因此如果没有弄清原因的话，更换上新管道之后，很有可能会沿着相同的路线破裂开来。