오전 3시 42분. 휴대폰이 진동합니다. “주 전원 라인 다운. 패널에서 연기 발생.”
공장에 도착했을 때, 유지 보수팀은 이미 3번 구역의 모터 제어 패널 전원을 차단했습니다. 문을 열기도 전에 매캐한 냄새가 코를 찌릅니다. 내부에는 깔끔하게 정돈되어 있어야 할 배선 연결부가 녹아내린 양초 공장처럼 보입니다. 6개월 전에 신중하게 설치했던 열 수축 튜브는 단순히 고장난 것이 아니라, 화재 확산을 도왔습니다.
이틀 후, 패널 검사관의 보고서가 책상에 놓입니다. 고장 원인: “난연성 재료가 아닌 절연 재료가 화재 확산에 기여함.” 해석: 난연 등급이 필요한 곳에 일반 열 수축 튜브를 사용했습니다.
“동등한” 튜브에 대한 401달러의 비용 절감이 167,000달러의 실수로 바뀌었습니다. 일반 폴리올레핀 열 수축 튜브와 UL 224 VW-1 난연 등급 간의 보이지 않는 차이점에 오신 것을 환영합니다. 이 차이는 중요하지 않을 때까지는 사소해 보입니다.
아무도 말하지 않는 문제: 화재 연료로서의 열 수축 튜브
데이터 시트에서 충분히 강조하지 않는 점은 다음과 같습니다. 일반 열 수축 튜브는 가교 폴리올레핀으로 만들어집니다. 폴리올레핀은 플라스틱입니다. 플라스틱은 탑니다. 때로는 맹렬하게.
전기적 결함으로 인해 연결부에 에너지가 쏟아질 때 (콜드 스타트 시의 돌입 전류, VFD로 인한 고조파 가열, 또는 느슨한 단자로 인한 저항 등) 열 수축 튜브는 가장 약한 연결 고리가 됩니다. 일반 튜브는 녹습니다. 뚝뚝 떨어집니다. 그리고 결함으로 인해 충분한 열이 발생하면 불이 붙습니다.
일단 타기 시작하면 일반 폴리올레핀은 저절로 꺼지지 않습니다. 계속 타오릅니다. 녹아내린 액체는 아래의 면 전선 절연체를 발화시킬 수 있습니다. 불꽃은 튜브 길이를 따라 퍼집니다. 본질적으로 전선 관리 솔루션을 가속제의 퓨즈로 바꾼 것입니다.
난연성 열 수축 튜브는 그 반대의 역할을 합니다. 화염에 노출되면 탄화되어 스스로 꺼집니다. 재료 화학은 근본적으로 다릅니다. 단순히 “더 나은” 것이 아니라 가열될 때 흡열 반응을 일으켜 에너지를 흡수하고 보호 탄화층을 형성하는 할로겐 프리 난연 첨가제로 설계되었습니다. 휘발유와 난연 폼의 차이점을 생각해보십시오. 둘 다 재료이지만 화재 스트레스 하에서의 거동은 천지 차이입니다.
60초 규칙: 열 수축 튜브를 “난연성”으로 만드는 요소”
전기 산업은 타는 튜브와 타지 않는 튜브를 구분할 방법이 필요했습니다. UL 1581의 “수직 전선 화염 시험”이라고 공식적으로 불리는 VW-1 테스트가 도입되었으며, 절연 튜브에 대한 UL 224 표준에 명시되어 있습니다.
테스트 설정은 고등학교 화학 실험처럼 보입니다. 24인치 길이의 열 수축 튜브 샘플을 수직으로 장착합니다. 그 아래 20° 각도로 분젠 스타일 버너를 놓습니다. 바닥에 외과용 면을 놓습니다 (타는 액체를 받기 위해). 상단에 크라프트지 깃발을 매달아 놓습니다 (화염 확산 측정용).
이제 테스트가 시작됩니다.
- 15초 동안 화염을 가합니다.
- 화염을 제거합니다.
