软管优化性能的测试方法

原文作者：JEFF  ANDRASIK.SMITHERS PAPRA  North America

文稿翻译：液压创新社

译文校对：曹   超

排版编辑：马艳双

通常难以预测软管的寿命或者判断失效原因。了解失效如何发生或者什么时候发生的，取决于时间、温度和压力等因素。使用条件和故障状况往往因产品而异，而且在正常工作状态下，如果未经测试，失效模式在首次使用前通常来说是未知的。对于复杂的应用环境，在加速试验中完全重复使用条件是不可能的。失效机理并不总是相同的，而是因属性改变逐渐产生的。

软管失效可能是由几种常见的情况引起的。弯曲、扭转或拉伸一根软管到一定程度，也就是小于指定的弯曲半径的程度是典型的失效模式。虽然过大的压力会导致软管内部撕裂 ，但如果在卷压过程中使用的压力不足，会导致软管从卷压过程中挣脱出来。装配不当，如软管和连接器不兼容或者缺少配件和夹具都可能导致泄露和损耗。此外，磨损或软管与其他面的摩擦可能会引起周围操作系统的变化，最终导致与现有设计的不一致 。

在整个产品开发生命周期中，有评估产品如何展现自身的实际应用的关键因素。材料测试让您了解高分子聚合物在特定的应用环境中是如何作用的，还能测量在单一条件下不同的环境因素的影响。测量数据可以应用到新的工况中，为备选材料的初始选择提供帮助。产品测试更有效的复制使用条件，只与特殊产品测试有关。常见的行业标准测试方法包括：FMVSS 106、 SAEJ 1610、 SAEJ2260、 SAE J2044/J2045、 GMW 16153、GMW 14785（汽车行业标准）以及SAE 1343, SAE 1517（工业标准）。此外，材料测试和产品测试两者都可能产生兼容性问题，这个问题存在于各种各样加强材料和带有软管的零部件中。

在测试开始之前，先确定应该测量的属性、应用环境下的关键功能，并且关键性指标必须要反复验证，具有可比性。问：什么是导致软管寿命的终结？或者标准阈值是什么？通常有50%损失于性能上，但绝对值可能更合适。要考虑到试样的厚度，因为它影响气体或液体在材料中的扩散速率，虽然非常大的组件的大多数性质可能几乎不受影响，但薄的部分很容易受到短期退化。一段特定时间的使用后对软管进行测试来评价它的性能要比检测它的失效容易，另外，还要考虑持续时间、工作温度、流体流动、装配以及其它的活动部件。

内部测试往往会成为产品开发过程中的试验阶段的瓶颈。延迟导致了时间的浪费，使得产品不能按预定时间进入市场,随之也就失去了收入。但是，目前有一个解决方案：添加外部测试可以节省时间和金钱。这个测试方案允许不同的变量或多次重复测试同时进行，从而确定竞争产品的基准点。内部测试可以用外部测试进行增补，并减少产品投放市场的途径，使试验验收阶段不堵塞。

史密瑟斯•拉普纳公司(Smithers Rapra)根据他们自身独特的情况，为商家创造了一个工具去比较与外部测试相对的内部测试的价值。它提供了以估算的最终产品市场零售价格为基础的潜在收入损益的准确预测、月销量预测、内部测试的计划延迟、外部测试的调整延迟以及外部测试的成本。想更多的了解关于试验成本对比的问题，请访问：www.smithersrapra.com/costcalculator.

关于作者：JeffAndrasik是北美州 史密瑟斯•拉普纳公司产品测试经理。

每一个软管都有最大允许工作压力（MAWP），验证软管和组装机构的压力范围时有三种常见的压力测试方法：

强化老化评估下，习惯用温度强化测试，短时间发生反应能产生更大的能量，高温会引起不同的反应，所以在强化范围内材料不能进行任何转换。为了得到最佳测试结果，温度应该保持在推荐的上限操作温度之下。

测试材料抗拉强度时，失效总是发生在试件的中心，所以很容易测量产品的失效点。聚合物反应可以告知我们材料的抗拉强度、硬度和伸长率如何变化，韧性到脆性的转变能检查突发的转变。

蠕变测试是一种在持续负载下延长改变（蠕变应变）的测量方法。TTS用于推断数据和预测使用寿命。蠕变断裂是蠕变的最终结果，就是一种材料在不断施加拉伸载荷直至失效的结果。

温度循环测试用于评估暴露在不同极端温度下的产品行为。这种测试采用有温度循环能力的环境室。

振动测试是用来模拟软管被弯曲或者振动时是如何受影响的。包括挠曲疲劳和振动两种类型的测试。挠曲疲劳迫使软管的一端低频率、大排量运动模式下移动，而另一端是固定的。振动则迫使软管的一端在高频率、小排量的运动模式下移动，另一端是固定的。

流体兼容测试通常是在表面镀层材料上进行的。研究需要确认软管的组成成分能旷日持久的裸露于流体中，流体兼容性测试的代表性标准是ASTM D471。评价材料与流体的兼容性通过测量物理性能的变化来判断，诸如：拉伸强度、延伸率、硬度和膨胀体积等，或者通过其对高温流体的反应来判断，诸如：燃料、油类、冷却剂、刹车油和清洁剂。

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