Introducción a los tubos termorretráctiles
La siguiente información le ayudará a determinar qué tipo de producto termorretráctil es el más adecuado para su aplicación. Le servirá de guía paso a paso para asegurarse de que está comprando el producto correcto, y le ayudará a identificar la solución más rentable a la vez que se asegura de que lo que compra va a satisfacer sus necesidades. En esta sección se tratan los conceptos básicos de los tubos termorretráctiles.
Introducción a los tubos termorretráctiles
Los tubos termorretráctiles se fabrican mediante un proceso de dos etapas. En el primer paso se utilizan procedimientos de extrusión estándar, tras lo cual un proceso secundario hace que el tubo sea termorretráctil. Aunque los detalles de este proceso secundario están patentados, se utilizan calor y fuerza para expandir el diámetro del tubo. A continuación, el tubo se enfría a temperatura ambiente mientras está expandido. Si posteriormente se expone el tubo a una cantidad suficiente de calor, volverá a su tamaño original siempre que no se le impida hacerlo.
Introducción a los tubos termorretráctiles
Los tubos termorretráctiles tienen muchas aplicaciones útiles. A continuación encontrará una lista de sus diversos usos:
- para proporcionar aislamiento eléctrico (cubriendo terminales, empalmes, reparaciones de cables u otros conectores)
- para agrupar elementos sueltos (normalmente cables en mazos de cables)
- como cubierta protectora, salvaguardando de:
- abrasión
- corte
- astillado
- peeling
- rozaduras
- abolladura
- bajo impacto
- proporcionar un sellado ambiental, protegiendo los componentes sensibles de contaminantes como la humedad y los productos químicos que podrían causar la oxidación y/o corrosión de los componentes
- para aliviar la tensión
- proporcionar aislamiento térmico
- para codificar por colores elementos específicos
- modificar el acabado superficial de un objeto
- para identificar un componente (con impresión, un color personalizado, etc.)
Paso 1: Entender su aplicación
El aspecto más importante para elegir el producto termorretráctil adecuado a sus necesidades es comprender y definir todo lo necesario para su aplicación. La única forma de asegurarse de que está adquiriendo el producto más adecuado y rentable es comprender perfectamente su aplicación y los requisitos que debe cumplir.
Requisitos de tamaño
Independientemente de si utiliza tubos termorretráctiles en una aplicación eléctrica, como alivio de tensión, como cubierta protectora o por cualquier otro motivo, determinar el tamaño correcto es de suma importancia. Las dos dimensiones más importantes que debes medir para tu aplicación son el diámetro más grande sobre el que debe deslizarse el manguito expandido y el diámetro más pequeño que el tubo debe cubrir por completo una vez termorretráctil. Estas dos dimensiones se utilizarán más adelante en el paso 2 para ayudarle a determinar el tamaño y la relación de contracción necesarios para su tubo. Si alguno de estos puntos tiene un perfil no circular, tendrá que convertir el perímetro no circular en diámetro. Para ello, mida el perímetro total en ese punto y divídalo por pi (o 3,14). Esto le dará un diámetro "efectivo" que puede utilizar para determinar el tamaño de tubo que necesita. Para el componente de la derecha de la figura de la página siguiente, el diámetro mayor es igual a (A+A+B+B)/pi y el diámetro menor es simplemente d.
Otra dimensión importante que hay que tener en cuenta es el grosor mínimo de la pared. Es posible que los requisitos eléctricos de la aplicación exijan un grosor de pared mínimo. O, si el tubo va a estar sometido a una abrasión o desgaste excesivos, es posible que desee un grosor de pared mayor que el que ofrece el tamaño estándar. Además de definir el espesor de pared mínimo requerido, también es necesario determinar el diámetro en el que se necesitará dicho espesor. Esta información es fundamental para elegir el tamaño de tubo necesario en el paso 2.
