Los cables de PVC comunes pueden volverse "duros, quebradizos y agrietados" en el compartimiento del motor
Si alguna vez abrió el capó de un vehículo más antiguo y observó de cerca los mazos de cables expuestos, es posible que haya notado algo relacionado con:el aislamiento del cable se siente duro y quebradizo, y en algunas áreas ya se ha agrietado, dejando al descubierto los conductores de cobre del interior.
Este no es un fenómeno aislado. Es un problema común de envejecimiento asociado conCables de PVC (cloruro de polivinilo) que funcionan en compartimentos de motor de alta-temperatura.
El problema radica en las características materiales del PVC. Para hacer que el PVC sea suave y flexible, los fabricantes añadenplastificantes- aditivos químicos que hacen que el PVC, que de otro modo sería rígido, sea más fácil de doblar. Sin embargo, la exposición prolongada a altas temperaturas en el compartimento del motor (80 grados a 150 grados, con temperaturas localizadas cerca del sistema de escape que a veces exceden200 grados) puede hacer que estos plastificantesevaporarse o migrar gradualmente fuera del material.
Una vez que se agotan los plastificantes, el PVC gradualmenteregresa a su estado inherentemente rígido y frágil.
¿Qué pasa después?
El aislamiento de PVC endurecido pierde su flexibilidad y comienza adesarrollar grietas bajo la vibración continua del vehículo. A medida que las grietas se expanden, secciones del aislamiento puedendescamarse o romperse, exponiendo los conductores de cobre a la oxidación y la corrosión.
Lo que es más grave, los conductores expuestos pueden entrar en contacto entre sí y provocar uncortocircuito, o haga contacto con la carrocería metálica del vehículo y causefuga eléctrica o falla a tierra. Las consecuencias pueden variar desde señales distorsionadas de los sensores hasta, en casos graves, unafuego electrico.
Algunos propietarios de vehículos han informado que al reemplazar un radiador o realizar otro tipo de mantenimiento, el tubo protector de PVC debajo del capó se había vuelto tan frágil queSe desmoronó como migas de galleta cuando se tocó..
No se trata simplemente de un fracaso aislado.
En el ambiente de alta-temperatura del compartimiento de un motor, el envejecimiento del cable de PVC no es una cuestión de "si" ocurrirá, sino de "cuánto tiempo" tomará.
Resistencia química del PUR: protección contra el aceite de motor, el refrigerante y el combustible
PUR (Poliuretano)tiene una estructura de material fundamentalmente diferente a la del PVC, lo que da como resultado un rendimiento a largo plazo-muy diferente.
El PVC tiene una resistencia limitada a los aceites y ciertos productos químicos. El aislamiento PUR, por el contrario, ofrece una fuerte resistencia a muchas sustancias que se encuentran comúnmente en entornos industriales y automotrices, incluidasAceite de motor, refrigerante, aceite hidráulico, gasolina, ácidos diluidos y soluciones alcalinas..
Su resistencia química se puede resumir en:
Resistencia a los aceites de motor y lubricantes:Cumple conEN 50363-10-2requisitos, con buena resistencia a la exposición-a largo plazo a lubricantes-a base de aceite-mineral sin hinchazón ni descomposición significativas.
Resistencia al refrigerante:Mantiene un rendimiento estable cuando se expone a refrigerante o fugas de refrigerante.
Resistencia a la gasolina y al combustible:Resiste la degradación cuando se expone a combustibles automotrices.
Resistencia a ácidos y álcalis:Proporciona resistencia a una variedad de productos químicos ácidos y alcalinos.
Hidrólisis y resistencia microbiana:Funciona bien en ambientes húmedos y es resistente a la degradación causada por la hidrólisis y el crecimiento microbiano.
El PVC puede hincharse, ablandarse y eventualmente agrietarse gradualmente cuando se expone al aceite de motor.En condiciones comparables,El PUR puede mantener sus propiedades físicas durante años.
Ésta es una de las razones por las que los cables PUR se utilizan ampliamente en entornos exigentes, como la fabricación de maquinaria y la producción de automóviles, donde la exposición al aceite y otros contaminantes es común.
