ISO 6605:2017《流體傳動(dòng) 軟管和軟管總成的試驗(yàn)方法》標(biāo)準(zhǔn)解讀和檢測(cè)驗(yàn)證

王洋定 鄭智劍

摘 要：本文對(duì)新版ISO 6605：2017《Hydraulic fluid power — Test methods for hoses and hose assemblies》標(biāo)準(zhǔn)與老版ISO 6605：2002（被國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 7939-2008《液壓軟管總成試驗(yàn)方法》修改采用）進(jìn)行了比對(duì)，并在實(shí)驗(yàn)室對(duì)標(biāo)準(zhǔn)中的關(guān)鍵指標(biāo)進(jìn)行了檢測(cè)驗(yàn)證。結(jié)果表明，新版標(biāo)準(zhǔn)的變化以及關(guān)鍵指標(biāo)的檢測(cè)驗(yàn)證方法在我國產(chǎn)品中具有較好的可行性。因此，在第二次國家標(biāo)準(zhǔn)修訂中等同采用了新版ISO標(biāo)準(zhǔn)，為該產(chǎn)品質(zhì)量評(píng)價(jià)和檢測(cè)驗(yàn)證提供依據(jù)。

關(guān)鍵詞：液壓傳動(dòng)連接，軟管和軟管總成，新老版標(biāo)準(zhǔn)區(qū)別，關(guān)鍵指標(biāo)檢測(cè)驗(yàn)證

DOI編碼：10.3969/j.issn.1674-5698.2023.04.018

1 引 言

采用國際標(biāo)準(zhǔn)和國外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)是我國的一項(xiàng)重大技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策，是促進(jìn)技術(shù)進(jìn)步、提高產(chǎn)品質(zhì)量、擴(kuò)大對(duì)外開放、加快與國際慣例接軌的重要措施[1]。2018年實(shí)施的新《中華人民共和國標(biāo)準(zhǔn)化法》要求積極參與國際標(biāo)準(zhǔn)化合作與交流，結(jié)合國情采用國際標(biāo)準(zhǔn)，推進(jìn)中國標(biāo)準(zhǔn)與國外標(biāo)準(zhǔn)之間的轉(zhuǎn)化運(yùn)用[2]。因此，國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)采納國際標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，對(duì)國際標(biāo)準(zhǔn)的分析研究，尤其是對(duì)國際標(biāo)準(zhǔn)中的關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)在國內(nèi)現(xiàn)有產(chǎn)品中進(jìn)行檢測(cè)驗(yàn)證顯得十分重要。

液壓產(chǎn)品在工程機(jī)械、注塑機(jī)械和海陸運(yùn)載機(jī)械等領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用，近年來液壓產(chǎn)品對(duì)外出口呈現(xiàn)逐漸增加趨勢(shì)。液壓軟管和軟管總成是用于傳遞液壓動(dòng)力的柔性管件，具有柔軟性好、連接拆卸方便、承壓能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，在液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中被大量使用，其產(chǎn)品質(zhì)量和性能穩(wěn)定性直接關(guān)系到液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的安全性、可靠性和使用壽命[3]。近年來，隨著液壓系統(tǒng)向高壓、大流量、高頻響、極限高低溫環(huán)境等方向發(fā)展，對(duì)液壓軟管總成的耐壓、低溫彎曲、循環(huán)耐久性（脈沖）、泄漏等技術(shù)指標(biāo)提出了更嚴(yán)格的要求[4]。ISO 6605作為評(píng)價(jià)液壓傳動(dòng)連接中軟管總成性能的試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)，長期得到液壓軟管總成制造商和用戶的廣泛認(rèn)可，并被檢驗(yàn)檢測(cè)機(jī)構(gòu)和儀器設(shè)備制造商所采用。

2 ISO 6605標(biāo)準(zhǔn)更替歷程

1986年，ISO 6605：1986《Hydraulic f luid power- Hoses and hose assemblies - Test methods》正式發(fā)布，該標(biāo)準(zhǔn)由流體動(dòng)力系統(tǒng)的國際標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)（ISO TC131）組織起草，旨在規(guī)范液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中軟管和軟管總成的試驗(yàn)方法；20 0 0年前后，ISOTC131組織技術(shù)專家對(duì)ISO 6605：1986進(jìn)行了第1次修訂，ISO 6605：2002《Hydraulic f luid power - Hosesand hose assemblies - Test methods》于2002年正式發(fā)布并實(shí)施；2017年，經(jīng)過第2次修訂，ISO 6605：2017《Hydraulic fluid power - Test methods for hoses andhose assemblies》正式發(fā)布并實(shí)施。