Otra dimensión importante que hay que tener en cuenta es el grosor mínimo de la pared. Es posible que los requisitos eléctricos de la aplicación exijan un grosor de pared mínimo. O, si el tubo va a estar sometido a una abrasión o desgaste excesivos, es posible que desee un grosor de pared mayor que el que ofrece el tamaño estándar. Además de definir el espesor de pared mínimo requerido, también es necesario determinar el diámetro en el que se necesitará dicho espesor. Esta información es fundamental para elegir el tamaño de tubo necesario en el paso 2.
Requisitos de la propiedad eléctrica
Si su tubo termorretráctil va a proporcionar aislamiento eléctrico o a agrupar cables eléctricos, es probable que deba cumplir determinadas directrices normativas. Para elegir el producto adecuado para su aplicación, necesitará saber si debe cumplir alguna norma UL/CSA (Underwriters Laboratories / Canadian Standards Association), ASTM (American Society for Testing and Materials), AMS (Aerospace Material Specification), EU (Unión Europea) u otras especificaciones militares o de automoción. Estas directrices suelen cubrir requisitos eléctricos comunes como la rigidez dieléctrica y la resistencia a las llamas. Otros posibles requisitos eléctricos podrían ser que el tubo no contenga halógenos o que esté fabricado con un material específico. Asegúrese de conocer todos los requisitos eléctricos antes de elegir su producto termorretráctil.
Entorno operativo
Otro paso fundamental a la hora de definir los requisitos de su aplicación de tubo termorretráctil es conocer el entorno en el que funcionará el tubo. Por ejemplo, ¿se someterá el tubo a una abrasión o flexión excesivas? ¿Entrará en contacto con aceites, grasas, combustibles, productos químicos u otros fluidos? También es importante saber si el tubo se va a utilizar en interiores o exteriores. Si se va a utilizar en el exterior, podría estar sometida a una exposición excesiva a los rayos UV. Si va a estar tendida o enterrada bajo tierra, puede necesitar una resistencia superior al crecimiento de hongos. Por último, puede ser necesario un sellado ambiental mejorado (como el que se obtiene con los tubos termorretráctiles con revestimiento adhesivo) para proteger cualquier parte sensible del objeto que cubra el tubo. Todos estos factores deben tenerse en cuenta antes de seleccionar el producto termorretráctil.
Paso 2: Determinar el tamaño de tubo necesario
El siguiente paso consiste en determinar el tamaño de tubo más adecuado para su aplicación. Con las medidas obtenidas en el paso 1, tendrá que definir las siguientes dimensiones de tubo que mejor se adapten a sus necesidades: diámetro interior expandido mínimo, diámetro interior recuperado máximo y grosor de pared recuperado mínimo. Esta sección explicará cada una de estas dimensiones de tubo y cómo se relacionan con las medidas de su aplicación encontradas en el Paso 1.
Diámetros interiores expandidos y recuperados
Tradicionalmente, los tubos termorretráctiles se especifican por el diámetro interior mínimo original ("expandido") y la relación de contracción nominal. Sin embargo, una buena hoja de datos de un producto termorretráctil no sólo indicará el diámetro interior expandido mínimo y la relación de contracción nominal del tubo, sino también su diámetro interior recuperado máximo. En primer lugar, comprueba que el diámetro interior mínimo expandido del tubo es mayor que el diámetro mayor sobre el que debe deslizarse el manguito (utilizando la medida que has tomado en el paso 1). A continuación, compruebe que el diámetro interior máximo recuperado del tubo es inferior al diámetro más pequeño que debe cubrir por completo (también medido en el paso 1). Consulte la figura siguiente, que ilustra estas dimensiones de los tubos:
Ratio de contracción
Si la ficha técnica del producto no indica el diámetro interior máximo recuperado, puede calcularlo utilizando el diámetro interior mínimo expandido y la relación de contracción. Si un producto termorretráctil tiene una relación de contracción de 3:1 y el diámetro interior mínimo expandido es de 0,750", el diámetro interior máximo recuperado debería ser de 0,750"/3 o 0,250".
