膠管的生產(chǎn)使用已有140多年的歷史。早在1763年，法國(guó)麥奎爾即用橡膠制出膠管并以其作為醫(yī)療上的導(dǎo)尿之用。1768年哥羅賽特將橡膠溶解涂在布上， 首先造出類似現(xiàn)代結(jié)構(gòu)的膠管， 開橡膠復(fù)合制品的先河。1828~1930年，歐洲英德等國(guó)先后開始設(shè)立橡膠廠正式生產(chǎn)膠管。而后， 在技術(shù)上不斷改進(jìn)完善， 產(chǎn)品品種不斷擴(kuò)大增多， 生產(chǎn)機(jī)械化自動(dòng)化水平不斷提高，終于發(fā)展形成現(xiàn)代的膠管工業(yè)?，F(xiàn)在所稱的膠管， 已分成橡膠管和樹脂管兩大類別， 并在橡塑廠或分別由橡膠廠、塑料廠加工生產(chǎn)， 已呈現(xiàn)橡塑結(jié)合、以塑代橡、相互滲透、難以割舍的形勢(shì)。目前， 全球膠管年耗用的橡膠塑料材料估計(jì)大約在8 0 萬t 以上。其中， 樹脂已超過橡膠達(dá)到了65%以上，橡膠退居第二約占30%， 熱塑性彈性體上升至5%。2 0 0 7 年， 美國(guó)市場(chǎng)上各類聚合物制的軟管需求量已達(dá)3 6 . 5 萬t ， 其中橡膠管1 2 . 7 萬t ，占34.8%； 熱塑性樹脂管20.7萬t ， 占56.7%；TPE管3.1萬t，占8.5%。詳見表1。
表1 美國(guó)市場(chǎng)各種膠管需求量 萬t
聚合物種類 2007年 2008年 年增長(zhǎng)率/%
熱塑性樹脂管 20.7 31.3 1.7
橡膠管 12.7 13.5 1.3
熱塑性彈性體管 3.1 3.4 2.0
合計(jì) 36.5 38.2 1.8
日本2006年橡膠管的生產(chǎn)為4 . 4 萬t （ 橡膠耗量計(jì)），同比增長(zhǎng)2.1%，銷售額1 474億日元（合13億美元）；樹脂管為4.2萬t，增長(zhǎng)1.1%，銷售額289億日元（ 合2 . 5 億美元） 。顯示， 橡膠管的生產(chǎn)量已低于樹脂管，但產(chǎn)品附加值遠(yuǎn)高于樹脂管，約為其5倍，增幅也比樹脂管要大。2008年日本橡膠管的耗膠量為4.35萬t。產(chǎn)量已達(dá)41 830萬延長(zhǎng)米，銷售額達(dá)到14.5億美元。其中， 高壓膠管耗膠約11%， 汽車膠管耗膠占67%， 其他膠管耗膠占22%。產(chǎn)量上， 汽車膠管占80%， 高壓和其他管各占10%， 而銷售額汽車膠管占73%， 高壓和其他管各占13%。詳見表2。
表2 日本橡膠管分類耗膠、產(chǎn)量及銷售額
膠管分類 耗膠量 生產(chǎn)量 銷售額
數(shù)量/萬t 所占份額/% 數(shù)量/萬m 所占份額/% 數(shù)量/億美元 所占份額/%
高壓膠管 0.50 11.4 4 470 10.7 2.0 13.8
汽車膠管 2.90 66.8 33. 300 79.6 10.6 73.3
其他 0.95 21.8 4 060 9.7 1.9 12.9
合計(jì) 4.35 100.0 41 830 100.0 14.5 100.0
膠管作為流體的輸送器材以及壓力傳導(dǎo)器件， 現(xiàn)已廣泛用于各行各業(yè)， 遍布千家萬戶。迄今為止， 膠管以其可自由彎曲性、多次屈撓性和柔軟變形性， 在各類金屬和非金屬管材中獨(dú)樹一幟， 無可取代。正因如此， 膠管以其不同性能和用途， 種類已逾千種以上， 規(guī)格達(dá)到萬種之多。通常， 按輸送介質(zhì)、工作性能、使用壓力以及產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和加工特點(diǎn)而命名。近年以使用用途和工作部位命名的現(xiàn)象更為增多。目前， 國(guó)際上對(duì)膠管尚無統(tǒng)一的分類原則和方法， 各國(guó)表示不一。