輸油軟管的工藝特點及形變過程

輸油軟管是用于輸送汽油、柴油、潤滑油、原油等油品的柔性管道，普遍應用于石油開采、倉儲運輸、汽車加油等場景。其工藝特點圍繞油品輸送需求設計，需具備不怕油性、不怕壓性、不怕靜電性，而形變過程受介質壓力、溫度、外力作用影響，需明確形變規律以避免過度形變導致的損壞。

輸油軟管的工藝特點：

1.材質選擇：突出不怕油性與抗滲透性

輸油軟管的內層、增強層、外層材質需針對油品特性選擇，不怕油、抗滲透，避免油品溶脹軟管或滲透泄漏。

內層材質：選擇擇擇不怕油橡膠（如丁腈橡膠NBR、氟橡膠FKM）或不怕油塑料（如高分子量聚乙烯UHMWPE、聚四氟乙烯PTFE）。丁腈橡膠含丙烯腈基團，不怕油性不錯，能不怕受汽油、柴油等非性油品，長期浸泡在汽油中重量變化率≤5%，體積變化率≤8%，是中低壓輸油軟管（額定壓力≤1.6MPa）的主要選擇；氟橡膠不怕油性與高溫性愈優，能不怕受原油、潤滑油等含雜質油品及高溫油品（≤200℃），但成本較不錯，適用于高壓、高溫輸油場景（額定壓力≥2.5MPa）；UHMWPE內層不怕油性與抗滲透性不錯，油品滲透量≤0.1g/(m?24h)，適用于對滲透要求嚴格的場景（如環保型加油軟管）。

增強層材質：采用不怕油纖維（如尼龍66、芳綸）或金屬絲（如鍍鋅鋼絲、不銹鋼絲）編織或纏繞。尼龍66纖維不怕油性不錯，在油品中強度保持率≥90%，編織增強層適用于中低壓輸油軟管（額定壓力0.6-2.5MPa）；芳綸纖維強度愈高（是尼龍的2-3倍），不怕疲勞性不錯，適用于高壓輸油軟管（額定壓力≥4.0MPa）；金屬絲增強層不怕壓性與不怕靜電性不錯，適用于高壓原油輸送軟管（額定壓力≥6.0MPa），但柔韌性較差，彎曲半徑大。

外層材質：選擇不怕油、、不怕候的橡膠或塑料，如氯丁橡膠（CR）、聚氨酯（PU）。氯丁橡膠外層不怕候性與不怕油性兼顧，戶外使用3年無明顯老化，適用于戶外輸油軟管（如罐車卸料軟管）；PU外層性不錯（是橡膠的3-5倍），適用于頻繁拖拽的場景（如加油站移動加油軟管），外層表面通常設置不滑紋路，增強握持性，同時添加不怕靜電劑，確定外層電阻值≤10?Ω，防止靜電積聚。

2.加工工藝：注重密封性與結構穩定性

輸油軟管的加工工藝需主要控制內層密封性、增強層均勻性及外層結合力，避免油品泄漏或結構分層。

內層成型：采用擠出成型工藝，丁腈橡膠內層擠出溫度控制在130-160℃，擠出速度1-3m/min，內層表面光滑無氣泡，壁厚均勻（偏差≤±5%）；擠出后需進行硫化處理（溫度150-180℃，時間20-30分鐘），硫化過程中需控制硫化程度（硫化度70%-80%），避免過度硫化導致內層變硬脆化，或硫化不足導致內層溶脹。

增強層加工：采用編織工藝，編織角度45°-60°，編織密度85%-95%，確定增強層均勻無漏編，層間涂抹不怕油黏合劑（如聚氨酯黏合劑），黏合劑涂層厚度0.05-0.1mm，涂膠后進行預固化（溫度80-100℃，時間10-15分鐘），增強增強層與內層的結合力，防止油品滲透導致層間分離。

外層復合：采用擠出包覆工藝，PU外層擠出溫度180-220℃，包覆速度與內層擠出速度匹配，外層與增強層緊密結合，無氣泡、褶皺；包覆后進行冷卻定型（水冷），冷卻水溫20-30℃，避免溫度驟降導致外層開裂。

接頭裝配：采用金屬接頭（如黃銅、不銹鋼），接頭內孔加工環形槽，涂覆不怕油底膠后插入軟管，注入不怕油黏合劑（如環氧樹脂黏合劑），固化后加裝不銹鋼卡箍，卡箍擰緊扭矩5-10N?m，確定接頭密封良好，油品泄漏量≤0.01mL/min（額定壓力下保壓30分鐘）。

