Opis:__________
Układ hamulcowy pojazdu jest tak samo ważny dla osiągów pojazdu, jak jego silnik i układ napędowy. Przewód transportujący sprężone powietrze lub płyn przez układ jest istotnym ogniwem między pompą hamulcową a wysprzęglikami przy kołach.
Przewody układu hamulcowego są podatne na ciśnienie przepływającego przez nie powietrza lub płynu, na korozję spowodowaną błotem drogowym i solą, oraz do uszkodzenia wszelkich powłok ochronnych na jego powierzchni w wyniku dziobania kamienia w miejscu, w którym jest on odsłonięty pod podwoziem.
Przedtem 1930, miedź i mosiądz, o doskonałych właściwościach związanych z ciśnieniem własnym i właściwościach antykorozyjnych, były materiałami z wyboru na przewody hamulcowe. Po II wojnie światowej, Ekonomika masowej produkcji w przemyśle motoryzacyjnym podyktowała przyjęcie taniej formy podwójnego owijania, Rury stalowe lutowane w piecu, które są nadal używane na całym świecie.
Posiadający doskonały, Charakterystyka łożyska dociskowego, Rury stalowe są, jednak, podatny na korozję. Aby opóźnić jego naturalną korodowalność, powłoki z różnych materiałów, Na przykład., farba bogata w, terne powiedział: (stop ołowiu i cyny) i żywica epoksydowa, zostały zastosowane na zewnętrznych odcinkach rur stalowych. Jednak, Żadna powłoka nie okazała się całkowicie odporna na wżery, Zadrapania i odpryski spowodowane wadliwym wykonaniem, nieostrożny montaż i narażenie na nieprzyjazne warunki środowiskowe, takie jak luźny żwir. Penetrowana powłoka pozwala na rozpoczęcie procesu korozji.
Z natury odporny na korozję materiał rurowy to jedyny sposób na zapewnienie ciągłej, skutecznej odporności na korozję.
Stop miedzi i niklu C70600, stop 90% miedź i 10% nikiel, jest z natury odporny na korozję soli drogowej, a jego zastosowanie jako przewodów hamulcowych wzrasta w oparciu o: 1) Zmieniająca się oczekiwana długość życia pojazdów samochodowych; 2) Ogólnoświatowe dane serwisowe dotyczące zużycia przewodów hamulcowych; i 3) Rosnące koszty powłok antykorozyjnych do stalowych przewodów hamulcowych.
Oczekiwana długość życia samochodu
Więcej samochodów, 10 lat i starszych, są dziś w drodze niż kiedykolwiek wcześniej. Dane Stowarzyszenia Producentów Samochodów wskazują, że zdatne do użytku drogowego, 10-liczba pojazdów w ponad roku wzrosła z 1 0 mln w 1975 do 35 mln w 1989.
Nawyki związane z użytkowaniem samochodów służą jako niepisana dyrektywa dla producentów, aby kontynuowali swoje wysiłki na rzecz zapewnienia samochodom dłuższej żywotności.
Przyjęcie rozszerzonych gwarancji przez przemysł motoryzacyjny zmusza inżynierów projektantów do dążenia do osiągnięcia celu 10 jardów żywotności jako nowego standardu całkowitej niezawodności pojazdu. W przypadku podsystemów, takich jak hamulce, Pożądana jest 20-letnia żywotność podzespołów w celu zapewnienia, że krytyczne podsystemy będą trwalsze niż pojazd, którego są częścią.