- 샘플이 스스로 꺼질 때까지 기다립니다 (또는 최대 60초).
- 반복합니다. 5회 총 75초 동안 화염에 노출됩니다.
VW-1을 통과하고 “난연성” 상태를 얻으려면 튜브는 다음 조건을 충족해야 합니다.
- 각 화염 적용 후 60초 이내에 스스로 꺼져야 합니다. 이것이 “60초 규칙”입니다.”
- 표시 깃발의 25% 이상 타지 않아야 합니다.
- 떨어지는 물질로 외과용 면에 불이 붙지 않아야 합니다.
일반 폴리올레핀 열 수축 튜브는 어떻게 될까요? 끔찍하게 실패합니다. 튜브가 녹고, 타는 액체가 면에 떨어져 (불이 붙음), 불꽃이 25% 표시를 넘어 위로 퍼집니다. 난연성 VW-1 등급 튜브는 어떻게 될까요? 재료가 탄화되고, 불꽃이 10-20초 이내에 스스로 꺼지며, 떨어지는 액체가 없어 아래의 면에 불을 붙이지 않습니다.
이 테스트는 설계상 가혹합니다. 5번의 개별 화염 적용은 반복적인 열 스트레스를 시뮬레이션합니다. 이는 여러 모터 시작 주기 또는 간헐적인 결함 조건에서 발생하는 것과 정확히 같습니다. 튜브가 이 시련을 견디고 매번 스스로 꺼질 수 있다면 인증된 제품에 표시된 VW-1 등급을 획득합니다.
재료 화학: 일부 튜브는 타는 것을 멈추고 다른 튜브는 멈추지 않는 이유
일반 폴리올레핀 열 수축 튜브는 강도와 온도 안정성을 위해 가교됩니다. 가교는 폴리머 사슬이 액체로 다시 녹는 것을 방지하며, 이는 기계적 특성에 매우 좋습니다. 불행히도 연소를 막는 데는 아무런 도움이 되지 않습니다.
난연성 튜브는 할로겐 프리 난연 화합물 (일반적으로 인 기반 또는 금속 수산화물 첨가제)을 추가하여 연소 화학을 변경합니다.
고열에 노출되면:
- 첨가제는 흡열적으로 분해됩니다 (환경에서 열 에너지를 흡수).
- 가연성 가스를 희석하는 수증기 또는 불활성 가스를 방출합니다.
- 기본 재료를 절연하는 탄소질 탄화층을 형성합니다.
- 탄화층은 산소가 아래의 타지 않은 재료에 도달하는 것을 방지합니다.
보이는 것: 튜브 표면이 녹는 대신 검게 변하고 굳어집니다. 화학적으로 일어나는 일: 재료가 분자 수준에서 적극적으로 화재와 싸우고 있습니다.
온도 등급은 유사하게 유지됩니다. 일반 등급과 난연 등급 간에 - 폴리올레핀 제형의 경우 일반적으로 -55°C ~ 125°C에서 작동합니다. 난연성 첨가제는 전기 절연 특성이나 수축률을 손상시키지 않습니다. 2:1 또는 3:1 수축률의 난연성 튜브는 정상 작동 조건에서 일반 튜브와 동일하게 작동합니다. 차이는 문제가 발생했을 때만 중요합니다.
2025년 11월 현재 전 세계 난연성 열 수축 튜브 시장은 약 33억 달러로 평가되며 산업, 자동차 및 항공우주 응용 분야에서 점점 더 엄격해지는 화재 안전 규정에 힘입어 2032년까지 43억 2천만 달러에 이를 것으로 예상됩니다.
난연성이 실제로 중요한 경우 (그리고 그렇지 않은 경우)
모든 응용 분야에 VW-1 등급 튜브가 필요한 것은 아닙니다. 모든 곳에서 난연 등급을 사용하는 것은 과도한 낭비일 것입니다. 그러나 특정 환경에서는 난연성 부족이 사소한 사양 세부 사항에서 진정한 안전 위험으로 바뀝니다.
