膠管工業(yè)的技術(shù)進(jìn)步(下)
(接上期)
1.2 汽車膠管
汽車膠管作為汽車上的重要零部件分布在發(fā)動機(jī)、底盤和車身等部位, 起著輸送油、氣、水以及傳遞動力的作用, 攸關(guān)汽車的安全和性能?,F(xiàn)在一輛汽車至少要用20 m膠管,豪華型轎車用的膠管組合體數(shù)量已達(dá)80根以上,種類不下10余種。汽車膠管在形狀上有直型管和異型管, 壓力上有高壓、低壓、真空, 介質(zhì)性能上有油水氣、耐熱散熱、制冷冷卻, 用途上有制動、驅(qū)動、增壓傳遞等類型, 已成為當(dāng)今膠管先進(jìn)技術(shù)的代表, 各種新型膠管的展示場, 正在不斷走向高新技術(shù)領(lǐng)域。結(jié)構(gòu)上, 過去為夾布、編織、纏繞等多種形式并存, 現(xiàn)今已絕大部分實(shí)現(xiàn)編織化,幾乎全部為1 m以下的連結(jié)短管。
1.2.1 制動膠管
制動膠管系汽車剎車系統(tǒng)最為關(guān)健的安全部件, 要求萬無一失, 必須嚴(yán)格保證不能發(fā)生任何泄漏失靈。因此, 其爆破壓力的安全系數(shù)比一般膠管要大50%~100%,達(dá)到5~8倍。氣動剎車膠管的工作壓力為1.0~1.2 MPa,補(bǔ)強(qiáng)層采用維綸、聚酯纖維。使用介質(zhì)為壓縮空氣, 內(nèi)膠層用SBR、CR、外膠層用CR、CR/EPDM。液壓剎車管的補(bǔ)強(qiáng)層為人造絲、芳綸纖維。使用介質(zhì)由于多為合成液壓油, 內(nèi)膠層常用NBR、外膠層為CR。近些年來, 由于免保高級轎車的出現(xiàn), 大量改用高沸點(diǎn)的制動流體以及制動系統(tǒng), 以及工作環(huán)境溫度的提高, 剎車管已更多地開始使用耐油和耐熱的橡膠材料, 如EPDM、CSM、CPE、ACM和HNBR等用量不斷增多, 其中EPDM已成為氣動管、HNBR為液壓管的主流。補(bǔ)強(qiáng)層有的也改為尼龍纖維為主, 使剎車管的檔次升到新的水平。
1.2.2 散熱膠管
散熱膠管為連接汽車發(fā)動機(jī)與散熱器之間的可撓性柔軟膠管, 屬于汽車柔性管路中關(guān)鍵的部件。輸送的流體為冷卻水, 壓力不大, 一般以人造絲、聚酯纖維為補(bǔ)強(qiáng)層, 內(nèi)外徑經(jīng)常主要以SBR、CR為主。近年,由于發(fā)動機(jī)艙溫度的提高(提升了15~50 ℃),汽車向著節(jié)能和低污染的方向發(fā)展, 以及要求能適應(yīng)野外極端低溫環(huán)境的條件, 汽車所用橡膠已大部升級換代為EPDM,并且由三元的EPDM改為二元的EPM, 以提升膠管的耐熱性和耐候性, 達(dá)到與汽車同機(jī)的使用壽命。另外, 同一類型的加熱器膠管,現(xiàn)在也向著同方向發(fā)展。
1.2.3 冷卻膠管
冷卻膠管用于汽車的發(fā)動機(jī)、壓力蓄能器、輔助熱交換器( AT F ) 及自動變速器(CVTF)上,內(nèi)通發(fā)動機(jī)油、ATF、CVTF冷卻液。由于它多處于緊湊的發(fā)動機(jī)室內(nèi), 為保證冷卻液能順暢流過歧管和閥體, 冷卻管常制成像樹枝樣的分道結(jié)構(gòu)形式。同時(shí), 受發(fā)動機(jī)高溫輻射和油液長期浸泡腐蝕的影響, 材料老化已成為最嚴(yán)重的問題, 常常從內(nèi)向外發(fā)展,導(dǎo)致滲漏, 出現(xiàn)故障。為此, 膠管的內(nèi)外膠層多用ACM、AEM,補(bǔ)強(qiáng)層為聚酯纖維,并且由傳統(tǒng)的套管在硫化罐內(nèi)硫化改為模制成型工藝的平板機(jī)硫化。
1.2.4 燃料膠管
燃料膠管用于汽車燃油系統(tǒng), 主要輸送汽油、柴油。膠管補(bǔ)強(qiáng)層為維綸、聚酯纖維, 內(nèi)膠層以NBR/PVC、NBR為主,外膠層以NBR/PVC、CR為主。近年, 因發(fā)動機(jī)室溫大幅上升, 燃料改為酸性汽油、增壓柴油, 加之環(huán)保要求減少污染, 降低CO2排放量和開始換用生物燃料, 原來的燃料膠管早已不能適應(yīng), 因而促進(jìn)了升級換代, 產(chǎn)品的附加值也隨之大幅提升。所謂生物燃料, 是指由生物物質(zhì)( 植物或動物基可生物降解的物質(zhì)) 制成的液體、氣體燃料。目前主要有生物汽油和柴油, 如85%乙醇與15%汽油的混合汽油、動植物油( 甘油三酯) 與甲醇或乙醇反應(yīng)而成的酯類生物柴油,以及20%生物柴油與80%天然柴油的混合物等等。這類燃料在溫度、空氣和水的作用下會自然降解, 其產(chǎn)物能對橡膠產(chǎn)生很強(qiáng)的腐蝕作用。