現(xiàn)行通用的分類， 可概括為一般用膠管、高壓膠管、汽車膠管、石油膠管和特殊用膠管五大類型， 在工業(yè)生產(chǎn)上已進(jìn)人到以高壓和汽車管為中心的時(shí)代。一般用膠管在上世紀(jì)60年代初期， 以工業(yè)和日用為主曾占到膠管總量的近一半， 再加上農(nóng)業(yè)等方面用的已達(dá)到70%~80%。而今由于各種新型膠管的出現(xiàn)和發(fā)展， 其比例已下降到20%以下。特別是在材質(zhì)和結(jié)構(gòu)上， 一般用膠管已絕大部分樹脂化， 為樹脂管取代。傳統(tǒng)的橡膠管現(xiàn)已在其中降至不足5%~10%。2 0 世紀(jì)6 0 年代崛起的高壓膠管（ 壓力在7.0 MPa以上） ， 隨著液壓技術(shù)的進(jìn)步和液壓機(jī)械使用范圍的急劇擴(kuò)充， 以橡膠鋼編管為代表獲得了迅猛發(fā)展。近些年來， 還出現(xiàn)了壓力可達(dá)30.0 MPa以上，一直到100.0 MPa的超高壓膠管。它們主要使用橡塑復(fù)合材料、纏繞編織混合結(jié)構(gòu)組成一體， 生產(chǎn)比例在不斷擴(kuò)大。目前， 各種高壓膠管所占的比例已超過15%以上，成為膠管工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)水平的代表。從1970年開始， 汽車膠管隨著汽車技術(shù)的發(fā)展， 種類日益增多， 數(shù)量不斷增大， 已從原來的散熱、剎車用擴(kuò)大到液壓、燃料、空調(diào)等各種系統(tǒng)， 單車用量由5 m增至20 m以上。現(xiàn)在一輛豪華型汽車要裝用80根的膠管組合體，尤其是燃料管、空調(diào)管規(guī)格精、質(zhì)量嚴(yán)、換代速度不斷加快， 已成為膠管中的精細(xì)產(chǎn)品。目前， 汽車管的生產(chǎn)量已占到膠管量一多半， 以橡膠消牦量計(jì)達(dá)到2 / 3 ， 銷售額占據(jù)3 / 4 左右的高位， 名副其實(shí)地成為左右膠管工業(yè)發(fā)展的重要產(chǎn)品。石油膠管作為大型產(chǎn)品及其特殊的加工技術(shù)方法， 已在農(nóng)用水利排灌膠管基礎(chǔ)上形成又一類產(chǎn)品。這類膠管的內(nèi)徑， 已從一般水利膠管的50~200 mm發(fā)展到300~500 mm，巨型管甚至達(dá)到1 000 mm，壓力從常用的1~2 MPa到15~25 MPa，不僅耐油，有的還耐熱，其使用量和應(yīng)用范圍均在不斷擴(kuò)大。現(xiàn)在從陸上、海洋石油開發(fā)、運(yùn)輸和儲(chǔ)存都已無法離開， 成為石油工業(yè)的重要器材。它以鉆探管、輸油管為代表， 繼農(nóng)田水利管之后也是膠管大型化的方向?，F(xiàn)今膠管的成型制造已發(fā)展到從織物卷成， 纖維和鋼絲編織、纏繞到紗線筒織、針織以及短纖維、樹脂補(bǔ)強(qiáng)層擠出套貼等一系列生產(chǎn)方式。目前， 織物卷成的夾布膠管主要用于大型的輸水、輸油以及輸送物料的排吸管， 以金屬芯棒成型為主， 長(zhǎng)度僅限于10~20 m， 在中小型管方面已處于淘汰狀態(tài)。針織膠管多為無芯法，不限長(zhǎng)度，僅限于煤氣、天然氣、LP氣等氣體傳送的導(dǎo)管。筒織膠管主要用于消防水龍帶管、農(nóng)藝灌溉膠管。編織和纏繞膠管現(xiàn)已發(fā)展為當(dāng)今主流的膠管生產(chǎn)加工方式， 成型芯棒也從硬芯的金屬棒過渡到軟芯的樹脂繩， 甚至為無芯的充氣、冷凍定型等方法。長(zhǎng)度可從硬芯的6 ~ 1 0 m 一直到無芯的50~100 m， 乃至無限長(zhǎng)。