3 技術(shù)內(nèi)容的變化與解讀

3.1 規(guī)范性引用文件

與ISO 6605：20 02相比，在ISO 6605：2017的規(guī)范性引用文件中，新增了ISO/TR 11340《Rubber andrubber products—Hydraulic hose assemblies—Externalleakage classification for hydraulic systems（橡膠和橡膠制品液壓軟管組合件液壓系統(tǒng)外部泄漏分級(jí)）》和ISO/ TS 17165-2《Hydraulic f luid power—Hose assemblies—Part 2： Practices for hydraulic hoseassemblies（液壓傳動(dòng)軟管總成第2部分：液壓軟管總成的規(guī)范）》；刪除了ISO 6945 Rubber hoses --Determination of abrasion resistance of the outer cover（橡膠軟管外覆層耐磨性的測(cè)定）。

3.2 技術(shù)內(nèi)容變化

3.2.1 術(shù)語和定義

與ISO 6605：2002相比，在術(shù)語和定義中，ISO6605：2017新增了“長度變化”“最小爆破壓力”和“循環(huán)耐久性（脈沖）試驗(yàn)”。其中，“長度變化”定義為：軟管或軟管總成在加壓下的伸長或縮短；“最小爆破壓力”定義為：軟管或軟管總成發(fā)生失效的最低壓力。并且在定義下增加注釋：這種失效可能是軟管爆裂、泄漏或軟管與軟管接頭松動(dòng)并出現(xiàn)裂紋及脫離；“循環(huán)耐久性（脈沖）試驗(yàn)”定義為：為確定軟管總成在壓力循環(huán)條件下的性能，進(jìn)行高、低壓力循環(huán)的疲勞試驗(yàn)。

與ISO 6605：2002相比，在ISO 6605：2017的耐壓試驗(yàn)和長度變化試驗(yàn)中，均采用“最高工作壓力”代替“操作壓力”。在軟管和軟管總成產(chǎn)品的銷售資料和使用文件中，均會(huì)明確標(biāo)明最高工作壓力，便于不同試驗(yàn)人員選擇相同的試驗(yàn)壓力等級(jí)進(jìn)行產(chǎn)品的性能對(duì)比和評(píng)價(jià)。此外，在產(chǎn)品的最高工作壓力下進(jìn)行耐壓試驗(yàn)和長度變化試驗(yàn)，能夠更加準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)產(chǎn)品在極端工況下的性能。

3.2.2 循環(huán)耐久性（脈沖）試驗(yàn)

與ISO 6605：2002相比，ISO 6605：2017更改了循環(huán)耐久性（脈沖）試驗(yàn)高壓試驗(yàn)的試驗(yàn)壓力循環(huán)圖（如圖1所示）。在圖1中，壓力上升速率的斜線通過壓力上升曲線上的兩個(gè)點(diǎn)繪制，一個(gè)點(diǎn)在試驗(yàn)壓力的15%處，而另一個(gè)點(diǎn)在試驗(yàn)壓力的85%處；0點(diǎn)是壓力上升速率的斜線與壓力為0MPa的交點(diǎn)；并且，在0.5～1.3Hz范圍，循環(huán)頻率需保持不變。公稱壓力上升速率按式（1）計(jì)算：

?R =f （10p ?k）????????? （1）

式（1）中：R 為壓力上升速率，單位為兆帕/ 秒（MPa/s）；f 為頻率，單位為赫茲（Hz）；p 為公稱脈沖試驗(yàn)壓力，單位為兆帕（MPa）；k 等于5兆帕（MPa）。

并且，在循環(huán)耐久性（脈沖）試驗(yàn)中，新增了低壓試驗(yàn)。低壓試驗(yàn)的一般要求、步驟和試驗(yàn)油液的選擇與原有的高壓試驗(yàn)相同，主要區(qū)別在于：（1）對(duì)于低壓試驗(yàn)，在0.2～1.0Hz范圍，循環(huán)頻率應(yīng)保持不變；（2）低壓試驗(yàn)（不大于2.5MPa），壓力循環(huán)應(yīng)在圖2（見ISO 6605：2017的圖3）所示的陰影區(qū)域內(nèi)，并使之盡可能接近圖示曲線。壓力上升的實(shí)際速率應(yīng)按圖2所示確定，其計(jì)算方法與高壓試驗(yàn)相同，且應(yīng)在計(jì)算公稱值±10%的公差范圍內(nèi)。

與ISO 6605：2002相比，在軟管的自由（暴露）長度的計(jì)算公式中，ISO 6605：2017中新增了如下說明：若軟管外徑d＜25mm，則軟管自由長度的公式中的2d項(xiàng)采用d=25mm，使軟管接頭末端與彎曲半徑起始點(diǎn)的軟管處于直線狀態(tài)。實(shí)際的軟管自由長度與計(jì)算的軟管自由長度的偏差應(yīng)在0 ～1%或0 ～8mm內(nèi)，取較大的偏差值。上述說明增加了試驗(yàn)的可操作性，便于試驗(yàn)人員在循環(huán)耐久性（脈沖）試驗(yàn)中選擇合適的被試軟管長度。