因此, 對橡膠來說, 除原來的耐熱耐油性能要求以外, 又提出了防滲透、防腐蝕的新問題?,F(xiàn)今, 燃料膠管的工作環(huán)境已提高到了150~200 ℃的高溫。因此,內(nèi)外膠層—般都已改為HNBR、CSM、ACM、FKM。為了降低成本,FKM/ECO、FKM/CSM被更多使用。另外,還有采取FKM薄壁化的措施,即以復(fù)合擠出的方式將0.2~0.7 mm的FKM薄膜襯附在ECO、CSM的內(nèi)膠層上。目前,這種方法隨著精密復(fù)合擠出機(jī)的發(fā)展,已得到普遍推廣。最近, 汽車燃料油進(jìn)一步出現(xiàn)了由柴油、汽油、乙醇向著LNG、DME方向發(fā)展的趨向。因此, 耐化學(xué)藥品腐蝕性極強(qiáng)的樹脂管也加入競爭行列, 出現(xiàn)了以PBN( 聚對萘二甲酸丁二醇酯) 取代聚酯(PET) 纖維為中間補(bǔ)強(qiáng)層,尼龍- 1 2 為內(nèi)外膠層的燃料樹脂管, 其防滲透性和抗靜電性甚至還優(yōu)于橡膠燃料管。目前, 美歐日燃料膠管的年銷售額已分別達(dá)到1.6億、1.9億和1.2億美元,占到汽車膠管總額的1/3左右。高附加值樹脂燃料管的加入,將進(jìn)一步?jīng)_擊燃料膠管的固有市場, 引發(fā)新一輪燃料管升級換代的激烈競爭。
1.2.5 增壓膠管
增壓膠管為渦輪增壓器上使用的膠管, 近年已廣泛用于柴油發(fā)動機(jī)的汽車上。它的功能是利用廢氣驅(qū)動氣泵, 使空氣在壓縮環(huán)境下進(jìn)入氣缸, 保證燃料油能充分燃燒, 從而達(dá)到提高發(fā)動機(jī)輸出功率的目的。在壓縮機(jī)與發(fā)動機(jī)之間,高溫側(cè)的壓縮空氣常會達(dá)210~230 ℃,冷卻側(cè)的溫度則為160~180 ℃,因此,增壓膠管除輸送壓縮空氣之外, 還要耐高溫。通常,膠管的補(bǔ)強(qiáng)層為聚酯、芳綸纖維, 采用針織成型方式, 內(nèi)外膠層為ACM(AEM) 、EVM、VMQ、FKM等。目前,多數(shù)增壓膠管為防止流體向大氣中滲透污染環(huán)境, 在內(nèi)壁襯上一層薄的防滲透膠作為防滲透層,以FKM最為理想。
1.2.6 操作系統(tǒng)膠管
操控膠管系近年來新開發(fā)的一種為減少汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)的車體傾斜, 保持車體平衡而用的動力駕駛平穩(wěn)控制用的膠管。這種膠管使用液壓油為介質(zhì), 現(xiàn)已大量用于豪華型汽車上面, 不同于一般液壓管的是, 液壓流體很熱并在高壓狀態(tài)下多次脈沖, 對膠管質(zhì)量性能的要求更為嚴(yán)酷。因而補(bǔ)強(qiáng)層常為尼龍纖維、鋼絲, 內(nèi)膠層用NBR(耐熱的為HNBR、CSM),外膠層一般為CR(耐熱的為CSM、EPDM)。另外, 還有一種位于復(fù)雜緊湊的動力總成部件之間, 處于排氣岐管和氣缸頂部鄰近的真空管, 通常稱為排放控制管。它能維持排放測試系統(tǒng)正常工作, 以保持駕乘的舒適性。這類膠管一般為純橡膠制成的全膠管( 無補(bǔ)強(qiáng)層) , 同其他工業(yè)用真空膠管大同小異。對排放控制管來說, 要求耐磨、耐熱、耐酸, 為汽車上比較易損壞的部件, 延長使用壽命是一大
關(guān)鍵。
1.2.7 空調(diào)膠管
空調(diào)膠管為汽車空調(diào)系統(tǒng)專用的一種軟管,分為從壓縮機(jī)向空調(diào)器輸送高溫高壓冷媒制冷劑的高壓配管用可撓性管及與之相反的低壓配管用可撓性管。工作壓力最高可達(dá)14 MPa,制冷劑為有嚴(yán)重腐蝕性的氟里昂- 1 2 , 滲透速度1 g/y。因此,空調(diào)膠管的結(jié)構(gòu)和材料同其他一般膠管多有不同。如高壓用空調(diào)管是以PET纖維為補(bǔ)強(qiáng)層, 內(nèi)膠層為只有1.6 mm厚的I I R薄壁,在內(nèi)壁上還要套上100 μm的尼龍薄膜,為1.8 mm(內(nèi)膠層)和1.1 mm的EPDM(外膠層)。目前, 空調(diào)膠管作為膠管中的精細(xì)產(chǎn)品附加值甚高, 其銷售額已占到汽車膠管的15%~20%, 發(fā)展前景看好。近年, 隨著制冷劑的環(huán)?;?, 由CFC- 1 2 轉(zhuǎn)變?yōu)?/span>HFC- 1 3 4 a ( 四氟乙烷),補(bǔ)強(qiáng)層已改為芳綸纖維,內(nèi)外膠層為CIIR/EPDM組合。高壓管的滲透率為0.79 g/y。京都議定書要求從2011年起改為以CO2作空調(diào)系統(tǒng)的制冷劑,因此,新型的耐CO2制冷劑的空調(diào)膠管已在積極研發(fā)之中。