內(nèi)徑6 ~20 mm的為編織，30~50 mm為編織、纏繞或兩者的混合，50 mm以上的幾乎全部為纏繞。然而200 mm以上時(shí)由于設(shè)備的限制，除了高壓管之外， 仍然以織物和金屬線卷成凱裝的方式為主?？偟膩碚f， 由于纏繞法的材料消耗低、生產(chǎn)速度快、承受壓力高， 已成為膠管發(fā)展的總趨勢(shì)。橡膠和骨架材料的選用， 對(duì)于膠管性能起著決定性的作用。一般對(duì)性能沒有特別要求的普通低檔膠管（ 如水管、風(fēng)管等） 可以不用橡膠以再生膠代用， 中檔的氣水管（ 如輸水管、導(dǎo)氣管、剎車管、噴液管、噴砂管、酸堿管等） 多用NR、SBR、BR， 特殊的使用CR、IIR、EPDM、CSM。同時(shí)，PVC為其主要取代材料，PE、PP的用量比例也在增加。對(duì)于高檔的耐油膠管， 早已進(jìn)入復(fù)合材料的時(shí)代，通常內(nèi)層膠為NBR，外層膠為CR。聚氨酯（PU）、尼龍樹脂（PA）為其重要改性材料， 可用于內(nèi)外層。耐熱耐油膠管現(xiàn)已發(fā)展為150 ℃用ACM、200 ℃用ECO、250 ℃以上用FKM，而四氟乙烯（TF）為最佳改性材料。橡膠與樹脂的使用， 在中低壓耐油管方面多為共混或者取代，在高壓耐油管中則多為復(fù)合。至于骨架補(bǔ)強(qiáng)材料， 視壓力大小可從維綸、尼龍、聚酯、芳綸、鋼絲等方面選取， 個(gè)別情況也有混用的。目前中小型管多以紗線、線材形式使用， 大型和巨型管則加工成簾線、線繩狀態(tài)再用，單股的粗度為0.3~0.5 mm，合線成為0 . 6 ~ 1 . 2 m m ， 大型和巨型用的可達(dá)2~3 mm。強(qiáng)力尤其是定伸和結(jié)扣強(qiáng)力，疲勞特別是往復(fù)彎曲和左右扭轉(zhuǎn)次數(shù)最為關(guān)鍵。隨著氣動(dòng)和液壓機(jī)械的技術(shù)進(jìn)步， 對(duì)膠管的性能質(zhì)量和使用安全要求日趨嚴(yán)格。在壓力下，如何保證性能、避免泄漏， 如何保障安全、防止爆破， 已是膠管多年來一直為之追求的最大課題。未來膠管將以高壓管和汽車管為中心， 逐步走向精品化、組合化。當(dāng)今， 擴(kuò)大發(fā)展帶有扣壓金屬接頭、硫化組裝金屬接頭、機(jī)械緊固金屬接頭的膠管組合件產(chǎn)品已成主流， 附加值也隨之進(jìn)一步提高。膠管廠與接頭件廠的結(jié)合統(tǒng)一現(xiàn)象日漸增多， 形成了專業(yè)化膠管組合件工廠。
1 各種膠管的技術(shù)進(jìn)步
1.1 高壓膠管
高壓膠管通常系指能承受7 . 0 M P a 以上工作壓力， 并在可移動(dòng)狀態(tài)下使用的， 由橡膠類高聚物與有機(jī)纖維或鋼絲復(fù)合組成的壓力配管。要求安全倍數(shù)為2 . 5 ~ 4 . 0 ， 主要對(duì)象為氣動(dòng)， 液壓系統(tǒng)的機(jī)械， 耐各種液壓油、水和空氣等，脈沖次數(shù)在40萬~100萬次以上，工作環(huán)境-60~300 ℃。具體在生產(chǎn)上分為橡膠管和樹脂管兩大類型，其使用比例大約為5∶1。
1.1.1 高壓橡膠管
目前， 高壓橡膠管約有一半左右用在各種工程機(jī)械方面， 以挖掘機(jī)為代表成為最大用戶。另外， 產(chǎn)業(yè)車輛包括汽車特裝車類占10%， 液壓機(jī)床占10%， 金屬第一次和第二次加工， 船舶、農(nóng)機(jī)、煤礦支架以及塑料加工機(jī)械等用分別占到3%~5%左右，其他還有少量用在燃料、潤(rùn)滑和水壓等系統(tǒng)上。現(xiàn)在， 高壓橡膠管的生產(chǎn)使用實(shí)際上已形成液壓和工程機(jī)械為主的局面?，F(xiàn)代的高壓橡膠管均由內(nèi)膠層、補(bǔ)強(qiáng)層和外膠層組成。