PUR también es unmaterial libre de halógenos-, es decir, no contiene elementos halógenos como cloro, flúor o bromo. En condiciones extremas como el fuego, el PUR no produce el mismo tipo degases de haluro de hidrógenoasociado a la combustión de PVC, que puede generarcloruro de hidrógeno y otros vapores tóxicos.
Datos de prueba de flexión: millones de ciclos de flexión en aplicaciones de cadena de arrastre-
Los arneses de cableado del-compartimento del motor y de las bisagras-de las puertas se enfrentan a algo más que altas temperaturas y exposición a sustancias químicas. También deben resistirFlexión repetida y fricción mecánica..
Cada vez que la puerta de un vehículo se abre y se cierra, el mazo de cables de la puerta se flexiona. Cada vibración que se experimenta durante la conducción también genera tensión mecánica en el cableado dentro del compartimiento del motor.
Con el tiempo, esto puede sumar hastamillones de ciclos de flexión repetidos.
Entonces, ¿cómo se comporta el PVC en estas condiciones dinámicas?
En las pruebas de cadena de arrastre-,Los cables de PVC normalmente pueden soportar entre 200.000 y 500.000 ciclos de flexión a temperatura ambiente.. Y eso está debajocondiciones de temperatura ambiente-. A las elevadas temperaturas que se encuentran dentro del compartimiento del motor, la vida útil puede reducirse aún más.
¿Qué pasa con el PUR?
Los datos de pruebas de la industria proporcionan algunos ejemplos impresionantes:
Cable Ethernet industrial L-com Cat5e PUR:Pasó unPrueba de flexión de 1 millón de-cicloscon un radio de curvatura de 10 veces el diámetro del cable y unPrueba de flexión de 10 millones de-cicloscon un radio de curvatura de 20 veces el diámetro del cable.
Cable del sensor PUR de Phoenix Contact:Las pruebas de flexión dinámica pueden soportarhasta 10 millones de ciclos de flexión.
Cables de datos PUR chainflex® de igus:Diseñado y probado paramillones de ciclos de flexiónen aplicaciones de cadena de arrastre-al tiempo que se mantiene la integridad de la señal.
Cable de cadena portacables HELUKABEL MULTIFLEX 512-PUR:Probado hasta aproximadamente10 millones de ciclos de flexión alternos.
¿Qué significan realmente 10 millones de ciclos de flexión?
Supongamos que la puerta de un vehículo se abre y cierra 10 veces al día. Eso equivaldría aproximadamente a 3.650 ciclos por año.
En 10 millones de ciclos, eso correspondería teóricamente a aproximadamente2.740 añosde los ciclos de apertura-de la puerta.
Por supuesto, la vida útil-en el mundo real depende de muchas otras variables, por lo que este cálculo no debe interpretarse como una vida útil real del producto. Sin embargo, ilustra la excepcional resistencia a la fatiga que el PUR puede proporcionar bajo flexión repetida.
PUR logra este desempeño porque su estructura molecular proporcionaexcelente elasticidad y resistencia al desgarro.
Durante la flexión repetida, la cubierta de PURDistribuye la tensión mecánica de manera más uniforme, como un resorte., en lugar de concentrar la tensión en un solo punto y permitir que se desarrollen grietas como lo hace el PVC.
Combinado conConductores de cobre finamente trenzados y altamente flexibles., Los cables PUR pueden alcanzar radios de curvatura mínimos tan bajos como6 veces el diámetro del cable, dependiendo de la construcción específica del cable.
Ciclos de temperatura alta/baja: -40 grados a +105 grados
Los mazos de cables de los automóviles deben soportar un rango de temperatura mucho más extremo de lo que la mayoría de la gente cree.
Invierno
En regiones como América del Norte, el norte de Europa y Rusia, las temperaturas exteriores pueden descender a-40 grados o incluso menos.
Verano
En regiones desérticas o áreas de estacionamiento cerradas, las temperaturas dentro de un vehículo pueden exceder60 grados.
Compartimento del motor
Después de una conducción prolongada, las temperaturas dentro del compartimento del motor pueden superar fácilmente100 grados.
Un cable que debe funcionartodo el año-bajo estas condicionesimpone requisitos extremadamente exigentes al material aislante.
Limitaciones de temperatura del PVC
Un rango operativo típico de PVC es de aproximadamente-20 grados a +70 grados.