1.3 資源開發(fā)膠管
資源開發(fā)膠管資源開發(fā)膠管是指油田開發(fā)、煤炭礦山開采、農(nóng)田水利和建筑施工等方面使用的膠管。一般多為20~200 mm大型管、200~500 mm超大型管和500~1 000 mm的巨型管, 視用途不同有高中低壓、排吸、吸引和真空之分, 長度10~20 m并帶有各種形式的金屬法蘭接頭。雖然編織、纏繞等新技術(shù)在發(fā)展, 但迄今為止織物卷成仍是這類膠管生產(chǎn)的主流, 尤其是超大型和巨型管的機(jī)械化和自動化還是薄弱環(huán)節(jié)。近些年來, 隨著現(xiàn)代海洋石油開發(fā)、港灣建設(shè)的發(fā)展, 石油膠管、建筑膠管成為膠管工業(yè)生產(chǎn)又一亮點(diǎn)。
1.3.1石油膠管
石油膠管中最為常見的是石油鉆機(jī)上用的鉆探膠管,要求能承受酸堿液并具有良好的耐油性。使用多為10.0~30.0 MPa的高壓環(huán)境,內(nèi)徑在1 8~1 0 2 m m之間,一般采用編織及纏繞方法制造,補(bǔ)強(qiáng)層為鋼簾線或鋼絲,并在中間夾有膠層,內(nèi)外層橡膠也比普通膠層厚50%~100%。Φ18~32 mm管用于小型石油鉆機(jī);Φ3 8~64 mm管用在中型石油鉆機(jī)以及類似的水壓采煤機(jī);Φ76~102 mm以及更大的管多用于大型鉆機(jī)上,并作為水龍頭與立管彎頭之間的連接管。這類鉆探管主要是輸送石油鉆井的泥水、泥漿等物質(zhì)。類似的膠管還有水力除焦管,主要在石油化工企業(yè)中用來清除石油焦。工作壓力一般在15 MPa以上,內(nèi)徑為76 mm以上。另外,還有石油儲罐上浮頂排水管,用于浮頂積水的排除。內(nèi)徑為76~102 mm,要求有一定耐油性、耐天候老化性,而且對膠管可撓性提出了更高要求。石油輸送管為石油膠管的最代表性產(chǎn)品,有陸上向槽車、海上向油輪送吸原油的各種膠管。要求耐油、耐海水、耐天候老化性好,工作壓力最高可達(dá)2.0 MPa,內(nèi)徑小的為6~50 mm中小管,更多的為100 mm以上的大型管,甚至500~1 000 mm的巨型管。近些年來,巨型管中的代表物——海洋膠管的需要量隨著海上油田的擴(kuò)大開發(fā)劇增。這種海上輸油膠管分為沉下海底輸油(沉式)、海中半浮輸油(沉?。┖秃C骘h浮輸油(浮式)三種形式。沉式海洋膠管用于從海底油井向海岸輸油,要求膠管特別堅(jiān)固,補(bǔ)強(qiáng)層多由鋼片條纏繞組成,內(nèi)外膠層為NBR、PUB;沉浮式海洋膠管用于海底井口與海上系泊浮箱的連結(jié),根據(jù)海面下管線的不同形狀,在相應(yīng)部位設(shè)立外浮體,結(jié)構(gòu)同一般膠管大同小異;浮式海洋膠管要整體浮在海面上,結(jié)構(gòu)要求十分復(fù)雜,通常多由主管體、副管體和海綿浮體組成。主管體內(nèi)有織物緩沖層、鋼絲簾線纏繞補(bǔ)強(qiáng)層、鋼絲螺旋線加固層以及內(nèi)中外的膠層。膠管端部接頭也要采取不同于一般海洋膠管的特殊成型硫化方式,并且還要再用機(jī)械(焊接、捆扎、扣壓)等方法緊固。因此,浮式海洋膠管的附加價(jià)值也高,除用于海上輸油之外,也用以清除由于油輪事故等海面污染帶來的油污。目前,出于經(jīng)濟(jì)、使用方便和航道有限等原因,以浮沉式海洋膠管最受歡迎。其實(shí)際用量有的國家已占到一半以上?,F(xiàn)在海洋膠管已成為海洋開發(fā)中不能缺少的產(chǎn)品,發(fā)展前景極為廣闊。1.3.2建筑膠管建筑膠管在土建領(lǐng)域的使用范圍十分廣泛,除了常用的一般給排水膠管之外,作為專用膠管還大量使用工作壓力2.0 MPa上下的各種大中型乃至巨型的排吸管。目前,使用在各種建筑施工機(jī)具中的有:(1)疏通港口、河道、湖泊及造地工程的吸泥膠管,要求耐磨并耐海水、河水侵蝕。同樣也有排泥膠管。它們的內(nèi)徑都在100~300 mm,同普通吸引管相似,但規(guī)格較大。另外,還有疏通地下水道的膨脹膠管,其內(nèi)徑一般也在90~275 mm。(2)澆灌橋梁、建筑物混凝土的預(yù)應(yīng)力構(gòu)件用的構(gòu)件制孔膠管,實(shí)際是把膠管作為一種內(nèi)模具,已在各種預(yù)構(gòu)件制造廠內(nèi)到處使用。要求耐磨、抗撕拉性能好,并且變形要小,一般多用纏繞、夾布卷取方法制造,內(nèi)徑可根據(jù)需要由300到500 mm,更大者可達(dá)1 000 mm。(3)用于水泥噴射和灰漿泵擠壓水泥砂漿用的砂漿擠壓膠管,要求耐磨、耐天候老化性能好,內(nèi)徑為25~50 mm,工作壓力2.5 MPa。