軟管測試的最優化方法

預測軟管的壽命和確定失效的源頭可能會很困難。要了解如何或何時發生失效，這有賴于時間、溫度和壓力。使用條件和故障狀況經常因產品而異，而沒有測試，在正常操作條件下，首次應用之前，失效模式通常是未知的。對于復雜的應用，在加速測試中完全復制使用條件是不可能的。失效機理并非總是漸進的，但其性能可能會逐步發生改變。

圖1、由于不正確的夾具導致軟管破裂的一個例子

軟管失效可能是由幾種常見情況造成的。當撓曲、纏繞或拉扯軟管到低于指定的彎曲半徑程度時，典型的失效模式就會出現。如果在卷曲過程中施加的壓力不充足，它會導致軟管卷曲失控，而過多的壓力則會導致軟管內部的撕裂。不恰當的裝配，如軟管和接頭不兼容或缺乏連接件和夾具，可導致泄漏和損耗（圖1和2）。此外，磨損、或軟管摩擦其他表面，可能引起周圍的應用系統改變，導致與既有的設計不兼容。

圖2、由于不正確的裝配導致軟管失效的一個例子

質量測試關鍵注意事項

在整個產品開發生命周期中，有關鍵的因素來評估產品在其最終應用中的履行方式 (附表)。材料測試允許您了解聚合物在特定應用中的行為，并測量在各種孤立條件下不同環境因素的影響。數據可以提供給新的應用以幫助候選材料的初步選擇。產品測試更有效地復制了應用條件，并且僅與所測試的特定產品相關。應用于汽車產業的通用工業標準測試方法包括 FMVSS 106、SAE J1610、SAE J2260、SAE J2044/J2045、GMW 16153，而GMW 14785、SAE J343、SAE J517則適用于其它行業。此外，材料和產品測試能指出可加入軟管中的各種增強材料和組份的一些兼容性問題。

附表、測試設置注意事項

在開始測試過程之前，確定好應測量的性能、實際應用的關鍵功能以及必須可在實際中重復的關鍵屬性，以使結果具有真正的可比性。問: 什么是產品的生命周期結束或閾值標準？通用的是50%的性能損耗，但給出一個絕對賦值可能會更加合適?？紤]試樣的厚度，因為它會影響氣體或液體在材料中的擴散速率。較薄的零件更容易受到短期降解的影響，而很大的部件其體積特性可能幾乎不受影響?？紤]到持續時間、工作溫度、流體暴露、安裝以及任何其它活動部件，相比于失效測試，在指定的時間段后測試評估產品會更為容易。

測試方法

軟管測試評估有四種類型，包括壓力、流體相容性、溫度老化和振動（圖3）。

圖3、軟管類型的測試評估

壓力測試

每個軟管都有最大容許工作壓力（MAWP）。有三種常用的壓力測試用于驗證軟管和軟管總成的壓力范圍：

●  靜態（泄漏檢查或耐壓試驗）：要求在MAWP的壓力下，以查驗軟管不會破裂和裝配總成（即卷曲區域）不會泄漏。

● 沖擊：以模擬泵的開啟和關閉來產生高壓/低壓來測試對裝配總成造成的影響。

● 爆裂：要求在軟管總成內不斷增加壓力，直至出現失效故障。這決定了軟管的安全系數比率。

溫度測試

在加速老化評估下，溫度被用于加速測試，產生更大的能量，使反應在較短的時間段內發生。高溫可能會引起不同的反應，材料不應在超過某個升溫范圍下經受某種轉變。所以應保持低于推薦的最高工作溫度，以獲得最佳效果。

在測試拉伸強度時，中心點總是發生失效故障，因此很容易測量出產品中的失效點。聚合物行為告知拉伸強度、硬度和伸長率的變化；柔性到脆性行為的突然轉變可以被看到。

蠕變測試是在不斷施加載荷下延伸（蠕變應變）變化的測量。TTS用于推斷數據和預測使用壽命。蠕變斷裂是蠕變的最終結果，是一種在不斷施加拉伸載荷下材料失效的時間的量度。

溫度循環測試用于評估產品暴露在不同極限溫度下的行為。本試驗采用了可循環變化溫度的環境艙。

振動測試

振動測試用于模擬軟管在彎曲或震動時如何受影響。兩種類型的測試包括撓曲疲勞和振動。撓曲疲勞是迫使軟管在低頻、高位移運動，這通常是其中一端移動而另一端是靜止的；振動則是迫使軟管在高頻、低位移運動，同樣也是其中一端移動，而另一端是靜止的。

流體相容性測試

流體相容性測試通常是對成品材料進行。需要進行研究，以確認軟管的組成成份能經受住長期暴露在流體中；典型的流體相容性測試協議是ASTM D471。通過測量它在物理性能上的變化來評價材料與流體的相容性，如拉伸強度、伸長率、硬度和體積溶脹，或其對流體溫度升高的反應，如燃料、油、冷卻劑、制動液和清潔劑。

在測試中增加效率

在產品開發過程的篩選試驗階段，內部測試經?？赡艹蔀槠款i。延誤導致損失時機，產品不按預定時間推出，并隨之而來失去收益。但是，有一個解決方案。增加外部測試可以節省時間與金錢。它允許測試不同的變量，多重迭代和基準分析來應對競爭的產品?？梢妰炔繙y試可以借助外部測試，以縮短產品的投放時間，且不影響篩選試驗階段。

外部測試的價值

史密斯瑞華為企業創建了一個工具，以根據各自獨特的情況比較內部測試與外部測試的價值。它根據最終產品的估計零售價格、預測的月度銷售量、內部測試的預計延遲、外部測試的調整延遲以及外部測試的成本，對潛在的收入收益和損失進行準確預測。