针织管常见质量缺陷及解决方案

a196589 · 发表于 2014-4-6 19:48:55

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进行日常生产技术工作时，发现几年前写的一篇文章仍然有用，今拿出来与大家共享，期望对针织胶管从业者有些帮助。

   异型（针织）管常见质量缺陷及解决方案

　　　汽车胶管在汽车底盘、发动机和车身三大系统中起着输送油、气、水及传递动力的作用，是汽车的重要零部件。汽车胶管主要有制动软管、空调器管、散热器管、燃料油管、动力转向管、输油管、液压管、异型胶管等。
　　　其中散热器胶管是发动机气缸和散热器之间流通冷却水的软连接件。由于散热器用水中加有防锈液、防冻液等，所以胶料以耐液体性、耐气体性强的EPDM胶料为主作水箱管内、外层胶，也有的采用短纤维复合的EPDM胶料。随着使用温度级别要求由125℃提高到150℃，同时对胶料变形的更严格要求，EPDM胶料需要采用过氧化物体系硫化。除了散热器胶管之外，由于接触介质及其装配使用的位置有不同，依据发动机室空间，有些胶管需制作为异型胶管，如接触油介质的低压动力转向管、真空制动管及进（回）油管，该类耐油性胶管一般内胶采用丁腈橡胶（NBR），外胶采用即耐油又耐臭氧的丁腈橡胶聚氯乙烯橡塑合金（NBR/PVC），为了降成本和轻量化，开始使用CM（氯化聚乙烯）和热塑弹性体TPO及TPEE等。就软管结构而言，根据压力要求，骨架层一般采用聚酯纤维、芳纶纤维缠绕（编织）或针织，达到耐温与耐压的平衡并实现管体变形、扩（缩）口等成型工艺的要求。
　　　汽车胶管由于使用条件及承受压力不同，骨架成型工艺也不尽相同，本文只对异型（针织）胶管生产中常见质量问题进行分析并提出整改意见思路，以求减少不必要生产损耗，降低不合格率。
　　　一、异型（针织）管常见质量缺陷
　　　经统计，异型（针织）管生产中存在很多质量缺陷，分为以下各方面：A爆破压力不够，受压膨胀率过大；B内外胶附着强度低，起泡脱层等；C外观裂缝、痕迹、露线等外观缺陷；D胶管外表面发粘，回弹性低，使用后发生泄漏等；E安装时发生胶管干涉，引起安装困难甚至导致胶管磨损引发质量事故。
造成缺陷原因及解决方案
　　　造成以上质量缺陷的原因很多，既有管理因素、又有技术问题，
本文抛开管理因素造成以上质量缺陷的原因，仅从胶管结构、制造工艺、胶料配方、生产设备等制造技术方面详细分析可能造成缺陷的原因并针对性提出整改方案。
结构设计问题
　　　　异型（针织）管结构一般有内胶层（抗耐介质）、针织或缠绕（编织）骨架层（承受介质压力）、外胶层（保护骨架、抗耐环境腐蚀）组成，显而易见，胶管各部分所承担责任不尽相同，因此要根据客户和标准要求进行针对性设计，使各方协调统一。
　　　　胶管设计中最重要的是胶管爆破压力设计，也即胶管骨架层的设计。要根据胶管压力和外观形状（异型角度及是否扩缩口）选择使用针织或缠绕（编织）结构并选用骨架材料品种和规格。
　　　　由于排线方式不同造成胶管变形差异及承受压力不同，因此一般外观需要扩缩口且爆破压力小于1.6MPa的异型管选择针织结构，而较高爆破压力选择缠绕（编织）结构，又由于缠绕结构工艺上易造成线位移引起爆破压力下降，因此对弯度较大且多的胶管要选择编织结构。
　　　　由于针织胶管织物结构呈筛孔状且比较稀疏，其耐压程度计算较粗略，其耐压强度计算公式为：PB=2Ne×KB×i×C’／D计×C
式中 PB-------耐压强度,kgf/cm2
　　　　Ne ---------单位长度胶管每层针织线排列根数，跟/cm
   KB -------针织线强度，kgf/跟
   i -------针织层数
　　　　C’ ------综合修正系数，一般取0.75---0.9
　　　　D计------计算直径，cm
　　　　C  ------纤维扯断伸长率+1
　　　缠绕（编织）胶管耐压强度计算公式为：
　　　　　　　　　PB=0.735×N×KB×i×C2／D2计×C
式中 PB-------耐压强度,kgf/cm2
　　　　N---------缠绕线总根数
   KB ------单根纤维线强度，kgf/跟
　　　  i ------缠绕层数，一个交叉层为一层
　　　　C2 ------缠绕层数修正系数，一般0.8---0.9
　　　　D计------计算直径，cm
　　　　C ------纤维扯断伸长率+1