(4)泵送混凝土車連接及工程澆注膠管,內(nèi)徑為120~150 mm,要求耐磨耐壓。這類產(chǎn)品還有澆注工程中用的轉(zhuǎn)軸振動器膠管(內(nèi)徑25~38 mm),混凝土輸送車附屬的輸混凝土膠管(內(nèi)徑7 5~1 5 0 m m),建筑灰漿壓送膠管(內(nèi)徑38~75 mm)等。它們的工作壓力在0.7~4.0 MPa之間,大多也采用纏繞法生產(chǎn)。1.3.3農(nóng)田水利膠管在農(nóng)田開墾和興修水利中,為了排除積水,屯蓄用水,要大量使用排水膠管和抽水膠管,其數(shù)量常常占到大型管的1/3~1/2。這類膠管還廣泛用于煤礦、金屬礦、坑內(nèi)和地下構(gòu)筑物積水或冒水的清除、颶風(fēng)海嘯及暴雨成災(zāi)的抗洪排澇,已成為城鄉(xiāng)必備的救急品,一般統(tǒng)稱為吸引膠管和排吸膠管。吸引膠管和排吸膠管的使用壓力很小,大約0.1~0.3 MPa,內(nèi)徑多為50~200 mm,大型的可達(dá)280~400 mm,長度在8~12 m以下,為防止抽扁和抵御外界踩壓變形,帶有鋼絲或內(nèi)外鋼線螺旋線預(yù)以強(qiáng)固化,幾乎大部為織物卷取方式成型,勞動強(qiáng)度大,生產(chǎn)效率低,有待進(jìn)行改進(jìn)創(chuàng)新。近些年來,規(guī)格較小的已開始樹脂和橡塑化。
1.4 其他膠管
除上述三類膠管之外, 其他使用膠管的地方更多。通常多為壓力在7.0 MPa以下的中低壓管,0.1~1.0 MPa的排吸管以及0.1 MPa以下的吸引管和真空管, 主要用于工農(nóng)業(yè)及日用, 產(chǎn)品名稱上百種,品種規(guī)格過千。20世紀(jì)50年代之前, 曾長期占據(jù)膠管生產(chǎn)的主流地位, 隨著液壓和汽車膠管以及石油等新興膠管的崛起和發(fā)展, 其構(gòu)成比例相對下降, 銷售額已降至不足20%~30%程度。一般膠管的結(jié)構(gòu)和制造方法多種多樣, 從全膠管到補(bǔ)強(qiáng)層短纖維共混、夾布、編織、纏繞、針織、筒織以及鋼線加固、金屬片凱裝等, 集各種軟硬芯和無芯之大成。材料上,已形成橡膠、樹脂、橡塑共混并用等多元共存的形態(tài)??傮w上, 朝著材料樹脂化、工藝編織化、軟芯化和超長化的方向發(fā)展。
1.4.1 工業(yè)日用膠管
工業(yè)膠管代表性品種有空氣管、氧氣管、乙炔管、煤氣( 天然氣、液化石油氣) 管和送水管等的四氣一水管。幾乎全部為低壓小型管。空氣、氧氣和乙炔氣管的內(nèi)徑從3~25 mm,工作壓力0.1~2.5 MPa, 補(bǔ)強(qiáng)層已基本實(shí)現(xiàn)化纖化和編織化, 內(nèi)外膠層已從再生膠、橡膠(NR、SBR) 向合成樹脂(PVC、PE、PP)轉(zhuǎn)化。膠管長度, 硬芯法為10~20 m, 軟芯法為50~100 m,無芯法可以無限長。目前,短纖維、樹脂、片材補(bǔ)強(qiáng)的全膠管正呈快速發(fā)展的態(tài)勢,PVC改性橡膠和改性PVC的工業(yè)樹脂管已成工業(yè)管新寵, 其柔軟性、彎曲性、復(fù)元性已與橡膠管幾乎沒有多大差別, 而且耐天候老化又光滑耐油, 價(jià)廉物美, 現(xiàn)已占據(jù)這類膠管約80%的市場份額。另外, 工業(yè)上氧氣頂吹煉鋼用的吹氧膠管, 工作壓力高, 尺寸規(guī)格大, 且要求有一定耐熱性, 屬于氧氣管中的專用膠管。一般內(nèi)徑為50~100 mm,補(bǔ)強(qiáng)層為聚酯纖維或鋼絲,內(nèi)外膠層為IIR、EPDM。還有鐵路機(jī)車專門用的風(fēng)閘膠管、給水膠管, 熱電站、工廠使用的蒸汽膠管、熱水膠管等也為專用膠管, 分別要求具有耐磨、耐寒、耐熱等要求, 也需要采用相應(yīng)的特種橡膠和配方生產(chǎn)。近些年來, 日用膠管隨著城市的煤氣化、液壓氣化和天然氣化進(jìn)入家庭, 一種作為燃?xì)庠?、燃?xì)鈾C(jī)燃燒輸氣的所謂L P 膠管已遍及千家萬戶, 用量十分龐大。它的內(nèi)徑從9 . 5 ~25 mm,壓力在0.003 MPa上下,以PVC樹脂針織或內(nèi)膠自補(bǔ)強(qiáng)的無芯法擠出, 長度可達(dá)數(shù)百米以上。此外, 還有家電方面用的膠管, 如淋浴間噴啉膠管、洗衣機(jī)供排水管, 抽油煙機(jī)導(dǎo)煙氣管等,它們皆已樹脂化,內(nèi)徑從9 mm到150 mm不等。
1.4.2 農(nóng)業(yè)園藝膠管
農(nóng)業(yè)園林用的膠管很多, 除農(nóng)業(yè)上的各種液壓、氣動、燃料管之外, 農(nóng)田作業(yè)還有輸水、噴液、播種、灌溉等膠管。