補(bǔ)強(qiáng)層主要為有機(jī)纖維（ 壓力10.0 MPa以下） 和金屬鋼絲（ 壓力10.0 MPa以上） 。常用纖維有聚酯、人絲、高檔產(chǎn)品用芳綸。鋼絲通常為標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)力的NT級(jí)（0.3 mm×200 N）。更高壓力的采用高強(qiáng)力的HT、超高強(qiáng)力的S T 以及超超高強(qiáng)力的S S T 級(jí)鋼絲， 以其制造的膠管壓力可達(dá)1 0 0 M P a ， 最高達(dá)到200 MPa。高壓橡膠管的內(nèi)膠層普遍使用NBR。近些年來， 出于對(duì)環(huán)保的要求， 液壓已開始大量改為可生物降解的流體， 因此， 對(duì)NBR的耐腐蝕性提出了更高要求， 除使用耐腐蝕的NBR和重新調(diào)整配方之外， 已在換代為其他抗腐蝕性的橡膠， 如FKM、FKM／ECO、FKM／CSM等。外膠層為適應(yīng)耐候、耐磨、耐油、耐彎曲的要求， 幾乎已全部采用CR、NBR／PVC、PU、CSM、FKM等。高壓橡膠管內(nèi)徑不大， 一般多在6~31 mm范圍之內(nèi)。為滿足配管機(jī)構(gòu)部位緊湊化， 輕巧化的需要， 這類軟管的直徑日趨小型化， 以之達(dá)到彎曲半徑的減縮化。為此， 補(bǔ)強(qiáng)層的編織層數(shù)也由傳統(tǒng)的2 ~ 3 層向1 層靠近， 編織密度由稀松走向緊密飽滿， 實(shí)現(xiàn)整個(gè)編織結(jié)構(gòu)緊湊化， 同時(shí)， 內(nèi)外膠層厚度也在減薄， 達(dá)到薄層化，由過去的2.0~3.0 mm減至1.0~2.0 mm。因而， 對(duì)這類新型膠管的加工精度提出了更為嚴(yán)格的要求， 以現(xiàn)今致密型的液壓膠管為例， 內(nèi)徑10 mm和工作壓力21 MPa的鋼編管，補(bǔ)強(qiáng)層鋼絲只有1~2層，徑外粗度不能超過15 mm，膠管外徑不得大于17 mm，彎曲半徑要小于 65mm， 即達(dá)到膠管外徑的4 倍以下。而同樣內(nèi)徑的常規(guī)鋼編管， 編織層為1 ~ 3 層， 膠管外徑為18~20 mm，最小彎曲半徑為130~180 mm，D/d值在7~9。對(duì)于多層補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)的膠管， 現(xiàn)在大多已由編織改為纏繞的方式， 它不僅可以有效地利用鋼絲強(qiáng)力， 并且還能使生產(chǎn)效率成倍到幾倍提高。因而纏繞成型已成為高壓管走向超高壓的重點(diǎn)發(fā)展方向。目前， 對(duì)內(nèi)徑25 mm以上管已有部分實(shí)現(xiàn)纏繞化， 而尤其對(duì)受編織設(shè)備限制的5 1 m m 以上的大型管更顯示出較大的優(yōu)越性，其纏繞層數(shù)可達(dá)4~6層以上。纏繞成型的最大缺點(diǎn)是， 受纏繞方向的影響， 只能是雙向雙層的偶數(shù)， 因而壓力的有效利用性受到限制，膠管端頭切斷面鋼絲層松散機(jī)率增大， 有時(shí)造成金屬接頭扣壓難度加大， 甚至在使用之時(shí)容易拔脫。因而， 目前更多的為纏／ 編結(jié)合的方式， 以最小變形角度（54°44′） 為中心設(shè)計(jì)成內(nèi)脹外縮結(jié)構(gòu)，即膠管在2~3層纏繞之外，再加1 層編織層， 一般工作壓力可達(dá)50 MPa， 金屬接頭與膠管的拔脫力達(dá)到1 000 kg/根。高壓橡膠管的長(zhǎng)度現(xiàn)已由原來的6 m 普遍達(dá)到100 m以上。傳統(tǒng)的金屬芯棒的硬芯法，由于長(zhǎng)度受限只能達(dá)到6~10 m，且工作勞動(dòng)強(qiáng)度大、效率低、材料損耗多， 目前除內(nèi)徑要求特別精度的產(chǎn)品之外， 已基本遭到陶汰。