Światowe dane dotyczące zużycia
W 1965, 251,000 Wypadki samochodowe w USA wiązały się z awariami hamulców. W tym samym roku, na ważnym spotkaniu Towarzystwa Inżynierów Motoryzacji (SAE), Problem utraty hamulców z powodu uszkodzenia rur stalowych został uznany za zarówno niebezpieczny, jak i kosztowny. Przez 1969, SAE opublikowało badanie, Korozja hydraulicznego przewodu hamulcowego: Wstępne badanie problemu (A.G. Imgram i D.K. Górnik, Papier 690530, Spotkanie śródroczne, Maj 1969). Wskazania były jasne: Korozyjne uszkodzenie stalowych przewodów hamulcowych stwarzało problemy z konserwacją i mogło stanowić zagrożenie dla bezpieczeństwa. Raport ujawnił, że stalowe przewody hamulcowe były bardzo nieregularne po 4-6 lat w służbie. Stwierdzono również, że rura C70600 ze stopu miedzi i niklu jest wyjątkowo lepsza od konwencjonalnych stalowych przewodów hamulcowych w laboratoryjnych testach na rozerwanie w mgle solnej. Miedź i cztery stopy miedzi również przewyższyły w testach podwójnie owinięte rury stalowe.
Szwecja, z krajowym programem kontroli pojazdów od połowy lat 60, jest konsekwentnym źródłem najdokładniejszych danych na temat problemu. Szwedzi często zakazują ruchu drogowego pojazdom z powodu mocno skorodowanych stalowych przewodów hamulcowych. Podobnie jak w USA, drogi w Szwecji w okresie zimowym są solone w celu usuwania śniegu i lodu.
Pomimo powłok opóźniających korozję, które są nakładane zgodnie ze specyfikacjami wymagającymi minimalnej masy powłoki na stopę kwadratową powierzchni rurki (nie jest to całkowita grubość powłoki), Niewielka ochrona może skutkować lokalną ochroną.
Od 1970 roku, Obserwowane usterki przewodów hamulcowych zmniejszyły się dzięki ulepszonym powłokom. Wciąż, w 1988, nad 90,000 Szwedzkie pojazdy nie przeszły testów z powodu uszkodzonych stalowych przewodów hamulcowych, większość z nich była związana z korozją. Niemcy Zachodnie, , w którym wprowadzono obowiązkowe kontrole pojazdów 1970, zgromadziła dane zgodnie ze Szwecją. Dane z Wielkiej Brytanii ujawniają 20% awaryjność układów hamulcowych. Jednak, Nic nie wskazuje na to, jaka część tego jest spowodowana uszkodzeniem przewodów.
Rysunek 1. Wyniki kontroli przewodów hamulcowych w pojazdach Volvo z różnymi materiałami przewodów hamulcowych.
Dane ze Szwecji obejmują okres, w którym Volvo modernizowało materiał używany do produkcji przewodów hamulcowych. Przedtem 1971, Volvo używało rur stalowych powlekanych ternem. W 1971 Zmienili powłokę na cynkową. Powłoka cynkowa została ostatecznie uzupełniona o żywicę epoksydową, oraz w 1976, Volvo przyjęło stop miedzi i niklu C70600. W Rysunek 1, Wydajność tych czterech materiałów porównano na podstawie procentu zaobserwowanych przypadków uszkodzenia przewodów hamulcowych przez korozję 12 lat służby. Miedź-nikiel jest zdecydowanie najbardziej niezawodnym materiałem.
Użytkownikami miedziano-niklowych przewodów hamulcowych oprócz Volvo są światowej klasy producenci pojazdów, tacy jak Rolls Royce, Lotos, Aston Martin, Porsche oraz, Ostatnio, Audi. Miedź-nikiel jest również używany w wojsku, Gaszenie pożarów i inne ciężkie pojazdy.
Dodatkowy koszt powłok
Rury stalowe, w których przeważa zastosowanie, są produkowane z ciągłej taśmy stalowej w stanie walcowanym na zimno i wyżarzonym, który jest uformowany w całkowicie zachodzącą rurę i lutowaną miedzią.
Wprowadzenie rur stalowych zbiegło się w czasie z soleniem dróg w celu odśnieżania lodu i śniegu oraz w oczekiwaniu na oblodzenie. Ponieważ sama rura stalowa nie ma odpowiedniej odporności na korozję, Wymaga powłoki. Trzy powłoki w szerokim zastosowaniu to, terne powiedział: (stop ołowiu i cyny z od 7%-14% cyna) i żywica epoksydowa.