( 1 ) 噴霧膠管。小型的噴霧膠管( Φ 6 ~1 0 m m ) 用于農(nóng)田園藝噴灑農(nóng)藥, 工作壓力1.0~2.0 MPa,以前以橡膠管為主,現(xiàn)已基本樹脂化。大型機(jī)動噴霧膠管( Φ25 mm以上) 工作壓力可達(dá)2.5 MPa,已進(jìn)人中壓管范圍,仍以橡膠為主, 用無芯編織方法生產(chǎn)。噴霧膠管除灑藥殺蟲之外, 常用以噴淋植物枝葉, 洗塵除垢。
( 2 ) 輸水膠管。農(nóng)用輸水膠管同工業(yè)用輸水膠管幾乎沒有區(qū)別, 工作壓力在0 . 1 ~0.3 MPa, 小型的內(nèi)徑為25 mm, 中型的達(dá)到50 mm以上, 大型的最大為400 mm。近些年來, 扁形以聚酯纖維編織補(bǔ)強(qiáng)的樹脂管得到了大量發(fā)展,并已部分取代了橡膠輸水管。
( 3)灌溉膠管。目前,在農(nóng)業(yè)輸水管大型化擴(kuò)張的同時(shí), 為了節(jié)水和節(jié)能的目的, 一種稱之為灌溉膠管的時(shí)尚產(chǎn)品已得到快速發(fā)展,并向著多根小型化, 集群化的道路前進(jìn)?,F(xiàn)在甚至還出現(xiàn)可埋在地表下灌溉的滲漏膠管, 利用管壁周圍多個(gè)直通的細(xì)小微孔, 向植物根部給水或供應(yīng)液體肥料。這種膠管可根據(jù)不同的植物和不同時(shí)間的不同需要, 均勻、適量、適時(shí)地供給水份和養(yǎng)料, 一般可使水資源有效利用率由普通農(nóng)業(yè)管的20%~30%上升到90%以上。
1.4.3 酸堿溶液輸送膠管
輸酸( 堿) 液膠管主要用來輸送化學(xué)工業(yè)的無機(jī)和有機(jī)酸( 堿) 。代表性產(chǎn)品為, 稀酸( 硫酸濃度4 0 % 以上) 管和濃酸( 硫酸濃度9 5 % ) 管兩種類型。工作壓力大小在0 . 1 ~1 . 5 M P a , 有壓力管、排吸管、吸引管和真空管之分。內(nèi)徑32 mm以下的為編織管, 3 0 ~50 mm為纏繞管,50~300 mm為夾布管。使用橡膠材料有NR、SBR、CR等,PVC成為有力競爭者。近年來, 耐強(qiáng)酸和強(qiáng)氧化劑的特種介質(zhì)膠管獲得了很大發(fā)展。因此, 橡膠材料已大量改用I I R 、CSM和EPDM, 有的甚至還用FKM類的最耐酸堿的FPM、FA、PNF和CNR,附加值也隨之成幾倍到幾十倍提高。
1.4.4 燃料油品輸送膠管
燃料油品輸送膠管簡稱輸油膠管, 主要是為石油精煉而得的汽、煤、柴、潤滑四類礦物油料。內(nèi)徑壓力、結(jié)構(gòu)及制造方法同輸酸膠管大體相同, 最大不同為內(nèi)外膠層要用各種耐油橡膠。最常見的為NBR,特殊的用ACM、ECO以及FKM。近些年來, 還開始出現(xiàn)以特殊橡膠和樹脂組成的溶劑膠管, 可以輸送三苯類( 苯、甲苯、二甲苯) 芳族溶劑油, 從而打破以往各種膠管無法耐溶劑油的歷史, 將膠管又?jǐn)U展到一個(gè)新的領(lǐng)域。另外, 還有液化石油氣膠管可細(xì)分為三種類型, 一為機(jī)械設(shè)備上的高壓和低壓油管, 工作壓力0 . 3 ~ 1 8 . 0 M P a , 屬于中高壓管, 內(nèi)徑5~25 mm;二為火車槽車和汽車運(yùn)輸車用的油管, 最大壓力2.0 MPa, 內(nèi)徑從10 mm一直到200 mm。三為以油罐、油槽設(shè)備向車上輸油時(shí)的計(jì)量膠管,內(nèi)徑9~25 mm,最大壓力2.0 MPa。還有計(jì)量機(jī)用的膠管, 內(nèi)徑16~25 mm, 壓力0.2~0.5 MPa。
1.4.5 粉體、顆粒物料輸送膠管
粉體、顆粒物料輸送膠管又稱耐磨膠管,其特點(diǎn)是內(nèi)壁厚, 非??鼓p, 工作壓力從負(fù)壓到正壓,可達(dá)1.5 MPa,為內(nèi)徑25~300 mm的排吸型管。通常, 用于輸送各種粉體及顆粒狀的材料, 如碳酸鈣、陶土、石英砂、炭黑等。最具代表性的耐磨膠管為噴砂膠管, 主要用于構(gòu)筑物、玻璃等物體的噴打, 內(nèi)徑1 9 ~25 mm,工作壓力0.5~0.7 MPa,多為纖維、鋼絲編織結(jié)構(gòu),安個(gè)系數(shù)要求在4~5倍以上。另外, 近年來還出現(xiàn)一種高粘泵用的擠壓、輸送高粘性固液體材料的擠壓管, 又稱泵管,內(nèi)徑25~100 mm,工作壓力0.8~2.0 MPa。它們在建材、化纖、高聚物、輕工業(yè)方面極有發(fā)展?jié)摿Α?/span>
1.4.6 消防膠管
