橡胶软管或软管组合件的选择与使用

平常心

软管是由橡胶或热塑性弹性体与纤维、金属丝等补强材料(骨架材料)制造的管状产品，用以输送物流或传递压力。在铁路、汽车、机械等国民经济部门具有重要意义。
, x" D/ }' r& |/ u- R  ?胶管的选材、制造工艺、耐介质性能，装配配合和使用的正确与否对胶管的性能，寿命，以至配套设备的安全、可靠，有极大影响。由于设计和采购人员对胶管缺乏全面了解，因而在实际工作中选材不当，结构设计不台理、装配使用不当等问题时有发生，以致造成安全事故。由于寿命短造成检修颓繁，材料浪费，经济损失是非常严重的。
因此，有必要了解胶管的基本性能及如何正确选择，如何正确安装使用。以避免出现不该发生的问题。
1 L1 \" L3 [- _, ~( E这里拟从胶管的结构 分类、制造工艺方面介绍胶管的基本性能及装配要求，保证胶管性能充分发挥，配套设备运转可靠•
一、胶管简介
- @0 t; {( m! U+ M/ c+ r1．胶管结构
5 y$ v  h7 G2 Y) X* {( o胶管由三个主要部分构成：内胶层—— 起密封作用。要求具有良好的物理性能，致密性、粘着性和纯洁性。
中胶层—— 保证骨架材料与内、扑胶层之间紧密结合。要求粘着性、流动性好。
外胶层—— 对管体外部起保护作用，俗称“外保护层”。要求耐候， 耐老化、耐磨、抗撕裂性好。
补强层(骨架层)—— 承受压力，为胶管提供工作状态下所需的强度。要求耐疲劳，模数高，伸长率小，粘着性好及对高温的稳定性。
. D9 T0 y6 z9 n$ g( a: ~2．分类
胶管分类方法很多。按其组成结构。可分为纯胶管和补强胶管。工业上多数用补强胶管，所以这里仅就补强胶管(以下称胶管)的主要的、实用性较强的方法分类
(1)胶管按适用场合分类为：
民用；汽车；液压和气压；油类工业;采矿工业;一般工业。
8 g7 V# ^* C% O6 _; S(2)胶管按工况压力分类为：
低压胶管—— 工作压力低于2MPa。中压胶管—— 工作压力为2~7MPa。高压胶管—— 工作压力大于7MPa。
, H: p  K2 n. ?5 e(3)胶管按制造方法。即按补强层的施工工艺不同。又可分为：
  k* F6 k6 b' n( \* D; _1 s夹布胶管；编织胶管(包括纤维编织和金属丝编织)；圆织胶管；缠绕胶管。
% B; J4 F6 }* D以上是常见的几种分类方法，此外还有诸如按使用介质 受压形式、原材料等分类，
3.胶管基本性能
3 [" Q$ F- t! s) P+ K下面就工业中起主导作用的，而不拘于某一种分类方法，对胶管的几个主要品种进行介绍：
(1)夹布胶管
结构特点—— 夹布胶管顾名思义是在内外胶中间夹以布层做骨架材料的胶管。制造时将布45度斜裁。包覆在内胶外，再贴上外胶。经硫化为一体。该种胶管制造工艺简单，对产品规格、范围适应性较好。但为手工制造、工艺较落后。此种胶管的特点是：
A．挺性好。
B.胶管变形大，因包缠布为45度度角非54度平衡角，因而受压状态下径向和长度会发生明显变形。
9 ^4 _% ?! ]( ]6 t! Q. v" ?* w6 O- SC．胶管屈挠性差。
" R; o! @) v# U4 }1 L$ |D．材料利用率低。
E．生产成本高。因是手工操作属劳动密集型生产，效率低，且生产产品的长度受到限制。
夹布胶管在我国70年代前为胶管的主导产品，现在依然占有重要地位。特别是大口径胶管、输油管，排吸管等仍以夹布结构为主。随着胶管工业的发展，这种结构的胶管已逐步被编织，缠绕结构所取代，逐渐向国际上先进的技术靠拢。夹布胶管的适用范围为低压胶管。