Espesor de pared
Ahora que ha determinado el diámetro interior expandido mínimo y el diámetro interior recuperado máximo (o relación de retracción), tendrá que determinar el espesor de pared recuperado mínimo necesario para su aplicación. El espesor de pared de un producto termorretráctil se especifica tradicionalmente como el espesor mínimo en la fase de recuperación total (véase la parte derecha de la figura anterior). Por lo tanto, para determinar el grosor de pared necesario de su producto termorretráctil, debe utilizar otra medida del paso 1: el grosor de pared mínimo necesario y el diámetro en el que se requiere ese grosor de pared. Si el diámetro de lo que está cubriendo es mayor que el diámetro máximo totalmente recuperado del tubo, el grosor final de la pared será menor que el especificado en la hoja de datos. Esto se ilustra en la figura siguiente:
La dimensión trec es el grosor de pared que se obtendría si el tubo termorretráctil pudiera retraerse completamente sin restricciones. Sin embargo, dado que su objetivo es impedir que el tubo se contraiga completamente, tendrá que determinar el tacto necesario antes de especificar trec para el tubo. La relación aproximada entre las dos dimensiones de espesor es la siguiente:
drec * trec + trec2 = dobj * tact + tact2
Se puede utilizar una relación mucho más simple para resolver trec o tact. Se trata de una aproximación adicional, pero aceptable para este fin*
:trec = (dobj * tact)/ drec o tact = (drec * trec)/ dobj
* Esta relación puede desviarse en un 10-20% con espesores de pared mayores. Póngase en contacto con su proveedor de tubos para asegurarse de que está obteniendo el espesor de pared real correcto con un tamaño de tubo de pared gruesa determinado.
Clave variable
tact = espesor de pared real después de la contracción sobre el objeto subyacente
dobj = diámetro del objeto subyacente
trec = espesor de pared recuperado especificado del tubo
drec = diámetro recuperado especificado del tubo
drec * trec + trec2 = dobj * tact + tact2
Se puede utilizar una relación mucho más simple para resolver trec o tact. Se trata de una aproximación adicional, pero aceptable para este fin*
:trec = (dobj * tact)/ drec o tact = (drec * trec)/ dobj
* Esta relación puede desviarse en un 10-20% con espesores de pared mayores. Póngase en contacto con su proveedor de tubos para asegurarse de que está obteniendo el espesor de pared real correcto con un tamaño de tubo de pared gruesa determinado.
Clave variable
tact = espesor de pared real después de la contracción sobre el objeto subyacente
dobj = diámetro del objeto subyacente
trec = espesor de pared recuperado especificado del tubo
drec = diámetro recuperado especificado del tubo
Contracción longitudinal
Si la longitud del tubo es una dimensión crítica para su aplicación, debe tenerse en cuenta la contracción longitudinal. Además de encoger en diámetro al aplicar calor, el tubo termorretráctil también puede encoger en longitud. La cantidad de reducción de longitud depende de la cantidad de reducción de diámetro, así como de las variables de procesamiento de fabricación, pero generalmente es de alrededor del 15% de la longitud original o menos. Dado que la contracción longitudinal depende de varias características del tubo, lo mejor es determinar la contracción longitudinal prevista de su producto termorretráctil a través de su proveedor.
Paso 3: Elegir el material termorretráctil adecuado
Una vez que haya definido todo lo necesario para su aplicación y haya elegido el tamaño de tubo adecuado, estará listo para elegir el material termorretráctil. A menudo hay varios productos que satisfarán sus necesidades, por lo que es importante conocer también el coste y la disponibilidad de cada opción. En esta sección examinaremos cómo elegir el material adecuado diferenciando cada uno por su coste y capacidad.