消防膠管為消防救火用的壓力輸水管, 同噴霧管的性能有某些類似之處, 但結(jié)構(gòu)與普通膠管完全不同, 是一種可折疊卷取的薄壁管,充水時(shí)伸張如一條長龍, 故又稱為水龍帶。內(nèi)徑一般在38~102 mm, 工作壓力可達(dá)1 . 0 ~2.0 MPa。它的外形是扁平狀, 平時(shí)盤卷為圈形,百米長管占地不到1 m,可節(jié)省大量場地。正因如此, 象海上艦艇、水上船舶等也常使用這類軟管輸送海水, 農(nóng)田園藝有時(shí)也采用其作為灌溉工具。消防膠管只有內(nèi)膠層和補(bǔ)強(qiáng)層, 厚度不過1~2 mm,內(nèi)膠層為NR、SBR、CR橡膠或PVC樹脂, 補(bǔ)強(qiáng)層為筒織的聚酯纖維材料, 也有使用尼龍、維綸纖維編織的結(jié)構(gòu)。另外, 飛機(jī)場的加油管也常常制成水龍帶的形狀,體輕壁薄,內(nèi)徑可達(dá)51~102 mm,使用起來也極為方便。水龍帶式膠管作為一種移動節(jié)地器材,用途正在不斷擴(kuò)大。
1.4.7 食品輸送膠管及其他
食品輸送膠管可分為油脂性食品( 大豆油、花生油、菜籽油等) 用、非油脂性液體飲料( 啤酒、果汁、調(diào)料等) 用兩大類, 工作壓力0.2~0.6 MPa,內(nèi)徑13~152 mm。結(jié)構(gòu)為編織、夾布, 內(nèi)外膠層前者多為NBR、I I R , 后者除NR、SBR橡膠之外, 多已改用PVC、PE和PP。所用各種原料和助劑不能含有害重金屬鹽和致癌物質(zhì),100%符合FDA食品衛(wèi)生安全規(guī)定。近年來, 高檔食品膠管以VMQ橡膠和PU樹脂制造的產(chǎn)品越來越多, 壓力為負(fù)壓到1.0 MPa, 內(nèi)徑可達(dá)5~50 mm, 應(yīng)用范圍已從食品衛(wèi)生擴(kuò)大到醫(yī)用領(lǐng)域。醫(yī)用膠管除了乳膠制的輸血、聽診、止血等純膠軟管之外, 也應(yīng)用于輸液、插管以及人造器官方面, 如注射輸液管、胃插管、導(dǎo)尿管以及人造的尿道、尿管、膽管、食管、氣管等,使用材料主要為MVQ、PU。由于它們已屬醫(yī)療衛(wèi)生體育技術(shù)材料和精細(xì)制品, 故已從膠管工業(yè)產(chǎn)品劃出,單獨(dú)形成一類。
2 結(jié)語
現(xiàn)在, 膠管在橡膠工業(yè)中作為非輪胎橡膠制品的一員, 不論從橡膠消耗量上還是在銷售額上, 均已高居膠帶、模制品、擠出品、壓延品和乳膠品之上, 處于前茅地位。目前在國際貿(mào)易市場已達(dá)100多億美元之多,其中美國有40億~50億美元(出口5億美元以上),歐盟僅汽車膠管即達(dá)25億~30億歐元,日本膠管的年銷售額也在10億美元之上。膠管用橡膠現(xiàn)已涵蓋從天然到合成的各種橡膠, 并以NBR、CR、EPDM為中心, 占據(jù)了各種橡膠約1/3左右的市場份額。對于合成樹脂, 不僅用量已大大超越了橡膠, 品種上也從PVC一步步擴(kuò)大到PE、PP、PU和PA。同時(shí),熱塑性彈性體T P E 已開始部分取代橡膠和樹脂。目前, 代表著膠管技術(shù)水平的高壓膠管和汽車膠管兩大品類, 在發(fā)達(dá)國家已占到膠管總值的70%~80%, 不少產(chǎn)品已涉入高新技術(shù)領(lǐng)域, 附加價(jià)值甚高, 已成橡膠工業(yè)經(jīng)濟(jì)的主要增長點(diǎn)之一。許多非輪胎橡膠制品企業(yè)都已將膠管生產(chǎn)列為企業(yè)生存發(fā)展的重點(diǎn)產(chǎn)品?,F(xiàn)在國外生產(chǎn)膠管的企業(yè)已達(dá)幾百家之多, 它們寓于非輪胎橡膠制品之中, 專業(yè)化的企業(yè)較少, 但專業(yè)化的生產(chǎn)線則很多, 形成了大批量的經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)規(guī)模。世界50強(qiáng)非輪胎橡膠制品企業(yè)中至少有一半以上都有膠管生產(chǎn), 其中以膠管為主產(chǎn)品之一的已不下20家, 主要面向高壓膠管和汽車膠管。詳見表3。
表3 世界非輪胎橡膠制品中生產(chǎn)膠管的企業(yè)
企業(yè)名稱及總部所在地 世界排名 2008年銷售額/億美元 主要生產(chǎn)品種
膠管 膠帶 模壓品 擠出品 壓延品 乳膠品 其他
1 特雷勒堡/瑞典 1 41.27 √ √ √ √
2 哈欽森/法國 2 40.00 √ √ √ √ √
3 大陸/德國 3 39.69 √ √ √ √ √
4 普利司通/日本 4 37.50 √ √ √ √ √
5 湯姆金斯/英國 6 27.57 √ √ √