8 R& w  L+ k7 @, r+ G& F8 `6 `(2)编织和缠绕胶管
此种类型胶管结构特点是编织物(纤维、金属丝、帘线)靠机械配合的调整，能以54。44'平衡角编织或包覆于内胶上。在胶管承受内压状况下。其径向受力与轴向受力相等．从而使骨架材料性能得以充分发挥，取得最佳效果。其性能特点是；
A．承压性能好。胶管在承受内压时其膨胀、扭转及收缩变形小，抗冲击性能好，相对承压强度高。而编织与缠绕结构二者相比，后者又胜于前者。因为是层与层交叉，故可减少编织时正反向线交织产生的摩擦力所造成的摩擦损失，可更有效地发挥骨架材料的性能．所以缠绕胶管表现有更高的耐压强度和耐脉冲性能。
B．生产成本低。材料利用率高 可大长度机械化生产．自动化程度高，从而降低了生产成本。此种结构胶管由于结构合理、性能好、耐压强度高，并已在较大范围内取代了夹布胶管。这种类型胶管适合做低、中、高压胶管。
根据工作压力要求可选择棉、化纤、金属丝等不同性能、强度的骨架材料。按一定层致的设
3 @5 r4 {: |; t6 a* \计来生产．以达到设计强度的要求。
4.胶管的选择与使用
a.工作环境
工作环境指环境温度、大气条件、与其它物料的外部接触。这些条件决定着胶管外胶层的材料选择与配方设计。工作环境对胶管使用性能、寿命影响极大，特别是外胶层。其直接暴露在大气中，受阳
光、热、臭氧、紫外线照射}雨雪浸淋．冬季北方严寒可达一45℃，夏季南方辐射可达50"C，使用环境条件十分恶劣 因此在外胶选择时必须选用耐天候老化的橡胶品种。过去以天然橡胶做外层胶．因天然橡胶分子链中含有不饱和双键，极易在热、紫外线、臭氧等作用下使分子降解产生材料老化，在南方夏季寿命仅有3个月，在研制新产品时针对这因素可选用了耐天候老化的三元乙丙橡胶。结果其寿命延长至5年以上。
胶管和一些物料的外部接触是对胶管外层胶选择的另一重要因素．如周围环境有油污、溶剂、酸、碱等都会浸蚀橡胶。橡胶除本身分子结构决定着所具有的材料特性所能耐受的介质外，其配料中还要加入各种配合剂和填充物，以达设计性能要求和降低成本，这些物料各有其化学特性。如其中有不耐环境介质的成份，会使该种成份被溶解、浸出，从而使胶层变质。产生性能劣变而影响使用或损
1 W7 `# I) @9 O' }0 Y害寿命。因此设计时必须了解环境中与胶管的接触物，做为选择条件明确提出。
b.输送介质
这一因素决定着胶管内胶层的材料选择和配方设计。输送介质系指输送的物料之状态——
液、气、固，还是某几种介质之混合物。被输送物料的性能、状态决定着胶管内胶层的耐介质性能和耐摩擦，耐磨耗的性能。如所输送的是液态石油基油类、植物油，还是有机溶剂、酸碱液，根据不同介质选用适合的橡胶品种和配方设计。如选择错了会导致内胶腐蚀、脱落、堵塞管路。造成设备故障。如是固态物料则要求内胶层耐磨耗等等。
c.输送方法
输送方法是指输送介质是加压排送，真空吸引或是重力下流，其中还包括被输物料的流动速度。
. k" I  [, N7 [1 ?" o: {% C, w输送方法是决定胶管结构形式设计的主要因素。加压排送是在外压下将物料输送到预定场所，胶管承受周向膨胀力，应根据受压情况选择适宜的骨架材料，设计足够的层数。而真空吸引则恰恰相反，胶管承受负压，为防止吸瘪必须设计成有内支撑的结构，二者不可混淆。
: ]7 \  G; _( B7 Y3 s6 Fd.工作条件
( g- b0 e8 z# p, L# V工作条件指胶管在工作状态下所承受的压力、温度、使用频率。这一条件是用以设计、确定胶管的承压能力，安全系数之最小爆破压力与工作压力之比值，最小爆破压力的选择应根据使用频率提出使用最低寿命。这几个因素之间的关系是相互制约的，要求辨证的选择。
