制動軟管骨架材料檢驗檢測技術現狀與發展

魏 哲，鞏金龍，遲玉杰，張 磊

（機械科學研究總院 中機寰宇認證檢驗有限公司，北京 102609）

制動軟管作為一種標準化的工業制品，廣泛應用于制動介質的輸送，主體材料以橡膠材料較為常見，一般由內、外膠層和骨架層構成。其中，骨架層的材料常選用鋼絲、聚酯纖維、聚乙烯醇纖維、芳綸以及其他紡織材料等[1-4]。內、外膠層材料則常采用天然橡膠、丁苯橡膠和順丁橡膠等。除生產工藝外，內、外膠層和骨架層的材質差異直接影響成品的物理和化學性能，應根據制動軟管使用工況進行材料選型。隨著制動軟管行業的發展，制動軟管主要生產國的技術標準均處于動態修訂過程，更新較快。

我國現行有效的制動軟管國家標準為GB 16897—2010《制動軟管的結構、性能要求及試驗方法》，該標準將制動軟管定義為制動系統中除管接頭之外用于傳輸或存儲供汽車制動器加力的液壓、氣壓或真空柔性導管。液壓制動軟管、氣壓制動軟管、真空制動軟管均以橡膠材質居多，聚酰胺軟管相對較少。橡膠制動軟管極為常見，其性能優劣直接決定車輛安全性，一度被列入國家強制性產品認證（CCC）目錄，通過認證機構的標志認證和/或檢測機構的產品檢驗是該產品的市場準入門檻之一。GB 16897—2010與美國聯邦機動車安全標準FMVSS 106具有明顯相似性，檢驗項目存在重疊，FMVSS 106已完成由FMVSS 106—1993到FMVSS 106—2018的更新。GB 16897—2022已發布并將從2023年1月1日起實施。新版與2010版相比作了較大調整，部分試驗條件更為嚴苛，試驗項目也有所增加[4]。成品性能檢驗方法和要求的調整直接影響骨架材料的設計、研發、生產、檢測和應用等關鍵環節。

骨架材料是含骨架材料的橡膠制品中的主要受力部件，對橡膠制品在使用中形狀的穩定具有重要作用。骨架材料的材質主要有天然纖維、合成纖維、金屬材料等，結構主要有線繩、簾布、帆布、無紡布等。另外，骨架材料的表面處理及其與橡膠基質的粘合也會對成品性能產生顯著的影響。因此，鑒于生產工藝等因素對骨架材料影響的復雜性，骨架材料的檢驗檢測是確認其性能的重要手段，可作為橡膠制品綜合性能的前期預判措施，尤其在橡膠制品的進貨檢驗和關鍵件定期確認檢驗環節，可重點核查骨架材料的各項性能。

隨著信息技術的發展以及我國標準化體系的建設，骨架材料檢驗檢測技術也得到了長足發展，但與行業前沿水平相比仍存在一定的差距。國內技術標準更新較慢，部分歐盟法規更新后仍會在短期內形成技術壁壘；自動測試系統技術相對落后，尖端檢測設備依賴進口；部分通用測量儀器品種少，配套能力差，更新換代慢，技術性能較差；數字化、智能化、自動化程度低；檢測技術難以匹配新產品設計手段和工藝，可靠性不高等[5]。目前我國亟需繼續完善骨架材料標準化體系，提升骨架材料檢驗檢測技術水平，促進產業鏈上下游的協同發展。

1 骨架材料的性能要求及常用種類

骨架材料用于承受來自橡膠制品內部和外部的作用力，提高橡膠制品的強度，并限制其變形，在很大程度上決定著橡膠制品的使用性能和使用價值，因此多數橡膠制品，如橡膠制動軟管、輪胎、膠帶、膠鞋、膠布等均需采用骨架材料作為其增強材料。一般而言，針對不同的應用，對骨架材料有不同的要求，采用的骨架材料材質和結構也會因此而異。

骨架材料的常用種類和性能特點見表1。

表1 骨架材料的常用種類和性能特點

橡膠制動軟管常用骨架材料主要有織物（簾布和帆布）、金屬線材等。簾布不同于普通布，主要由經線組成。經線承受負荷，密度大，而緯線稀少且極細。緯線的主要作用是將經線連接在一起使其不紊亂。簾布根據所用材料可分為棉簾布與化學纖維簾布等，主要用于輪胎、V帶、編織膠管和纏繞膠管。帆布的結構與普通布相同，其經緯密度和規格相同，主要用于輸送帶、傳動帶、V帶、夾布膠管、膠鞋和其他膠布制品等[6-7]。輪胎的胎圈、膠管的耐壓層等采用粗鋼絲，鋼絲簾布采用細鋼絲。為保證鋼絲簾線與橡膠的粘合強度，鋼絲簾線表面均鍍有黃銅鍍層。鋼絲簾線的耐熱性能和導熱性能都很好，初始彈性模量高，尺寸穩定性好，但密度大，耐疲勞性能、耐化學腐蝕性能及其與橡膠的粘合性能都較差。不同橡膠制品應根據性能要求的差異而采用不同的骨架材料，并根據實際應用情況進行生產工藝調整。