6 庫珀標(biāo)準(zhǔn)汽車配件/美國 7 25.94 √ √ √
7 東海橡膠工業(yè)/日本 8 25.93 √ √ √ √ √
8 派克-漢尼芬/美國 9 24.90 √ √ √
9 威揚(yáng)斯技術(shù)/美國 11 19.00 √ √ √
10 豐田合成/日本 12 13.60 √ √ √ √ √
11 伊頓/美國 14 12.75 √ √ √
12 橫濱橡膠/日本 17 9.75 √ √ √ √
13 馬克IV工業(yè)/美國 19 9.51 √ √ √ √
14 東洋橡膠工業(yè)/日本 21 8.59 √ √ √
15 住友橡膠工業(yè)/日本 22 7.87 √ √ √
16 威力塔斯/德國 29 6.32 √ √ √
17 鬼怒川橡膠工業(yè)/日本 32 5.57 √ √
18 馬奴里橡膠工業(yè)/意大利 36 4.64 √ √
19 新田膠帶/日本 39 4.21 √ √
20 日輪/日本 45 3.70 √ √
上述20家主要膠管企業(yè)中,美國有5家,歐盟6 家, 日本達(dá)到9 家。它們中的75%以上都在華建立了獨(dú)資或合資企業(yè), 其中的一半有膠管生產(chǎn)。如哈欽森、大陸、東海橡膠工業(yè)、威揚(yáng)斯( 固特異) 、豐田合成、馬奴里橡膠工業(yè)等的汽車膠管,派克-漢尼芬(埃迪亞)、橫濱橡膠、新田膠帶、日輪的高壓膠管等。它們在中國市場主要為合資企業(yè)的汽車、工程機(jī)械等配套,占據(jù)了很大份額,工廠已發(fā)展到2~3家,象東海橡膠工業(yè)達(dá)8家。另外, 世界50強(qiáng)之外的還有一些知名的專業(yè)膠管生產(chǎn)廠家, 如阿爾法( 意大利) 、IVC( 意大利) 、阿旺汽車配件( 美國) 、泰克瑪費(fèi)萊克斯( 法國) 、十川橡膠( 日本) 、櫻橡膠( 日本) 、潤工社( 日本) 等, 它們有的將技術(shù)設(shè)備輸出到中國, 有的也建立了合資企業(yè)。中國正成為膠管的世界性工廠?,F(xiàn)在, 我國已是全球第一膠管生產(chǎn)消費(fèi)大國。2008年汽車膠管需求量已達(dá)2.5億m以上,其中配套2.0億m,維修0.5億m。工程機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械、機(jī)床和煤礦支架用的高壓膠管也有1億多米。2 0 0 8 年全國膠管生產(chǎn)總量達(dá)到5 . 6 億標(biāo)米以上, 其中汽車膠管占到近一半。如再加上各類樹脂管在內(nèi), 總計(jì)全國膠管的產(chǎn)銷量已達(dá)10億~12億m。國內(nèi)膠管企業(yè)大小約有800多家,一般多與膠帶共存生產(chǎn)。專業(yè)性與綜合性廠家大約各占一半,其中可生產(chǎn)高壓膠管的廠家已近300家。全國產(chǎn)能達(dá)百萬標(biāo)米以上的國有、民營膠管企業(yè)有2 0 余家, 5 0 0 萬以上的不過5 家。詳見表4。
表4 我國國有民營主要膠管企業(yè)生產(chǎn)狀況 萬標(biāo)米
順序 企業(yè)名稱 年生產(chǎn)量 年出口量
1 山東萊州橡塑廠 950 360
2 浙扛永固橡膠廠 690 98
3 河北恒宇橡膠制品有限公司 506
4 廣州獅球膠管廠 484 125
5 河北宏廣橡塑金屬制品有限公司 360
6 凱迪西北橡膠有限公司 355
7 廣州天河膠管制品有限公司 348 9
8 浙江三力士橡膠股份有限公司 300 130
9 河北景縣景渤石油機(jī)械有限公司 260 36
10 山東兗礦集團(tuán)鄒城金通橡膠有限公司243 11
從汽車膠管來說,2008年全年汽車生產(chǎn)量已達(dá)950萬輛,保有量為6 400萬輛,膠管市場需求量在2.5億米以上,其中新車配套2.0億m,舊車更換0 . 5 億m。汽車膠管企業(yè)主要有4 0 多家, 其中外資1 5 家, 占到1 / 3 以上, 產(chǎn)量更占到了一半以上??照{(diào)管等高檔膠管更占據(jù)市場2/3以上的份額,豪華型汽車所用膠管幾乎全是外資企業(yè)的天下。目前國有民營汽車膠管企業(yè)還大多處于發(fā)展初期, 規(guī)模小, 品種少, 檔次低,年產(chǎn)能力在1 000根以上的不超過10家,詳見表5。
表5 我國主要汽車膠管企業(yè)
企業(yè)名稱 年產(chǎn)汽車膠管能力/萬根
1、天津大港鵬翎膠管有限公司 3 850
2、廣東南亞橡塑制品有限公司 2 500(500萬標(biāo)米)
3、四川川環(huán)科技股份有限公司 2 300
4、扛蘇南京7425總廠 1 600
5、上海華向橡膠制品有限公司 1 100(220萬標(biāo)米)