無芯的內(nèi)管冷凍或半硫化法， 長(zhǎng)度不受任何限制，且可連續(xù)化生產(chǎn)作業(yè)， 但由于內(nèi)徑公差控制困難， 一般難以滿足精品的嚴(yán)格要求， 現(xiàn)已成為非主流路線?，F(xiàn)在， 高壓橡膠管的生產(chǎn)主要為軟芯法，長(zhǎng)度可達(dá)50~100 m。軟芯棒采用能耐熱老化的聚合物，如IIR、EPDM類橡膠和PVC、PP類樹脂等， 現(xiàn)今已普遍改用尼龍類樹脂。軟芯法生產(chǎn)不僅可以保持尺寸精度，實(shí)現(xiàn)連續(xù)編織/纏繞生產(chǎn)， 而且已從硫化罐的硬芯排列硫化、無芯纏卷硫化走上加壓LCM方式連續(xù)硫化。膠管硫化外包加層物也已從水布、包鉛轉(zhuǎn)向樹脂模型法， 使用材料有PP、聚甲基戊烯樹脂等。這種連續(xù)成型和硫化已導(dǎo)致膠管生產(chǎn)可在一條流水線上， 連續(xù)完成切管， 磨頭到接頭扣壓等后工序，實(shí)現(xiàn)從膠管到膠管組合件的一貫性作業(yè)。
1.1.2 高壓樹脂管
高壓樹脂管始于1970年代， 開始時(shí)用于代替液壓的橡膠管， 而后“ 脫液壓” 形成自己獨(dú)立的體系， 確立了市場(chǎng)地位。目前， 在高壓膠管市場(chǎng)上， 高壓樹脂管大約占據(jù)15%~20%的份額， 主要用在氣動(dòng)和純水系統(tǒng)方面的連接管，現(xiàn)已進(jìn)入超高壓管的行列并向高附加值的方向發(fā)展。年來， 高壓樹脂管的生產(chǎn)主要沿用橡膠管的標(biāo)準(zhǔn)， 近年已建立起自己的標(biāo)準(zhǔn)體系：內(nèi)徑為3~25 mm，工作壓力為10~20 MPa，最高達(dá)到100 MPa以上。高壓樹脂管的主要特點(diǎn)可以歸納為： ① 一般以有機(jī)化纖為補(bǔ)強(qiáng)材料， 不使用金屬鋼絲，因而在膠管彎曲和承受流體沖擊時(shí)， 不易產(chǎn)生疲勞裂化； ② 加壓時(shí)， 膠管的體積變化小； ③重量輕， 一般僅為橡膠鋼編管的1 / 3 ； ④ 耐油性、耐化學(xué)藥品性非常好， 不受不燃性作動(dòng)油的侵蝕；⑤富有柔軟性，且極為耐磨。由于具有上述一系列優(yōu)點(diǎn)， 高壓樹脂管現(xiàn)已廣泛用于工程機(jī)械等各種液壓及氣動(dòng)系統(tǒng)領(lǐng)域， 以及耐氟里昂氣、溶劑和油漆噴涂等用途上。尤其是作為計(jì)算機(jī)用的純水管， 更顯示出極大的優(yōu)越性。高壓樹脂管主要以編織方法制成， 中間層為聚酯、尼龍纖維， 內(nèi)層采用尼龍- 11 、1 2 、6 和66作內(nèi)管， 外層多以PU被覆。近年， 由于熱塑性彈性體TPE的快速發(fā)展，使用TPEE（聚酯類TPE） 作內(nèi)管和TPU為外管的現(xiàn)象不斷增多。它同樹脂一樣， 較之橡膠省去硫化工藝，既節(jié)能又環(huán)保，并且大幅提高了生產(chǎn)效率。另外， 近些年來， 以鍍銅鋼絲、不銹鋼絲為補(bǔ)強(qiáng)層的新的高壓樹脂管， 也開始參與高壓橡膠管的競(jìng)爭(zhēng)行列， 其勢(shì)甚猛。特別是以四氟乙烯（PTFE） 樹脂為內(nèi)管和聚氨酯橡膠（PUR） 作外層的高壓橡塑管， 其耐熱油溫度、工作壓力和使用壽命均大大超過單一的樹脂管和橡膠管， 業(yè)已成為高壓膠管中又一精品，使用數(shù)量不斷擴(kuò)大，前景廣闊。
Technological progress of hose industry (I)
Yu Qingxi
(The former rubber bureau under the ministry of Chemical Industry, Beijing 1000013, China)