Powłoka cynkowa
ma niską szybkość korozji w środowisku obojętnym lub zasadowym. Jeśli pH jest niższe niż 4, szybkość korozji jest wyższa. W sytuacji korozji szczelinowej, Spadki pH, powodujące degenerację i odsłonięcie metalu do miedzi. Galwanicznie, Miedź jest szlachetniejsza od, i po wystawieniu na działanie promieni słonecznych, przyspiesza korozja. Na przykład, jeśli stal jest odsłonięta z powodu uszkodzenia powłoki w wyniku dziobania kamienia lub innej penetracji, Miedź, bycie galwanicznie bardziej szlachetnym, Tworzy duży stosunek powierzchni katodowej do anodowej, który przyspiesza korozję stali, powodując perforację.
Powłoka Terne
Metal terne ma dobrą odporność na korozję, Ale raz uszkodzony jest również szlachetny dla stali, i powstaje duży stosunek powierzchni katody do anody, który przyspiesza korozję stali.
Powłoki epoksydowe i z tworzyw sztucznych
Żywice epoksydowe i tworzywa sztuczne (w tym teflon) są dopuszczalne do momentu perforacji, po czym dochodzi do miejscowej korozji stali znajdującej się pod spodem. Perforacja może wynikać z dziobania kamienia, od spalania w pochodni, lub podczas dokręcania nakrętek podczas montażu
Inne rodzaje węży
Zastosowano powlekane rury stalowe bez szwu lub spawane, ale gdy powłoka zostanie perforowana, Problemy są bardzo podobne do tych związanych z rurami stalowymi lutowanymi miedzią. Zastosowano również stal nierdzewną, ale ma wady pod względem podatności na miejscową korozję wżerową i szczelinową, szczególnie w środowiskach zawierających chlorki.
Z sukcesywnymi próbami poprawy właściwości powłok, Koszt został dodany do produkcji stalowych przewodów hamulcowych.
Pod koniec lat sześćdziesiątych i w latach siedemdziesiątych, Szacuje się, że korozja pojazdów silnikowych będzie kosztować kierowców prawie $500,000,000 w samej Wielkiej Brytanii. Przewody hamulcowe były szczególnym obszarem zainteresowania, Po raz kolejny poszukiwano więc alternatywnego materiału.
Przejście na rury miedziano-niklowe
Od samego początku udowodniono, że miedź ma wiele dobrych właściwości. Był łatwy do zginania i miał bardzo wysoką odporność na korozję, Pojawiły się jednak obawy co do jego niskiej wytrzymałości na zmęczenie korozyjne. Kiedy wprowadzono miedź-nikiel, Wykazywał odporność na korozję podobną do miedzi, wyższa wytrzymałość ogólna i lepsza wytrzymałość zmęczeniowa. Dobra odkształcalność pozwala na łatwe kielichowanie i gięcie, I chociaż koszt metalu jest większy niż w przypadku alternatyw stalowych, Miedź-nikiel jest bardzo atrakcyjna ze względu na jej dodatkową żywotność, Bezproblemowa instalacja i charakterystyka bezpieczeństwa/niezawodności.
Właściwości miedziano-niklowych przewodów hamulcowych
Stop miedzi i niklu używany do przewodów hamulcowych zwykle zawiera 10% nikiel, z dodatkami żelaza i manganu 1.4% i 0.8% odpowiednio. Produkt jest zgodny z ASTM B466 (Amerykańskie Towarzystwo Badań i Materiałów), , który określa wymiary, Wytrzymałość na rozciąganie i granica plastyczności. Odkształcalność i czystość wewnętrzna są zgodne ze specyfikacjami SAE J527, ASTM A254 oraz SMMT C5B (Stowarzyszenie Producentów i Handlowców Samochodów). Też, stop spełnia wymagania dotyczące hermetyzacji ciśnieniowej, produkcja i odporność na korozję dla ISO 4038 (Międzynarodowa Organizacja Normalizacyjna) oraz SAE J1047.
Właściwości mechaniczne stopu C70600 w porównaniu ze stalą i miedzią przedstawiono w Stół 1.