다음 경우에는 난연성 열 수축 튜브가 절대적으로 필요합니다.
모터 제어 패널 및 VFD 응용 분야: 가변 주파수 드라이브는 시간이 지남에 따라 연결부에 스트레스를 줄 수 있는 고조파 가열을 생성합니다. 모터 시동 중 높은 돌입 전류 (일반적으로 정격 전류의 5-7배)와 결합하면 국부적인 가열에 완벽한 조건이 됩니다. 연결에 실패하면 난연성 튜브는 작은 전기적 결함이 패널 화재로 번지는 것을 방지합니다. UL 508A 제어 패널 표준은 이러한 이유로 점점 더 난연성 배선 구성 요소를 참조합니다.
고전압 전기 자동차 배선: EV 배터리 시스템은 400V ~ 800V DC에서 작동하며 결함 전류는 1,000암페어를 초과할 수 있습니다. 열 폭주 이벤트 또는 고저항 연결 실패 시 일반 열 수축 튜브는 발화되어 전체 와이어 하네스를 통해 화재를 확산시킬 수 있습니다. EV 제조업체는 일반적으로 모든 배터리 팩 배선에 대해 VW-1 이상 등급 (일부 자동차 특정 FMVSS 302 요구 사항)을 의무화합니다.
항공우주 및 군사 응용 분야: MIL-DTL-23053 군사 사양은 항공기 배선에 난연성 열 수축 튜브를 요구합니다. 고도에서는 감소된 기압이 연소 거동을 변화시키고 객실 화재는 실존적인 위협입니다. 항공우주용으로 평가된 난연성 튜브는 일반 VW-1보다 훨씬 더 엄격한 테스트를 통과해야 합니다.
가연성 분진이 있는 식품 가공 및 산업 환경: 공장에서 곡물, 설탕, 플라스틱 또는 금속 분말을 가공하는 경우 모든 점화원은 분진 폭발을 유발할 수 있습니다. 난연성 배선 구성 요소는 전기적 결함이 점화원이 되는 것을 방지합니다. NFPA 79 산업 기계 표준은 이러한 환경에서 난연성 재료를 권장하거나 요구합니다.
사무실 환경의 저전압 신호 배선 (50V 미만), 온도 조절 건물 내의 중요하지 않은 계측, 프로토타입 제작 및 실험대, 건축 법규에서 화염 등급을 지정하지 않는 주거 수리에는 일반 열 수축 튜브를 사용할 수 있습니다.
의사 결정 프레임워크:.
세 가지 질문을 합니다.
이 연결에서 사용할 수 있는 결함 전류는 얼마입니까?
- 이 연결에 실패하면 불이 붙을 수 있는 주변 물질은 무엇입니까?
- 해당 표준 (UL 508A, NEC, IEC 60204)에서 난연성 재료를 지정합니까?
- 결함 전류가 10암페어를 초과하거나 가연성 물질이 3피트 이내에 있거나 규정에서 요구하는 경우 난연성 튜브를 지정합니다.
실제로 VW-1 등급 튜브를 받고 있는지 확인하는 방법.
불편한 진실이 있습니다. 모든 "난연성" 열 수축 튜브가 실제로 그런 것은 아닙니다. 특히 적절한 UL 인증 없이 수입된 제품의 경우 위조 및 불량 튜브 시장이 현실입니다.
Here’s an uncomfortable truth: not all “flame-resistant” heat shrink tubes actually are. The counterfeit and substandard tubing market is real, particularly for products imported without proper UL certification.
튜브 자체에 다음과 같은 표시가 있는지 확인하십시오.