6、闊丹凌云汽車膠管有限公司 1 000(200萬標(biāo)米)
7、廣東燕達(dá)橡塑制品廠 1 000(200萬標(biāo)米)
面對我國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展對膠管要求不斷增長的大好形勢, 尤其是汽車膠管的大發(fā)展和外次企業(yè)紛紛落戶中國占據(jù)較大市場份額的嚴(yán)峻挑戰(zhàn), 國有民營企業(yè)要想在激烈競爭的膠管市場上占據(jù)一定份額, 贏得發(fā)展主要權(quán), 必須加快改制整合步伐, 加強(qiáng)自主創(chuàng)新, 積極開發(fā)新品, 增強(qiáng)競爭能力, 描準(zhǔn)發(fā)展趨勢, 在創(chuàng)新上下功夫。一是開發(fā)新型燃料膠管, 液壓膠管, 進(jìn)一步提高耐熱性和耐油性,達(dá)到高性能化;二是開發(fā)薄壁膠管、輕體膠管, 使用高強(qiáng)補(bǔ)強(qiáng)材料, 減少補(bǔ)強(qiáng)層數(shù)和內(nèi)外膠層厚度, 實(shí)現(xiàn)輕量化;三是開發(fā)新的動力轉(zhuǎn)向膠管, 耐新型致冷劑膠管,多通道異形膠管等,使之功能化;四是開發(fā)抗高脈沖壓力膠管, 耐天候老化。
Technological progress of hose industry (II)
(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
朗盛公司將擴(kuò)大其全球的高性能橡膠產(chǎn)能朗盛公司于2010年3月19日宣布,將擴(kuò)大其在全球的高性能橡膠產(chǎn)能5萬t /年。該公司的釹系順丁橡膠(釹系BR)擴(kuò)增能力,都將在2011年第一季度至2012年第一季度間投運(yùn),這些生產(chǎn)基地是:德國Dormagen;美國得克薩斯州Orange;以及巴西Cabo。朗盛公司表示,全球?qū)︹S系BR的需求,預(yù)計(jì)在未來數(shù)年內(nèi)將以接近10%的年率增長。如果沒有該公司的產(chǎn)能擴(kuò)張,到2014年對這種類型材料的需求, 在世界范圍內(nèi)就會出現(xiàn)產(chǎn)品短缺。朗盛公司表示,釹系BR的加快發(fā)展受到尤其是亞洲等地區(qū)的推動, 并受到對更高的環(huán)保和安全標(biāo)準(zhǔn)的輪胎需求的拉動。該公司表示, 一些領(lǐng)先的輪胎生產(chǎn)商正在通過使其在巴西- 俄羅斯- 印度- 中國市場生產(chǎn)的擴(kuò)能來滿足對輪胎需求。此次擴(kuò)能也將導(dǎo)致朗盛公司位于法國Jér?me港溶聚丁苯橡膠(SSBR)能力的間接增加。2010年1月,朗盛公司提出計(jì)劃,在新加坡裕廊島建造新的10萬t /年丁基橡膠裝置,預(yù)計(jì)于2013年第一季度投產(chǎn)。另外, 朗盛公司的功能順丁橡膠業(yè)務(wù)部已開始研究方案,在巴西Triunfo或Caxias生產(chǎn)基地制造乳聚丁苯橡膠。
巴斯夫開發(fā)出高耐磨聚醚砜樹脂
2010年2月,巴斯夫公司宣布開發(fā)出耐磨損性能優(yōu)異的Ultrason KR 4113聚醚砜樹脂。該產(chǎn)品的優(yōu)異性能是通過將碳纖維、石墨及聚四氟乙烯(PTFE)與聚醚砜混合在一起實(shí)現(xiàn)的。巴斯夫采用德國N a n o p r o f i l e 公司生產(chǎn)的先進(jìn)設(shè)備對U l t r a s o n K R 4 11 3 進(jìn)行了精確的高性能聚合物磨損測試。測試結(jié)果顯示, 標(biāo)準(zhǔn)Ultrason E 2010的磨損率約是420(10-6 mm3N-1 m- 1 ) , 碳纖維增強(qiáng)的U l t r a s o n E 2 0 1 0C6的磨損率為3.0,而Ultrason KR 4113的磨損率更低,僅為1.5。另外, 一家獨(dú)立檢測機(jī)構(gòu)也對U l t r a s o nKR 4113的其他性能進(jìn)行了測試。結(jié)果表明,U l t r a s o n K R 4 11 3 具有優(yōu)異的耐油性、高尺寸穩(wěn)定性及熱穩(wěn)定性( 溫度可達(dá)2 0 0 ℃ ) 。據(jù)悉,Ultrason KR 4113是特殊應(yīng)用裝置的理想材料,SHW公司開發(fā)的新一代機(jī)油泵使用了Ultrason KR 4113,與SHW公司采用鍍鋁材料生產(chǎn)的變速泵相比,Ultrason KR 4113具有更優(yōu)異的磨損及滑動摩擦性能。