Abajo-20 grados, el PVC puede convertirserígido y quebradizo, aumentando el riesgo de agrietamiento o rotura al doblarse.
Durante el funcionamiento prolongado por encima70 grados, la migración de plastificantes y el envejecimiento térmico pueden acelerarse significativamente.
Rendimiento de temperatura PUR
Reunión sobre cables PUR de grado-para automociónISO 6722Los requisitos pueden proporcionar un rango de temperatura de funcionamiento de aproximadamente-40 grados a +105 grados.
¿Qué significa esto en términos prácticos?
A -40 grados
En condiciones de frío extremo, aislamiento PUR.conserva su flexibilidady es menos probable que se vuelva quebradizo y se rompa cuando se dobla.
Algunas construcciones de cables PUR especializadas pueden mantener un buen rendimiento de flexión incluso a temperaturas tan bajas como-60 grados.
A +105 grado
A temperaturas elevadas, el aislamiento PUR está diseñado pararesistir el ablandamiento, la deformación y el envejecimiento acelerado.
Según los datos de pruebas de -alta temperatura-a largo plazo a los que se hace referencia, los cables PUR pueden mantener un rendimiento estable durantePruebas de alta temperatura de 3000-horas.
El desafío más importante: los ciclos de temperatura
El verdadero desafío a menudo no es simplemente la temperatura alta o baja, sinociclos de temperatura repetidos.
Por ejemplo, un vehículo puede experimentar una secuencia como:
-30 grados durante la noche → arranque del motor → la temperatura del compartimento del motor aumenta a +80 grados durante el funcionamiento
Este ciclo repetido de expansión-y-contracción ejerce una presión considerable sobre el aislamiento del cable.
Bajo estas condiciones cíclicas, PUR está diseñado para resistirMicrofisuras causadas por expansiones y contracciones térmicas repetidas., mientras que el PVC puede volverse gradualmente más duro y más susceptible a agrietarse.
Esta es la razón por la que-los arneses de diagnóstico para automóviles de alta gama utilizan chaquetas de PUR:
Están diseñados para mantener un rendimiento mecánico y eléctrico confiable en una amplia gama de climas - desde el Círculo Polar Ártico hasta el desierto del Sahara, y desde el arranque del motor en frío hasta el funcionamiento a plena carga-.
Cuando se comparan el PVC y el PUR, las diferencias son claras:
| Comparación | PVC (Cloruro de polivinilo) | PUR (Poliuretano) |
|---|---|---|
| Rango de temperatura | -20 grados a +70 grados | -40 grados a +105 grados |
| Resistencia al aceite | Limitado; puede hincharse | Excelente(Cumple con DIN EN 50363-10-2) |
| Resistencia al refrigerante | relativamente pobre | Excelente |
| Flexionando la vida | 200.000–500.000 ciclos | 1 millón-10 millones de ciclos |
| Resistencia a la hidrólisis | Moderado | Excelente |
| Resistencia a los rayos UV | Moderado | Excelente |
| Productos de combustión | Puede liberar cloruro de hidrógeno y otros gases tóxicos. | Características libres de halógenos-y de bajo-humo |
| Aplicaciones típicas | Instalaciones interiores, secas y fijas. | Compartimentos del motor, entornos exteriores, aplicaciones de flexión dinámica |
Los cables de PVC son económicos y fáciles de procesar, y pueden funcionar adecuadamente en ambientes interiores secos.
Sin embargo, en elcompartimiento del motor- un entorno exigente que combina altas temperaturas, contaminación por aceite, vibraciones y flexiones repetidas - El aislamiento de PVC es, en última instancia, más vulnerable al envejecimiento.
El PUR se considera a menudo como un "escudo protector" para los mazos de cables de automóviles porque su resistencia química ayuda a resistir la exposición al aceite del motor y al refrigerante, su estructura elástica soporta millones de ciclos de flexión y su amplio rango de temperaturas de funcionamiento permite un rendimiento confiable en climas extremos.
Para obtener un arnés de cables de diagnóstico de alta-calidad,El material utilizado para la cubierta exterior puede marcar la diferencia entre un cable que dura un año y uno diseñado para brindar un servicio confiable durante muchos años.