- “튜브에 인쇄된 ”VW-1“ 또는 ”VW-1 난연성"
- UL 파일 번호 (“E”로 시작하여 6자리 숫자, 예: E228117)
- “UL 224” 또는 “CSA C22.2 No. 198.1” 표준 참조
- 온도 등급 (일반적으로 폴리올레핀의 경우 “125°C”)
- 제조업체 식별
잠재적으로 규정을 준수하지 않는 튜브를 나타내는 경고 신호:
- 튜브 표면에 아무런 표시가 없음
- 쉽게 씻겨 나가는 표시 (정품 표시는 잉크로 인쇄되어 영구적임)
- 포장에 VW-1 등급이라고 주장하지만 튜브에는 표시가 없음
- 인증된 공급업체에 비해 가격이 의심스러울 정도로 낮음
- 공급업체가 UL 파일 번호 또는 테스트 보고서를 제공할 수 없음
중요한 응용 분야의 경우 문서 요청:
- 특정 제품 라인을 보여주는 UL 인증서
- VW-1 준수를 확인하는 테스트 보고서
- 난연성 첨가제를 보여주는 물질 안전 보건 자료 (MSDS)
- RoHS 준수 인증서 (할로겐 프리 난연제는 RoHS를 준수해야 함)
표준 폴리올레핀 열수축 튜브와 VW-1 난연성 폴리올레핀 열수축 튜브의 가격 차이는 크기 및 수량에 따라 일반적으로 30-50%입니다. 단일 패널 화재로 인해 장비 교체, 생산 중단 시간 및 복구에 50,000달러 이상의 비용이 발생할 수 있다는 점을 감안할 때 ROI 계산은 간단합니다. 미터당 추가 비용을 지출하십시오. 밤에 더 편안하게 주무십시오.
선택 가이드: 응용 분야에 맞는 난연성 등급
모든 난연성 튜브가 동일하게 만들어지는 것은 아닙니다. 기본 VW-1 준수 외에도 다음 사양을 고려하십시오.
수축률:
- 2:1 (가장 일반적): 4mm 튜브를 사용하는 경우 2mm ~ 4mm의 전선 직경에 적합
- 3:1 (더욱 다재다능함): 더 넓은 크기 범위를 커버하며 불규칙한 모양에 유용
- 4:1 (특수): 최소한의 재고로 대형 커넥터 또는 스플라이스를 덮는 고비율 튜브
벽 두께:
- 얇은 벽 (0.3-0.5mm): 좁은 공간, 최소 무게, 여전히 VW-1 통과
- 중간 벽 (0.5-1.0mm): 표준 산업 응용 분야, 더 나은 내마모성
- 두꺼운 벽 (1.0mm 이상): 높은 기계적 스트레스, 실외 노출, 지하 설치
특수 기능:
- 접착제가 있는 이중벽: 가열 시 수분 밀봉 생성 (실외 또는 해양에 중요)
- 할로겐 프리 인증: 유럽에서 요구 (RoHS), 밀폐된 공간에서 선호
- UV 저항성 제형: 직사광선에 노출되는 실외 설치용
- 고온 변형: 모터 또는 변압기 근처의 응용 분야를 위한 최대 150°C 또는 175°C
일반적인 모터 제어 패널 응용 분야의 경우 다음을 지정하십시오.
- 2:1 또는 3:1 수축률
- 얇거나 중간 벽
- UL 224 VW-1 등급
- 가능하면 할로겐 프리
- 온도 등급: 최소 -55°C ~ 125°C
- 전압 등급: 600V (대부분의 제어 회로에 대한 표준)
프로 팁: VW-1 인증이 유지된 상태로 절단 서비스 제공이 가능한 유통업체에서 구입하십시오. 미리 절단된 튜브는 설치 시간을 줄이고 인증된 재료와 인증되지 않은 재료를 혼합하는 대신 재고 전체에서 인증된 재료를 사용하도록 보장합니다.
사용하지 않아야 할 곳에서 표준 튜브를 사용하는 데 드는 실제 비용
서두에서 언급한 새벽 3시 패널 화재에 대한 수치를 살펴 보겠습니다.
