软管测试的最优化方法

预测软管的寿命和确定失效的源头可能会很困难。要了解如何或何时发生失效，这有赖于时间、温度和压力。使用条件和故障状况经常因产品而异，而没有测试，在正常操作条件下，首次应用之前，失效模式通常是未知的。对于复杂的应用，在加速测试中完全复制使用条件是不可能的。失效机理并非总是渐进的，但其性能可能会逐步发生改变。

图1、由于不正确的夹具导致软管破裂的一个例子

软管失效可能是由几种常见情况造成的。当挠曲、缠绕或拉扯软管到低于指定的弯曲半径程度时，典型的失效模式就会出现。如果在卷曲过程中施加的压力不充足，它会导致软管卷曲失控，而过多的压力则会导致软管内部的撕裂。不恰当的装配，如软管和接头不兼容或缺乏连接件和夹具，可导致泄漏和损耗（图1和2）。此外，磨损、或软管摩擦其他表面，可能引起周围的应用系统改变，导致与既有的设计不兼容。

图2、由于不正确的装配导致软管失效的一个例子

质量测试关键注意事项

在整个产品开发生命周期中，有关键的因素来评估产品在其最终应用中的履行方式 (附表)。材料测试允许您了解聚合物在特定应用中的行为，并测量在各种孤立条件下不同环境因素的影响。数据可以提供给新的应用以帮助候选材料的初步选择。产品测试更有效地复制了应用条件，并且仅与所测试的特定产品相关。应用于汽车产业的通用工业标准测试方法包括 FMVSS 106、SAE J1610、SAE J2260、SAE J2044/J2045、GMW 16153，而GMW 14785、SAE J343、SAE J517则适用于其它行业。此外，材料和产品测试能指出可加入软管中的各种增强材料和组份的一些兼容性问题。

附表、测试设置注意事项

在开始测试过程之前，确定好应测量的性能、实际应用的关键功能以及必须可在实际中重复的关键属性，以使结果具有真正的可比性。问: 什么是产品的生命周期结束或阈值标准？通用的是50%的性能损耗，但给出一个绝对赋值可能会更加合适。考虑试样的厚度，因为它会影响气体或液体在材料中的扩散速率。较薄的零件更容易受到短期降解的影响，而很大的部件其体积特性可能几乎不受影响。考虑到持续时间、工作温度、流体暴露、安装以及任何其它活动部件，相比于失效测试，在指定的时间段后测试评估产品会更为容易。

测试方法

软管测试评估有四种类型，包括压力、流体相容性、温度老化和振动（图3）。

图3、软管类型的测试评估

压力测试

每个软管都有最大容许工作压力（MAWP）。有三种常用的压力测试用于验证软管和软管总成的压力范围：

●  静态（泄漏检查或耐压试验）：要求在MAWP的压力下，以查验软管不会破裂和装配总成（即卷曲区域）不会泄漏。

● 冲击：以模拟泵的开启和关闭来产生高压/低压来测试对装配总成造成的影响。

● 爆裂：要求在软管总成内不断增加压力，直至出现失效故障。这决定了软管的安全系数比率。

温度测试

在加速老化评估下，温度被用于加速测试，产生更大的能量，使反应在较短的时间段内发生。高温可能会引起不同的反应，材料不应在超过某个升温范围下经受某种转变。所以应保持低于推荐的最高工作温度，以获得最佳效果。

在测试拉伸强度时，中心点总是发生失效故障，因此很容易测量出产品中的失效点。聚合物行为告知拉伸强度、硬度和伸长率的变化；柔性到脆性行为的突然转变可以被看到。

蠕变测试是在不断施加载荷下延伸（蠕变应变）变化的测量。TTS用于推断数据和预测使用寿命。蠕变断裂是蠕变的最终结果，是一种在不断施加拉伸载荷下材料失效的时间的量度。

温度循环测试用于评估产品暴露在不同极限温度下的行为。本试验采用了可循环变化温度的环境舱。

振动测试

振动测试用于模拟软管在弯曲或震动时如何受影响。两种类型的测试包括挠曲疲劳和振动。挠曲疲劳是迫使软管在低频、高位移运动，这通常是其中一端移动而另一端是静止的；振动则是迫使软管在高频、低位移运动，同样也是其中一端移动，而另一端是静止的。

流体相容性测试

流体相容性测试通常是对成品材料进行。需要进行研究，以确认软管的组成成份能经受住长期暴露在流体中；典型的流体相容性测试协议是ASTM D471。通过测量它在物理性能上的变化来评价材料与流体的相容性，如拉伸强度、伸长率、硬度和体积溶胀，或其对流体温度升高的反应，如燃料、油、冷却剂、制动液和清洁剂。

在测试中增加效率

在产品开发过程的筛选试验阶段，内部测试经常可能成为瓶颈。延误导致损失时机，产品不按预定时间推出，并随之而来失去收益。但是，有一个解决方案。增加外部测试可以节省时间与金钱。它允许测试不同的变量，多重迭代和基准分析来应对竞争的产品。可见内部测试可以借助外部测试，以缩短产品的投放时间，且不影响筛选试验阶段。

外部测试的价值

史密斯瑞华为企业创建了一个工具，以根据各自独特的情况比较内部测试与外部测试的价值。它根据最终产品的估计零售价格、预测的月度销售量、内部测试的预计延迟、外部测试的调整延迟以及外部测试的成本，对潜在的收入收益和损失进行准确预测。