3.2.3 抗磨損試驗(yàn)

與ISO 6605：20 02相比，ISO 6605：2017刪除了抗磨損試驗(yàn)。該試驗(yàn)主要用于評(píng)價(jià)橡膠軟管外覆層耐磨損性能的評(píng)價(jià)，其試驗(yàn)方法在技術(shù)上等同于ISO 6945 《Rubber hoses -- Determination ofabrasion resistance of the outer cover （橡膠軟管外覆層耐磨性的測(cè)定）》。因此，如用戶需開展抗磨損試驗(yàn)，可依據(jù)ISO 6945標(biāo)準(zhǔn)（被國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T12721-2007等同采用）。

4 檢測(cè)驗(yàn)證

為驗(yàn)證ISO 6605：2017標(biāo)準(zhǔn)中循環(huán)耐久性（脈沖）試驗(yàn)的壓力循環(huán)、頻率等關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)重大變化，以及在國家標(biāo)準(zhǔn)新增粘合試驗(yàn)項(xiàng)目的可行性，需進(jìn)行檢測(cè)驗(yàn)證。本文采用寧波市產(chǎn)品食品質(zhì)量檢驗(yàn)研究院（寧波市纖維檢驗(yàn)所）的液壓軟管試驗(yàn)臺(tái)和萬能試驗(yàn)機(jī)等設(shè)備，依據(jù)ISO 6605：2017標(biāo)準(zhǔn)的相應(yīng)技術(shù)要求，分別對(duì)軟管總成的循環(huán)耐久性（脈沖）試驗(yàn)的試驗(yàn)方法和軟管的粘合強(qiáng)度試驗(yàn)的試驗(yàn)方法進(jìn)行驗(yàn)證。上述兩種試驗(yàn)所選取的軟管總成為國內(nèi)目前生產(chǎn)產(chǎn)品，樣品的長度：10 0 0mm，其最高工作壓力：25MPa，公稱通徑：DN16，最低使用溫度：-25℃；，最小彎曲半徑：200mm。

4.1 循環(huán)耐久性（脈沖）檢測(cè)驗(yàn)證

4.1.1 檢測(cè)驗(yàn)證裝置

液壓軟管試驗(yàn)臺(tái)的試驗(yàn)壓力范圍為（0 ～70）MPa；試驗(yàn)溫度范圍為（25～150）℃；試驗(yàn)脈沖波形可選擇正弦波、梯形波或類似方波等；試驗(yàn)臺(tái)的壓力傳感器、溫度傳感器等關(guān)鍵測(cè)試儀器均經(jīng)過檢定或校準(zhǔn)，且處于有效期內(nèi)。

4.1.2 高壓試驗(yàn)

試驗(yàn)條件為：高壓試驗(yàn)頻率：1.0Hz；脈沖壓力：35MPa；試驗(yàn)溫度：80℃；脈沖循環(huán)總次數(shù)：10 0，0 0 0次；對(duì)軟管總成內(nèi)部施加脈沖壓力，進(jìn)行規(guī)定循環(huán)次數(shù)的試驗(yàn)，在未完成所需的總脈沖次數(shù)之前，軟管總成應(yīng)不出現(xiàn)失效。高壓試驗(yàn)的耐久性（脈沖）試驗(yàn)壓力循環(huán)圖如圖3所示。軟管總成的累計(jì)脈沖次數(shù)達(dá)到100，000次，軟管總成未見失效。

4.1.3 低壓試驗(yàn)

試驗(yàn)條件為：試驗(yàn)頻率：1 . 0 H z ；脈沖壓力：2.0MPa試驗(yàn)溫度：80℃；脈沖循環(huán)總次數(shù)：10 0，0 0 0次；對(duì)軟管總成內(nèi)部施加脈沖壓力，進(jìn)行規(guī)定循環(huán)次數(shù)的試驗(yàn)，在未完成所需的總脈沖次數(shù)之前，軟管總成應(yīng)不出現(xiàn)失效。低壓試驗(yàn)的耐久性（脈沖）試驗(yàn)壓力循環(huán)圖如圖4所示。軟管總成的累計(jì)脈沖次數(shù)達(dá)到100，000次，軟管總成未見失效。