직접 비용:
- 패널 교체 및 배선: 18,000달러
- 비상 전기 기술자 출장: 2,400달러
- 검사 및 인증: 3,200달러
- 소계: 23,600달러
간접 비용:
- 생산 라인 중단 시간 (시간당 3,200달러로 14시간): 44,800달러
- 교체 부품에 대한 특송 배송: 1,800달러
- 보험 공제액: 5,000달러
- 소계: 51,600달러
총 사고 비용: 75,400달러
처음에 VW-1 난연성 튜브를 사용했을 때의 비용:
- 표준 대신 50미터의 난연성 열수축 튜브: 145달러 추가 비용
이는 520:1의 비용 승수입니다. 화재는 심각하지 않았습니다. 부상자도 없고 주변 장비 손상도 없으며 하나의 패널 내에 억제되었습니다. 계약 손실, 규제 벌금 및 평판 손상을 고려하면 더 심각한 사고는 쉽게 250,000달러를 초과할 수 있습니다.
엔지니어링 결정은 단순히 난연 튜브의 비용이 더 많이 드는지에 대한 문제가 아닙니다. 열 응력 하에서 연결부에 결함이 발생하지 않을 것이라는 $75,000의 내기를 걸 의향이 있는지에 대한 문제입니다. 대부분의 패널은 괜찮을 것입니다. 하지만 200개의 패널이 10년 동안 24시간 가동되는 시설에서는 어떤 패널이 통계적으로 불운한 패널이 될 것인가라는 질문이 됩니다.
지금 당장 해야 할 일
새로운 설비를 사양에 맞게 지정하는 경우:
- 해당 표준 검토 (제어 패널의 경우 UL 508A, 배선 방법의 경우 NEC 300-400조)
- 고장 전류가 10A를 초과하거나 가연성 물질이 있는 영역 식별
- 자재 명세서에 “UL 224 VW-1 난연 열 수축 튜브” 지정
- 공급업체로부터 인증 문서 요구
- 수령 검사 중 튜브 표시 확인
표준 튜브가 있는 기존 설비가 있는 경우:
- 위험 평가 수행: 고장 전류는 얼마입니까? 주변에 무엇이 있습니까?
- 고위험 영역 (모터 피더, VFD 연결, 고전압)에서 우선적으로 교체
- 고장을 기다리는 대신 계획된 가동 중지 시간 동안 교체 예약
- 보험 및 규정 준수를 위해 업그레이드 문서화
현재 가지고 있는 것이 확실하지 않은 경우:
- 필요한 경우 독서용 안경을 끼고 좋은 조명 아래에서 튜브 표시 확인
- 제품 문서에 대해서는 원래 설치자 또는 공급업체에 문의
- 표시가 읽을 수 없거나 없는 경우 표준 비 난연성으로 간주하고 교체 계획
설치한 튜브는 모든 것이 완벽하게 작동할 때는 아마도 “충분히 좋았을” 것입니다. 그러나 전기 시스템은 항상 완벽하게 작동하지는 않습니다. 절연재가 노후화됩니다. 연결이 느슨해집니다. 서지가 발생합니다. 새벽 3시에 문제가 발생하면 화재를 키우는 대신 화재와 싸우는 절연재를 원합니다.
VIOX ELECTRIC 난연 열 수축 튜브를 사용하는 이유
VIOX ELECTRIC은 산업용 모터 제어 및 전력 분배 애플리케이션을 위해 특별히 설계된 UL 224 VW-1 인증 난연 열 수축 튜브를 제조합니다. 당사의 튜브는 다음 표준을 충족하거나 초과합니다.
- UL 224 / CSA C22.2 No. 198.1 표준
- VW-1 수직 화염 테스트 요구 사항
- 할로겐 프리 난연제 제형에 대한 RoHS 준수
- 온도 범위: -55°C ~ 125°C
- 전압 정격: 600V
- 수축 비율: 2:1, 3:1 및 4:1 사용 가능
모든 배치에는 추적성을 위한 인증 문서 및 영구 튜브 표시가 포함됩니다. 패널 빌더 및 OEM을 위한 절단 길이 서비스로 제공됩니다.
VIOX 기술 지원에 문의하십시오. 애플리케이션별 권장 사항 및 대량 가격에 대해서는 문의하십시오.