/ u& E" j$ a* N+ P" @  O在选择安全系数时，首先必须知道胶管的工作压力和设计压力，亦即设备使用的安全极限压力值，此值一般设计为工作压力的1．5-4倍。在选择安全系数时，是以实际工作压力还是设计压力为基础，也须按设备安全程度的不同辨证选择。如在常温下使用，以工作压力为基础选择安全系数，确定最小爆破压力，以此设计胶管结构。如若输送热介质则应根据在给定的安全系数基础上，根据温度的高低，适当增大系数值，提高最小爆破压力，以保证安全使用。此外使用频率和按设备检修周期所提出的最低寿命又是选择安全系数、设计胶管结构的另一关键因素，如使用频率高，要求寿命高，则必须考虑胶管，在使用过程中性能的衰变，在允许寿命周期内仍要保证胶管安全使用，那么初始
状态下，安全系数必须提高，要留有较大的余地，特别是安全系统使用的胶管(或组件)，更
$ e9 j$ V4 h4 J! _* M/ R8 }9 c2 W要给以保证。
/ Z, B5 @- I2 u9 c3 G5．胶管的装配包括弯曲程度、系统的震动，由于撞击和摩擦而导致损坏的危险，正确连接型式的使用。
(1)弯曲程度
胶管必须在合理的弯曲下使用，过度弯曲会导致打折，影响介质输送和造成胶管过早损坏。一般胶管或有增强层塑料软管工作状态下允许最小弯曲半径可参照标准会社样本中规定的胶管最小弯曲半径进行选择.
. r4 H% H; U' V, u1 C- D此外还应避免在软管接头附近弯曲或扭曲使用，设计时一定要按标准规定的弯曲形式进行设计，否则会因连续弯曲导致胶管弯曲疲劳破损。
  H& u& l. m& W: Y0 S(2)正确连接型式
胶管与接头的正确连接型式非常重要，直接影响胶管的正常工作和使用寿命。一般高压胶管采用扣压式接头，不采用卡箍式紧固，以防滑脱；低压胶管多采用卡箍紧固接头。此外接头外径与胶管的装配配合尺寸的选择设计也要注意，为使连接密封，接头外径需保持一定的过盈量．大约控制在l～4mm,
5 @- _/ i2 R. d% E3 o视胶管内径大小及连接型式、装配方法具体情况进行选择，忌过盈量过大，否则不仅装配困难．也会将胶管撑大，在过盈处胶管应力集中形成环状老化龟裂破损，影响胶管使用寿命。
综上所述，胶管和胶管组合件的“选择准则”就是依据工作环境选择胶管外胶层材料及配方设计；依据所输进介质选择胶管内胶层材料及配方设计；依据输送方法确定受压状态，选择胶管结构形式；依据工作条件:设计压力、工作温度、使用频率，选择胶管骨架层材料，确定胶管结构设计和最小爆破压力，以及使用寿命,依据装配需要，胶管内径尺寸大小，选择安全使用的最小弯曲半径值；
' ^' G2 [( Z. F$ G, h依据工作压力所属压力范掘，选择接头和紧固型式．并注意接头附近忌胶管骤然弯曲。如严格的按上述程序进行选择．那么就能保证胶管选择合理、使用安全、可靠、经济，可取得更佳效果，并保障设备的安全使用。

KRMQ

华工你好：这个资料不错，最近真要用到，谢了！

yantingkai

华江老师，每次只能加三分了，见谅啊！资料真的很好！

517

多谢楼主 收了

ljsnj

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seamanone1970

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meinibuxi

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dongying

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