Materiales disponibles para tubos termorretráctiles
Un error común entre los usuarios de termorretráctiles es creer que sólo hay un material termorretráctil. Aunque la poliolefina es el material más utilizado, el tubo termorretráctil de PVC puede ser una alternativa rentable para muchas aplicaciones. Además de las familias de materiales de poliolefina y PVC, los tubos termorretráctiles especiales están disponibles en varios fluoropolímeros y materiales elastoméricos. Dentro de cada una de estas familias de materiales hay muchos compuestos diferentes que están diseñados para destacar en determinados entornos y/o cumplir especificaciones concretas.
PVC frente a poliolefina
La poliolefina es el material termorretráctil más utilizado. Sus ventajas radican en la reticulación de las cadenas poliméricas, que le permiten soportar altas temperaturas en el rango de 125°C-135°C (257°F -275°F). Sin embargo, un error común es creer que "el termorretráctil es el termorretráctil"; es decir, que todos los termorretráctiles son iguales y no importa cuál elijas. Aunque el PVC no puede soportar las temperaturas más altas que la poliolefina, tiene muchas ventajas. La más importante es su menor coste. El PVC suele costar entre un 10% y un 60% menos que la poliolefina. Si su aplicación implica un entorno operativo en el que la temperatura alta continua es de 105°C (221°F) o menos, debería considerar el termorretráctil de PVC sólo por el ahorro de costes. Además de la importante diferencia de precio, el PVC también ofrece colores más vivos y brillantes que la poliolefina, así como una claridad considerablemente mayor en su versión transparente. Los colores personalizados y los tintes transparentes también están disponibles con el termorretráctil de PVC, pero normalmente no con el termorretráctil de poliolefina. En las fotos de la página siguiente se comparan los colores y la claridad de la poliolefina y el PVC termorretráctil:
Otras dos ventajas del PVC sobre la poliolefina son: 1) El PVC transparente es ignífugo, mientras que la poliolefina transparente no lo es, y 2) El PVC es mucho más duro que la poliolefina, con mejor resistencia a la tracción y a la abrasión. Si su temperatura de funcionamiento es de 105°C (221°F) o inferior, se recomienda encarecidamente que considere el PVC como opción de material.
Tubos termorretráctiles con adhesivo
El tubo termorretráctil de poliolefina con revestimiento adhesivo (o de "doble pared") es un producto especializado que tiene una gran variedad de usos. Este producto es simplemente un tubo de poliolefina estándar con un revestimiento interior de adhesivo que se funde y fluye a la misma temperatura a la que se contrae el tubo de poliolefina. A medida que se aplica calor y el tubo se contrae, el adhesivo que fluye rellena los huecos y se ajusta a la forma subyacente. Esto forma un sello ambiental, protegiendo los componentes subyacentes de la humedad u otros contaminantes. En la foto siguiente se muestra un ejemplo de uso de tubos con revestimiento adhesivo:
Otros materiales termorretráctiles
Además de los productos mencionados, existen otros productos termorretráctiles especiales. Todos estos productos ofrecen cualidades únicas, como resistencia a temperaturas extremas, compatibilidad excepcional con productos químicos y fluidos y/o propiedades mecánicas superiores. Entre estos productos especiales se encuentran los fluoropolímeros (PTFE/FEP/PFA), la poliolefina clorada, la poliolefina elastomérica, el fluoruro de polivinilideno (PVDF) y los fluoroelastómeros. Debido a la mayor calidad de estos productos, son bastante más caros que los anteriores. En algunos casos, las diferencias de precio son extremas. El diagrama siguiente ofrece una comparación sencilla y genérica de las diferencias de precio de una muestra de materiales termorretráctiles:
Paso 4: Cómo utilizar el tubo termorretráctil
En esta sección se describen los distintos métodos de calentamiento utilizados habitualmente para retractilar tubos termorretráctiles. También se ofrecen algunos consejos para tener en cuenta a la hora de utilizar y almacenar los tubos.