4.2 粘合強(qiáng)度檢測(cè)驗(yàn)證

4.2.1 試驗(yàn)裝置和試驗(yàn)樣本的要求

按ISO 6605：2017，試驗(yàn)裝置的要求如下：動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置應(yīng)配備有合適的測(cè)力計(jì)，且能使移動(dòng)端的橫向速度保持恒定。裝置應(yīng)配備自動(dòng)記錄儀，并應(yīng)符合ISO 5893 A級(jí)要求；自緊式夾具應(yīng)能夾緊試驗(yàn)樣本，使其不產(chǎn)生滑動(dòng)；試驗(yàn)樣本的要求為：除非軟管特定要求或供需雙方另有規(guī)定，否則應(yīng)根據(jù)ISO 8033選擇試驗(yàn)樣本類型。試驗(yàn)前，應(yīng)測(cè)量并記錄每個(gè)試驗(yàn)樣本的實(shí)際寬度。

4.2.2 檢測(cè)驗(yàn)證裝置

萬能試驗(yàn)機(jī)的試驗(yàn)力范圍為1～250N，試驗(yàn)力的示值誤差為±0.5%，設(shè)備的準(zhǔn)確度等級(jí)為0.5級(jí)。試驗(yàn)臺(tái)的力傳感器和位移傳感器等關(guān)鍵測(cè)試儀器均經(jīng)過檢定或校準(zhǔn)，且處于有效期內(nèi)。

4.2.3 粘合強(qiáng)度試驗(yàn)

外覆層粘合強(qiáng)度試驗(yàn)樣本如圖5所示。

按照I S O 2 3 5 2 9的規(guī)定，試驗(yàn)樣本在溫度（23±2）℃和相對(duì)濕度（50±5）%的環(huán)境中靜置24 h后進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)樣本的剝離角度約為90°。動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置應(yīng)提供（50±5）mm/min的層剝離速率，并確保拉力作用于剝離面內(nèi)。按ISO 8033規(guī)定的試驗(yàn)方法，以圖形形式記錄層間剝離力的變化。并按ISO 6133規(guī)定的相應(yīng)方法，確定力的中值。粘合強(qiáng)度用力峰值的中值除以樣品的有效寬度表示。外覆層剝離力的變化曲線如圖6所示。測(cè)得軟管外覆層平均粘合強(qiáng)度：3.90kN/m；

5 結(jié) 論

（1）與ISO 6605：2002相比，ISO 6605：2017標(biāo)準(zhǔn)新增了部分術(shù)語和定義；對(duì)液壓軟管總成的循環(huán)耐久性（脈沖）試驗(yàn)方法進(jìn)行了修訂，不僅更改了高壓試驗(yàn)的試驗(yàn)壓力循環(huán)圖，同時(shí)新增了低壓試驗(yàn)方法；刪除了抗磨損試驗(yàn)，但保留了粘合強(qiáng)度試驗(yàn)。

（2）檢測(cè)驗(yàn)證結(jié)果表明：循環(huán)耐久性（脈沖）試驗(yàn)和粘合強(qiáng)度試驗(yàn)方法具有較好的可行性，并且目前國內(nèi)生產(chǎn)產(chǎn)品能夠符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定要求，建議在新修訂的液壓軟管總成試驗(yàn)方法的國家標(biāo)準(zhǔn)中增加上述項(xiàng)目。

（3）寧波市產(chǎn)品食品質(zhì)量檢驗(yàn)研究院（寧波市纖維檢驗(yàn)所）作為本次標(biāo)準(zhǔn)修訂起草單位以等同采用的方式對(duì)液壓軟管和軟管總成試驗(yàn)方法的國家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行修訂，現(xiàn)已完成報(bào)批稿，正待國標(biāo)委批準(zhǔn)發(fā)布并正式實(shí)施。

參考文獻(xiàn)

中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局. 關(guān)于推進(jìn)采用國際標(biāo)準(zhǔn)的若干意見[R/OL]. （2002-07-23）. http：//www.nea.gov.cn/2011-08/18/c_131057212.htm.

新華社.中華人民共和國主席令（第七十八號(hào)）[EB/OL].（2017-11-04）. http：//www.gov.cn/ xinwen/2017-11/04/content_5237284.htm.

陳東寧，李碩，姚成玉，等. 液壓軟管總成可靠性試驗(yàn)及評(píng)估[J]. 中國機(jī)械工程，2015，26（14）：1944～1952.

劉曉芳， 孫愛民， 張唯， 等. 液壓軟管總成常見的失效及故障分析[J]. 液壓氣動(dòng)與密封，2018，7：71～73.

全國液壓氣動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì). 液壓軟管總成試驗(yàn)方法[S]. 北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2008：3.

ISO/TC 131， Fluid power systems. Hydraulic fluid power — Testmethods for hoses and hose assemblies[S]. Switzerland，2017：6.