橡膠軟管是以橡膠配料為原料制造的軟管 ,廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、軍工、醫(yī)療和民生。橡膠軟管有純膠軟管(非增強軟管) 和增強軟管之分。增強橡膠軟管系指在內(nèi)膠層與外膠層之間或只在內(nèi)膠層外面(無外膠層) 有一層或多層增強材料層的軟管。增強層結(jié)構(gòu)多種多樣 ,而增強材料則基本有兩大類:纖維和金屬(金屬增強材料一般為鋼絲) 。鋼絲增強材料是橡膠軟管 ,尤其是高壓軟管的一個重要結(jié)構(gòu)成分 ,在橡膠軟管行業(yè)中有相當大的需求量。

為了更好地了解鋼絲在橡膠軟管中的作用和橡膠軟管對鋼絲的要求 ,下面分三個部分對鋼絲在橡膠軟管中的應(yīng)用進行說明。

1 鋼絲增強的橡膠軟管

1. 1 軟管壓力等級

增強橡膠軟管的工作壓力 , 根據(jù) SAE J 517 標準 ,大致分為 5 個等級:低壓 ,中壓 ,高壓 ,甚高壓 ,超高壓。在同一等級內(nèi) ,壓力因軟管內(nèi)徑而定。在相同結(jié)構(gòu)情況下 ,內(nèi)徑愈小 ,所能承受的壓力就愈高; 內(nèi)徑愈大 ,所能承受的壓力就愈低。

低壓軟管用纖維材料增強;中壓軟管可用纖維材料增強,也可用鋼絲增強;而高壓、甚高壓和超高壓軟管一般均用鋼絲增強,只有特殊用途的軟管采用體積質(zhì)量比鋼絲小而抗拉強度比鋼絲高的芳酰胺纖維材料增強。鋼絲增強橡膠軟管的增強層有編織結(jié)構(gòu)和纏繞結(jié)構(gòu) ,有時也采用二者混合結(jié)構(gòu)。在相同條件下 ,纏繞結(jié)構(gòu)軟管比編織結(jié)構(gòu)軟管具有更高的耐脈沖壓力性能。這是因為纏繞鋼絲之間沒有如編織結(jié)構(gòu)那樣的交織點 ,鋼絲之間不會發(fā)生局部磨擦。

1. 2 鋼絲編織結(jié)構(gòu)

編織結(jié)構(gòu)由正反兩個方向走向的兩股鋼絲以“兩上兩下”的形式相互交織而成 ,呈席紋結(jié)構(gòu) 。根據(jù)軟管壓力要求 ,可為單層或雙層 ,鋼絲金屬制品規(guī)格也有粗細之別。

 推薦931 編織網(wǎng)紋BioVinyl透明軟管

顏色：透明,帶編織纖維加強

溫度：-15°C / +60°C

特性：食品級生物乙烯（BIO VINYL）軟管，聚酯纖維加強，完全不含鄰苯二甲酸鹽類塑化劑。符合歐盟10/2011食品接觸標準。內(nèi)外壁平滑。

應(yīng)用：液體食品的正壓輸送，包括低于20%濃度的酒精，壓縮空氣等所有工業(yè)領(lǐng)域        

1. 3 鋼絲纏繞結(jié)構(gòu)

纏繞結(jié)構(gòu)由兩組相鄰層鋼絲呈反向螺旋纏繞而成 ,鋼絲不相互交織 。鋼絲纏繞層為偶數(shù)層。根據(jù)軟管壓力要求 ,一般有 2 層、4 層和 6 層之分 ,鋼絲也有粗細之別。

932 鋼絲加強BioVinylt透明軟管

顏色：透明，帶螺旋鋼絲加強

溫度：-5°C / +65°C

特性：食品級生物乙烯材料（BIO VINYL）軟管，帶鍍鋅螺旋鋼絲增強，符合修改后的歐盟10/2011食品接觸安全標準，完全不含鄰苯二甲酸鹽類塑化劑，內(nèi)外壁完全平滑。

應(yīng)用：適用于液態(tài)食品物料(非油脂）的抽吸排放，例如：飲料、果汁、葡萄酒、醋、以及低于20%濃度的食用酒精。同時可廣泛用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、灌溉以及供水等領(lǐng)域。   

2     鋼絲在橡膠軟管中的作用

增強橡膠軟管是一種可屈撓的導管,用于輸送液體、氣體和顆?；蚍勰罟腆w物料 ,傳遞液壓Π氣壓動力。無論是輸送物料 ,還是傳遞動力 ,軟管都要承受大小不等的內(nèi)壓或外壓(正壓或負壓) 。因此 , 鋼絲增強層的主要作用就是加強橡膠軟管 ,使其具有耐正Π負壓力的能力。橡膠軟管在使用期間 ,尤其是液壓軟管 ,所承受的壓力并不是恒定的。它要承受從 0 壓力到 125 %工作壓力之間的周期脈沖壓力 , 有時還要承受更高的瞬間沖擊壓力。現(xiàn)行國家標準規(guī)定 ,鋼絲編織軟管的壓力脈沖壽命為 20 萬次 ,鋼絲纏繞軟管為 30 萬和 50 萬次 ,許多橡膠軟管生產(chǎn)廠家聲稱 ,他們的鋼絲編織軟管和纏繞軟管的脈沖壽命都達到 100 萬次。