Métodos de calefacción
El método más habitual para retractilar tubos termorretráctiles sobre los componentes subyacentes es el uso de una pistola de calor manual. Sin embargo, para volúmenes de producción más elevados, el método preferido para retractilar los tubos es utilizar un horno de paso continuo. Esto garantizará una recuperación completa del tubo al exponerlo uniformemente al calor suficiente durante un periodo de tiempo satisfactorio. En el caso del PVC, se recomienda exponer el tubo a 150°C (300°F) durante tres minutos. Esto permitirá un tiempo suficiente a la temperatura para lograr una recuperación completa. Sin embargo, a temperaturas muy altas, el PVC empezará a reblandecerse, por lo que aumentar la temperatura más allá de 150°C para ahorrar tiempo podría producir resultados negativos. La poliolefina, en cambio, puede soportar temperaturas de retracción muy superiores a 150°C. Se sigue recomendando exponer los tubos a 150°C durante tres minutos en un horno de paso continuo, pero para reducir el tiempo de procesamiento se puede experimentar con temperaturas de horno más altas. Por último, otro método que se utiliza ocasionalmente es el uso de luz focalizada (como la que emiten las bombillas halógenas) para retractilar los tubos.
Condiciones de almacenamiento
Para evitar una recuperación prematura, los tubos termorretráctiles de PVC deben almacenarse a temperaturas inferiores a 32°C (90°F) y fuera del alcance de la luz solar directa. Si se respetan estas pautas de almacenamiento, no debería haber problemas con la vida útil de este producto. Por otro lado, la poliolefina tiene una mayor capacidad para soportar temperaturas de almacenamiento elevadas y, por tanto, no debería haber problemas de caducidad.
Minimización de la contracción longitudinal
Si su aplicación requiere una gran longitud de tubo termorretráctil, hay una forma de minimizar y posiblemente eliminar la contracción longitudinal. En primer lugar, aplique calor a cada extremo del tubo con una pistola de calor, lo que fijará los extremos del tubo a los componentes subyacentes. A continuación, complete el proceso de contracción a lo largo de la sección central restante del tubo utilizando un horno de flujo continuo o una pistola de calor.
Paso 5: Disponibilidad de productos termorretráctiles a través de Grayline LLC
En esta sección se describen los productos termorretráctiles disponibles en Grayline Inc. así como los servicios personalizados que se pueden ofrecer.
Tubos termorretráctiles de PVC a medida
Grayline HS105C, un tubo termorretráctil de PVC con clasificación UL, está disponible en una amplia gama de tamaños y colores personalizados. Dentro de ciertos límites, Grayline puede fabricar HS105C con un diámetro interior y un grosor de pared personalizados para satisfacer los requisitos de su aplicación. El HS105C está disponible en muchos colores, entre los que se incluyen el cristalino, los tintes transparentes y una amplia gama de colores sólidos, incluido el que brilla en la oscuridad. Grayline también ofrece colores personalizados para aplicaciones de aspecto crítico. HS105C también está disponible en proporciones de retracción personalizadas.
Poliolefina químicamente reticulada
Grayline es uno de los pocos fabricantes del mundo que ofrece tubos termorretráctiles de poliolefina reticulada químicamente. Aunque no tiene las propiedades ignífugas de la poliolefina irradiada, puede fabricarse en tamaños y colores personalizados. Dado que este producto no necesita irradiación, las series pequeñas resultan rentables. Si su aplicación de poliolefina termorretráctil requiere un tamaño especial y/o un color personalizado, Grayline GP125 es su única opción disponible.
Otros materiales termorretráctiles
Además de los productos mencionados, Grayline ofrece diversos tubos termorretráctiles de poliolefina, con revestimiento adhesivo, de fluoropolímero y de fluoroelastómero. Encontrará una lista completa de los productos termorretráctiles suministrados por Grayline en www.graylineinc.com/wire-harness-electrical-tubing/heat-shrinkable-tubing. Para aplicaciones de mazos de cables, estos productos están diseñados para cumplir las rigurosas especificaciones de UL/CSA, ASTM, AMS, UE y otras especificaciones militares y de automoción.