Abstract: This paper elaborates on the development status and technical progress of high-pressure
hose (including high-pressure rubber hose, high-pressure resin tube), automotive hose (including brake
hose, radiating hose, cooling hose, fuel hose, booster hose, operating system hose , air-conditioning hose),
resource development hoses (including oil hose, construction hose, irrigation hose), and other hoses
(including daily industrial hose, agriculture, horticulture hose, acid and alkali solution delivery hose, fuel oil
delivery hose, powder and particulate matter transport hose, fire hose, food transfer hose).
Key words: high-pressure hose; automotive hose; resource development hose; technology
“山東省研究生聯(lián)合培養(yǎng)基地”在青島高校軟控股份有限公司掛牌
近日， 山東省政府學(xué)術(shù)委員會(huì)、山東省教育廳授予的“ 山東省研究生聯(lián)合培養(yǎng)基地” 揭牌儀式在軟控研發(fā)中心大樓舉行。此次授牌的研究生聯(lián)合培養(yǎng)基地是由青島科技大學(xué)和軟控聯(lián)合承建， 依托于青島科技大學(xué)優(yōu)良的師資教育資源以及軟控雄厚的經(jīng)濟(jì)技術(shù)實(shí)力， 實(shí)現(xiàn)了校企雙贏。研究生聯(lián)合培養(yǎng)基地的建立能夠提高研究生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力， 同時(shí)也能滿足企業(yè)對(duì)科研人員的需求， 這
種開放的研究生培養(yǎng)新模式， 能夠促進(jìn)校企合作， 充分發(fā)揮雙方優(yōu)勢(shì)， 促進(jìn)研究生的綜合能力培養(yǎng)。軟控與青島科技大學(xué)的產(chǎn)學(xué)研合作模式是國(guó)內(nèi)成功的典范之一， 此次研究生聯(lián)合培養(yǎng)基地的成立又是對(duì)這一模式的發(fā)展和鞏固， 對(duì)雙方的發(fā)展都具有重要推動(dòng)作用。青島軟控供稿米其林宣布在中國(guó)沈陽建立輪胎廠在近日巴黎年會(huì)上， 米其林宣布在中國(guó)沈陽投資10億美元建立乘用及載重輪胎廠， 計(jì)劃2 0 1 2 年投產(chǎn)， 屆時(shí)其在中國(guó)輪胎生產(chǎn)能力翻番。米其林介紹說， 這一投資計(jì)劃是米其林在新型國(guó)家市場(chǎng)加速投資戰(zhàn)略的一部份。2009年10月米其林宣布在印度泰米爾納德邦建立載重及工程胎廠。同時(shí)米其林正投資1 . 7 2 億美元在巴西伊塔蒂亞亞建設(shè)乘用胎廠， 計(jì)劃2011年中投產(chǎn)。
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