在橡膠軟管設(shè)計中 ,需要對所要求的工作壓力加上一個安全系數(shù) ,即最小爆破壓力與最大工作壓力之比。安全系數(shù)從 2 到 5 不等 ,一般為 4 。橡膠軟管 ,尤其是液壓軟管 ,在工作期間 ,不但要承受因壓力而出現(xiàn)的內(nèi)徑增大、縮小和長度伸長、縮短的周期變化 ,而且還要承受因彎曲變形安裝而造成的周期屈撓變化。此外 ,還存在著所輸送的物料和傳遞動力的介質(zhì)、氣候和環(huán)境、高溫和低溫等對內(nèi)膠層和外膠層的劣化作用。所有這些因素不但直接影響橡膠軟管的使用性能 ,也影響軟管的使用壽命。

在橡膠軟管設(shè)計中 ,對鋼絲的考慮主要是抗拉強度、韌性(屈撓性) 和規(guī)格 ,根據(jù)軟管的壓力等級選擇適當?shù)匿摻z。一般說來 ,鋼絲的抗拉強度愈低 ,屈撓性愈好 ,而抗拉強度愈高 ,尤其是在其上限 ,屈撓性就愈差 ,脆性就愈大。但是 ,更為重要的是開發(fā)強度高而同時屈撓性也好的鋼絲 ,這將對橡膠軟管的使用性能和使用壽命的提高起重要作用。

鋼絲與橡膠的粘合對橡膠軟管 ,尤其是液壓軟管的耐屈撓性能和脈沖性能是很重要的。橡膠軟管成型硫化之后 ,管體各組份之間粘合良好 ,使管體成為一不可分割的整體 ,這是軟管設(shè)計必須考慮的問題之一。除了在膠料配合和軟管硫化方法等方面采取措施之外 ,鋼絲的表面處理及其鍍層與橡膠的粘結(jié)也是十分重要的。

 204油脂類食品級吸排軟管         

顏色：藍色帶纖維鋼絲雙重加強

溫度范圍： -30 ℃/+90 ℃

管內(nèi)部： 食品級白色NBR丁晴橡膠

加強層：雙層高強度纖維線并嵌有螺旋鋼絲加強筋 

管外管： 藍色EPDM 三元乙丙橡膠 

洗消： 可用于持續(xù)數(shù)分鐘的最高120攝氏度蒸汽消毒；最高50攝氏度時，用1%濃度的過氧乙酸，或者2%濃度的磷酸，或者5%濃度的氫氧化鈉持續(xù)洗消數(shù)分鐘。 

應(yīng)用： 用于油脂類食品的抽吸和輸送，特別適用于橄欖油、棕櫚油等。

安全系數(shù)： 3:1 

3      鋼絲

3. 1 鋼絲的形態(tài)

不同用途需要不同的軟管結(jié)構(gòu)和規(guī)格 ,而不同的軟管結(jié)構(gòu)和規(guī)格則需要使用不同形態(tài)的鋼絲作為增強材料。編織和纏繞橡膠軟管使用單根鋼絲。在編織和纏繞之前 ,使用合股機或?qū)Ь€機將鋼絲從線軸導到錠子上。在編織機的錠子上 ,鋼絲以若干根為一股 ,最多 12 根一股。在纏繞機的錠子上 ,每個錠子一根鋼絲 ,3～6 個錠子為一組。

3. 2 鋼絲的表面鍍層

為了提高鋼絲與橡膠的粘合性能 ,應(yīng)對鋼絲表面進行處理。鋼絲表面通常要求鍍黃銅 ( 銅鋅合金) 、鍍青銅(銅錫合金) 和鍍鋅 ,而以鍍黃銅法最為常用。鋼絲表面鍍層通常為電鍍 ,電鍍之后的鋼絲在橡膠軟管硫化過程中 ,橡膠與鋼絲的界面發(fā)生交聯(lián)反應(yīng) ,生成銅和鋅的硫化物 ,使鋼絲與橡膠具有良好的粘結(jié)性能 ,使其合成一體。

鋼絲表面鍍層中銅的含量和鍍層的厚度對鋼絲與橡膠的粘合性能有較大影響。黃銅鍍層的厚度一般為 0. 14～0. 32μm ,銅的質(zhì)量分數(shù)為(68 ±4) % ;青銅的厚度一般為 0. 08～0. 20μm ,銅的質(zhì)量分數(shù)為90 %～98 % ;鍍鋅量一般為 2～3 gΠkg 。

編織和纏繞橡膠軟管用的鋼絲總的性能要求為強度高 ,韌性好 ,延伸率小 ,具有良好的抗脈沖疲勞性能。

合股鋼絲繩由多根鋼絲捻制而成 ,要求捻合均勻 ,不松散 ,無應(yīng)力 ,平直柔軟;并注意表面清潔 ,不得銹蝕和污染。

大口徑橡膠軟管增強螺旋線用鋼絲為圓的冷拉鋼絲 , w ( C) 為 0 . 35 %～0 . 60 % , 鋼絲應(yīng)具有適宜的模量和強度 ,以及良好的韌性 ,避免鋼絲在纏圈過程中脆斷。為了防止鋼絲表面銹蝕 , 應(yīng)在加工過程中涂鍍防銹銅鍍層 。

輸油膠管、鉆探膠管和部分大口徑膠管采用扁鋼絲作骨架材料 ,一般用量較少 。

鋼絲是增強橡膠軟管的重要構(gòu)成材料。它在軟管承受壓力、脈沖、沖擊和屈撓等方面起著關(guān)鍵作用。應(yīng)該說 ,沒有鋼絲就不可能有高壓、超高壓和特種大口徑橡膠軟管。雖然芳酰胺纖維強度比鋼絲高 ,體積質(zhì)量比鋼絲低 ,且耐高溫 ,在某些應(yīng)用中顯示出其優(yōu)勢 ,但是鋼絲的增強地位是不可取代的。