2 制動軟管骨架材料標準化體系建設

綜合考慮汽車行業發展動態、骨架材料生產工藝、我國現行環保法規、國內外行業發展水平等因素，我國建立了骨架材料檢測標準化體系，并制定了一系列技術標準，包括國家標準、行業標準、地方標準和團體標準等，對產品設計、生產、銷售等環節進行標準化約束。

目前主要的膠管骨架材料相關國家標準和行業標準見表2。

表2 膠管骨架材料主要技術標準

制動軟管作為整車的關鍵件，還應滿足GB/T 30512—2014《汽車禁用物質要求》，該標準規定國內汽車生產企業和汽車進出口代理商在汽車產品的研發、生產、進口、銷售等環節禁止使用鉛、汞、鎘、六價鉻、多溴聯苯和多溴聯苯醚等易對人體健康、環境造成危害的物質。

3 骨架材料檢驗檢測行業現狀

整體而言，檢驗檢測服務市場主要有3類參與者：第一，第三方檢測認證服務機構，例如譜尼測試集團股份有限公司、必維國際檢驗集團（BV）、通標標準技術服務有限公司（SGS）等；第二，企業內部質檢部門，首先可有效進行內部質量控制，其次對外提供檢驗檢測服務；第三，海關、國家與地方質量監督檢驗機構組織。

隨著骨架材料及上下游產業的整體發展，相關的第三方檢驗檢測業務迅速推進，國內外檢驗機構加快搶占國內市場的步伐，形成了市場開放、基本良性有序的競爭態勢。我國實驗室數量雖多，但規模普遍偏小，競爭力較弱。

目前，骨架材料檢驗檢測技術發展較快，但整體上仍偏傳統。智能檢測技術廣泛應用于產品檢驗檢測，對提高產品性能及生產效率、降低生產成本及整個生產周期成本起著重要作用，是過程檢驗中重要的檢測技術。人工智能與“互聯網＋”將帶動傳統產業變革，促進產業模式調整，影響未來檢驗檢測的發展，進而實現從傳統檢驗檢測向“互聯網＋”與“智能化”的跨越，提升第三方檢測水平。

4 骨架材料及其檢驗檢測技術發展趨勢

骨架材料是橡膠制動軟管的重要組成部分，其市場需求與發展直接影響行業上下游。骨架材料既屬于典型的加工型傳統工業，又與高新技術密切相關，其質量和性能很大程度上決定著橡膠制品的使用功能及產品的檔次水平。作為制動軟管的增強部分，骨架材料可有效承受成品所受載荷，提高成品強度，確保使用安全。

我國是橡膠制品骨架材料的生產大國，產品在國際市場上也占有相當大的份額。傳統骨架材料生產工藝已很成熟，未來橡膠制動軟管骨架材料應更加重視科技創新的引領作用，研發新產品、拓展新規格、加快老產品替代，在產品升級換代上下功夫，以大量采用新技術、高效低耗、節能環保的生產工藝來提升企業產能。同時，研發和使用新材料，優化干熱收縮率、粘合強度、拉伸性能、耐疲勞性能等關鍵指標，從金屬材料、復合功能材料、高分子材料等方向尋找突破口[8]。此外，標準化體系建設是產品標準化、國際化、品牌化的理論保障，在科技創新的基礎上，橡膠制動軟管行業還應充分依托標準引領實現產業優化升級。

橡膠制動軟管技術標準的更新，將倒逼骨架材料性能控制更加嚴格，提高拉伸強度、干熱收縮率、耐腐蝕、耐低溫、耐高溫、耐疲勞等性能指標。而骨架材料相關技術標準制修訂的更新速度能否適應汽車產業的發展要求，也將在制動軟管新版標準正式實施后得以體現。橡膠制動軟管骨架材料相關檢驗檢測技術將更加聚焦產品在極端條件下的理化性能，以期在確保常規條件下產品性能的基礎上，使總成產品應用多元化，且安全性能所受影響在可接受范圍內。

5 結論

橡膠制動軟管作為主機關鍵件，對整車安全性影響很大。尤其是新版國家標準GB 16897—2022實施在即，將迫使制動軟管的上游產業提升產品性能要求，以更好地滿足日趨嚴苛的汽車零部件技術要求。國家標準和行業標準作為我國標準化體系建設中的關鍵組成，應成為產品性能的下限，即企業應以更高的性能指標來指導產品生產。

我國作為橡膠制品骨架材料的生產大國，產業發展迅速，但仍非橡膠工業強國。中國橡膠工業協會發布的《橡膠行業“十四五”發展規劃指導綱要》指出：“十四五”期間，我國橡膠工業總量要保持平穩增長，但年均增長稍低于現有水平，繼續穩固我國橡膠工業國際領先的規模影響力和出口份額，爭取“十四五”末進入橡膠工業強國中級階段。這對橡膠制動軟管骨架材料的生產模式提出了更高的要求，行業應加快產業結構升級，推動資源整合。第三方檢驗檢測機構應基于技術標準，構建面向產品的檢驗檢測服務平臺，圍繞行業發展，提升檢驗檢測能力。檢驗檢測能力建設和提升應充分依托骨架材料相關標準化體系，拓展新的檢驗領域、開發新的檢測技術、設計新的檢測方法，立足行業創新，形成核心競爭力，助推我國橡膠制動軟管骨架材料產品、技術和標準高質量發展。