Servicios adicionales ofrecidos por Grayline
Tanto los tubos termorretráctiles de PVC como los de poliolefina se pueden imprimir o estampar en caliente. Esta impresión puede utilizarse para indicar números de pieza, el nombre de su empresa, logotipo o información de contacto, advertencias de seguridad, instrucciones de uso o fecha de fabricación. Los tubos termorretráctiles de Grayline pueden suministrarse en bobinas o cortados a medida.
Conclusión
La información anterior pretende servir de orientación básica para los nuevos usuarios de tubos termorretráctiles. Si está interesado en alguno de los productos mencionados o si tiene alguna pregunta, no dude en ponerse en contacto con Grayline en el teléfono (800) 669-7986 o también puede visitar el sitio web de Grayline en www.graylineinc.com.
A continuación encontrará una lista parcial de los productos de tubo termorretráctil que ofrece Grayline en la actualidad. Los enlaces le llevarán a la página del producto en el sitio web de Grayline.
A continuación encontrará una lista parcial de los productos de tubo termorretráctil que ofrece Grayline en la actualidad. Los enlaces le llevarán a la página del producto en el sitio web de Grayline.
Tubos termorretráctiles Grayline
HS105C - Tubo termorretráctil de PVC, 2:1 UL/CSA VW-1
GP-125 - Tubo termorretráctil de poliolefina químicamente reticulado, uso general, 2:1
SL2535 - Tubo termorretráctil de poliolefina, 2:11
SL2535CL - Tubo termorretráctil de poliolefina, 2:1, transparente
SL125 - Tubo termorretráctil de poliolefina, 2:1, altamente ignífugo
SL3X - Tubo termorretráctil de poliolefina, 3:1
AL2X - Tubo termorretráctil de poliolefina, con revestimiento adhesivo, 2:11
AL3X - Tubo termorretráctil de poliolefina, con revestimiento adhesivo, 3:1
AL4X - Tubo termorretráctil de poliolefina, con revestimiento adhesivo, 4:1
MWT - Tubo termorretráctil de poliolefina, pared media, con revestimiento adhesivo, 3: 11
HWT - Tubo termorretráctil de poliolefina, pared gruesa, con revestimiento adhesivo, 3:1
MF392 - Tubo termorretráctil de fluoroelastómero modificado, 2:1
NHS - Tubo termorretráctil de poliolefina clorada, 2:1
PVDF - Tubo termorretráctil de fluoruro de polivinilideno modificado, 2:1
GP-125 - Tubo termorretráctil de poliolefina químicamente reticulado, uso general, 2:1
SL2535 - Tubo termorretráctil de poliolefina, 2:11
SL2535CL - Tubo termorretráctil de poliolefina, 2:1, transparente
SL125 - Tubo termorretráctil de poliolefina, 2:1, altamente ignífugo
SL3X - Tubo termorretráctil de poliolefina, 3:1
AL2X - Tubo termorretráctil de poliolefina, con revestimiento adhesivo, 2:11
AL3X - Tubo termorretráctil de poliolefina, con revestimiento adhesivo, 3:1
AL4X - Tubo termorretráctil de poliolefina, con revestimiento adhesivo, 4:1
MWT - Tubo termorretráctil de poliolefina, pared media, con revestimiento adhesivo, 3: 11
HWT - Tubo termorretráctil de poliolefina, pared gruesa, con revestimiento adhesivo, 3:1
MF392 - Tubo termorretráctil de fluoroelastómero modificado, 2:1
NHS - Tubo termorretráctil de poliolefina clorada, 2:1
PVDF - Tubo termorretráctil de fluoruro de polivinilideno modificado, 2:1
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