　　　除了正确设计爆破压力外，合理选择针织机型号和纤维材料品种及规格能平衡压力及内外胶附着力，发挥内外胶及骨架整体性，也是结构设计的重要环节。针织管附着力是靠“铆钉联接”解决的，即通过针织线间的空隙实现内外胶的粘合，因此，结构上要在爆破压力有保证情况下，尽可能使用较小规格针数的针织机，选用较细规格纤维线以尽量减小内外胶的距离，从而加强内外胶的粘合，提高胶管的整体性。
制造工艺问题
　　　　目前，异型胶管管胚生产可以通过联动生产线一气呵成，除了按规格选择好内、外胶芯、口型直径以保证胶管外形几何尺寸外，最重要的问题是保证内胶针织后的真空度问题，为此，真空芯型口径的选择尤为关键，其要比针织后管胚外径小1-1.5mm，这样才能保证真空泵正常发辉作用，从而使管胚表面有适度真空性并在外胶挤出时有充分圆度，很好的与外胶粘合为一体。
　　　有时，为了平衡胶管爆破强度高造成的织物线密度较大问题，采用喷淋内外胶溶剂的工艺能提高内外胶的粘合程度，但要防范溶剂选择错误或喷淋不均匀造成的隐患。
　　要合理选配生产线生产速度，避免速度过慢影响生产效率或过快，引起挤出机机头压力不足造成胶管密度低，会带来成品起泡或海绵状等隐患，同时，因为速度过快又会引起管胚冷却不彻底造成管胚存放时发生粘连，会带来外观缺陷，或者，因为速度过快，造成设备故障诱发其它质量事故。
　　　管胚套棒（特别对弯度、变径较大的芯模）时一定要加热管胚，在芯棒上均匀涂抹隔离剂，用力要均匀，使管胚能顺畅套入芯棒，否则易引起内弯处胶料堆积，管胚伸缩较大甚至拉断外胶露线等缺陷。
　　为保证管头部几何尺寸及防止硫化蒸汽顺线缝进入管体内部引起胶管起泡脱层，要对管头（特别是端部变形大、口径大、用线较粗的胶管）部分用胶带封头。
　　　由于硫化过程为蒸汽裸硫化，硫化压力较低，因此充分硫化对保证成品性能尤为重要，套棒管胚在硫化台车上的正确定位摆放和固定牢靠可避免胶管咯伤、压痕等外观缺陷的发生。
　　　要开发思路解决硫化程度高引起的职工脱芯难度大与胶管欠硫产品性能低的矛盾，尝试用一段硫化使胶管定型、职工易脱芯，用二段硫化使产品充分交联，提高成品性能的试验，有效解决以上矛盾。
　　　要配合过氧化物硫化体系的使用，调整硫化工艺，尽可能排除罐内氧气，增加硫化程度，避免表面发粘等质量事故。
　　　硫化后管胚的清洗能保证胶管内外壁的清洁，并进一步保障喷码印字的清晰与牢靠。
　　　管胚管头切割正确最大保障是必须依切割工装进行操作，依据检测器具验证空间尺寸，能有效防止凭经验切割造成的不可弥补的错误。
3、胶料配方问题
　　　要根据胶管内通过的介质及所处的环境要求选用内、外胶主体材料，要平衡内外胶的极性和胶管粘合机理确定内外胶配方，要根据胶管使用季节安装顺利选择不同硬度的胶料并要切实顾及对胶管使用性能的影响，为避免橡胶蠕变引起密封下降造成泄漏必须重视胶料永久变形的减小。为适应150℃级别散热管要求，胶管硫化体系要用过氧化物以提高耐热程度和减小永久变形。要开发新型材料并根据市场价格变化调整配方，争取取得理想的性价比。
生产设备及工装问题
　　　挤出机工艺参数控制的好坏直接关系到管胚挤出尺寸，因此挤出机要配置可靠的温控装置以控制机头、机头前部、填料部及螺杆各部的温度，机头部要有机头压力表显示以控制胶料压力保证挤出管胚的致密性，要有挤出速度调速配备，在保证机头压力情况下控制好挤出速度以匹配生产线上各个单机。
　　　针织机必须按胶管规格配备不同针数的针织机，一般配置如下：
胶管内径mm ＞7≤16 ＞16≤30 ＞30≤45 ＞45≤70
使用机器型号 12 16 24 32
　　　应避免使用大针针织机针织小规格胶管以避免因线层密度过大造成附着力下降甚至脱层起泡现象。
　　　要配备3坐标定位仪，模具与切割工装、检测工装要通过3坐标定位仪设计以保证空间尺寸完全与图纸吻合，以上3者必须同步完成制作。
　　　配备6米长冷却喷淋槽，喷孔大小要适宜并保证疏通，以确保管胚充分冷却，防止管胚粘连。
　　　以上从结构、配方、工艺、设备四方面详细叙述了异型（针织）胶管生产原则，针对生产中常见质量缺陷，只要认真对照以上内容，问题（或许是单方面的，或许是多方面的）会一目了然，然后再踏实认真整改，质量缺陷会大大减少，得到避免的。

海贝 · 发表于 2014-4-6 19:54:39

好东西，谢谢楼主。

海贝 · 发表于 2014-4-6 19:55:47

好东西，谢谢楼主。

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