3.性能優化：不怕靜電與不怕疲勞性

輸油軟管需具備不怕靜電性能，防止靜電引發火災爆炸，同時需不怕疲勞，適應頻繁彎曲、移動的使用場景。

不怕靜電處理：在增強層或外層中添加導電材料（如導電纖維、炭黑），軟管整體電阻值≤10?Ω，其中內層電阻值≤10?Ω，外層電阻值≤10?Ω；部分高壓輸油軟管還會在接頭處設置接地端子，使用時需接地，將靜電導入大地，接地電阻≤10Ω。

不怕疲勞優化：選擇不怕疲勞的增強層材質（如芳綸纖維），編織層采用交叉編織結構，減少彎曲時的應力集中；內層與外層之間添加彈性緩沖層（如丁基橡膠），吸收彎曲時的形變應力，提升軟管不怕疲勞性能，確定軟管在額定彎曲半徑下（如R≥5倍軟管外徑），經10萬次彎曲循環后，無破裂、分層。

輸油軟管的形變過程：

輸油軟管的形變過程主要包括彈性形變、塑性形變與疲勞形變，受介質壓力、溫度、外力作用影響，不同形變類型對軟管性能的影響不同。

1.彈性形變：壓力與溫度引發的可逆形變

彈性形變是軟管在介質壓力或溫度作用下產生的可逆形變，撤去外力后可恢復原狀，常見于正常使用工況。

壓力引發的彈性形變：當介質壓力作用于軟管內層時，內層會向外膨脹，帶動增強層拉伸，產生徑向膨脹形變與軸向伸長形變。徑向膨脹量與壓力成正比，與增強層強度成反比，例如額定壓力1MPa的輸油軟管，在 1MPa 壓力下徑向膨脹率通常為 2%-5%（內徑增大 2%-5%），軸向伸長率為 1%-3%；當壓力降至常壓時，形變全部恢復，無長期變形。若壓力超過額定壓力的 1.2 倍，增強層拉伸應力超過彈性限度，可能產生長期形變，因此需控制介質壓力在額定范圍內。

溫度引發的彈性形變：溫度變化會導致軟管材質熱脹冷縮，產生溫度形變。當輸送高溫油品（如 80-120℃）時，軟管各層材質受熱膨脹，徑向膨脹率為 3%-6%，軸向伸長率為 2%-4%；當溫度降至常溫時，形變恢復。若溫度驟變（如從常溫突然升至 100℃），軟管內外層受熱不均，會產生熱應力，導致內層與增強層之間出現微小間隙，長期頻繁溫度驟變會加劇間隙擴展，影響軟管密封性，因此需避免溫度驟變，需要時在軟管外側加裝保溫層，減緩溫度變化速率。

2. 塑性形變：超壓與過度彎曲引發的不可逆形變

塑性形變是軟管在超壓、過度彎曲或外力撞擊下產生的不可逆形變，撤去外力后無法恢復原狀，會導致軟管性能下降，甚至損壞。

超壓引發的塑性形變：當介質壓力超過軟管額定壓力的 1.5 倍時，增強層編織絲或金屬絲會超過屈服強度，產生塑性拉伸，導致軟管徑向長期膨脹（膨脹率＞8%）、軸向長期伸長（伸長率＞5%），內層可能出現鼓包、裂紋。例如，額定壓力 1MPa 的軟管在 2MPa 壓力作用下，增強層尼龍絲會發生塑性變形，軟管內徑從 50mm 增大至 55mm（膨脹率 10%），撤去壓力后無法恢復，此時軟管額定壓力會降至 0.6MPa 以下，繼續使用易發生破裂。

過度彎曲引發的塑性形變：當軟管彎曲半徑小于小規定值（如某型號軟管小彎曲半徑為 500mm，實際彎曲半徑僅 300mm），彎曲部位的增強層會受到過度擠壓與拉伸，外側編織絲拉伸超過屈服強度，內側編織絲擠壓變形，導致彎曲部位出現長期褶皺，內層可能出現隱性裂紋。例如，加油站加油軟管頻繁過度彎曲，彎曲部位會逐漸形成長期褶皺，油品在褶皺處易積聚雜質，加速內層磨損，3-6 個月后可能出現泄漏。

外力撞擊引發的塑性形變：軟管受車輛碾壓、重物撞擊時，局部會產生劇烈擠壓形變，增強層可能斷裂，內層出現凹陷、破裂，形變不可逆。例如，罐車卸料軟管被貨車碾壓，碾壓部位增強層鋼絲斷裂，內層凹陷，即使修理后，該部位不怕壓性能也會降至原性能的 50% 以下，需替換軟管。