Stół 1. Właściwości mechaniczne materiałów stosowanych do produkcji przewodów hamulcowych hydraulicznych| Tworzywo | Najwyższa wytrzymałość na rozciąganie 1000 Psi
(Mpa) | Granica plastyczności
0.5% Ext.under Load
1000 Psi
(Mpa) | Wydłużenie
% w 2 w. | Wytrzymałość zmęczeniowa
(10×7 Cykli)
1000 Psi
(Mpa) | Ciśnienie rozrywające*
1000 Psi
(Mpa) |
|---|
| Stal lutowana miedzią | 48-55
(0.330-0.380) | 28-34
(0.190-0.235) | 30-40 | 30
(0.210) | 19.5
(0.135) |
C12200-Fosfor
Miedź odtleniona | 32-38
(0.220-0.265) | 10-14
(0.070-0.100) | 45-60 | 10
(0.070) | 12
(0.083) |
| C70600-Miedź Nikiel 90-10 | 48-54
(0.330-0.370) | 16-22
(0.110-0.150) | 40-55 | 15
(0.100) | 19
(0.130) |
| * Dla typowych 3/16 w.rurki, 0.187 w. (4.7 Mm) O.D. i 0.028 w. (0.7Mm) grubość ścianki. |
Stop C70600 jest zwykle dostarczany jako rurki przeciągnione w stanie wyżarzonym. Połączenie wytrzymałości i dobrej ciągliwości zapewnia doskonałą odkształcalność.
Ponieważ miedź-nikiel jest bardziej miękka niż stal, Początkowo obawiano się, że problemem może być fretting. Doświadczenie pokazuje, że tak nie jest.
Odporność na korozję
Przez wiele lat przed zastosowaniem jako materiał na przewody hamulcowe, stop C70600 był używany na statkach, skraplacze elektrowni i przewody hydrauliczne na cysternach, i wykazywały doskonałą odporność na warunki zasolenia. Wczesne testy wykazały, że miedź-nikiel ma prawie taką samą odporność na ciśnienie rozrywające jak stal. W trakcie testów, jednak, po wystawieniu na działanie mgły solnej 180 Dni, Wytrzymałość stali na rozerwanie znacznie spada. Stop miedzi pozostaje niezmiennie odporny.
Rysunek 2. Wyniki badania ciśnienia rozrywającego w warunkach narażenia na działanie mgły solnej 90-10 Miedź-nikiel i przewody hamulcowe.
Do probówek pokrytych wilgotnym, słony okład błotny przez sześć miesięcy, Lutowana stal uległa silnej korozji, co spowodowało perforację ścianki rury; zaś, Na rurach miedziano-niklowych stwierdzono jedynie powierzchowną korozję ogólną. ISO 4038 i SAE J1047 zawierają wymóg odporności na korozję odnoszący się do ISO 3768 prosząc o minimalne ciśnienie rozrywające 110 MPa po 96 godzin w neutralnej mgle solnej. Swedish requirements include a resistance at least equal to 25 of zinc. In all cases alloy C70600 easily exceeds the required corrosion resistance.
The Right Tubing For The Job
Even the best tubing will be unsatisfactory unless it is used properly. The following considerations are necessary for establishing the specifications for brake system tubing installations:
- Since tubing may suffer damage and/or loss of corrosion resistance as a result of gravel impact, it should be adequately protected in areas of potential damage.
- Tubing should be adequately protected against hoist or towing fixture damage.
- Tubing should be routed or otherwise protected so that under no condition can the tubing or its protective conduit come in contact with any vibrating or moving component. (That is, Jeśli rurka jest przymocowana do ramy, podwozie uważa się za “element wibracyjny.”) Rurka nigdy nie powinna przecinać rury wydechowej, tłumik lub katalizator, chyba że jest odpowiednio zabezpieczona przed nadmiernym przemieszczaniem się rury, tłumik lub katalizator, nawet jeśli wieszak zawiódł.
- Rurka powinna być poprowadzona w taki sposób, aby jej granice naprężeń nie zostały przekroczone podczas zginania.
- Rurki należy poprowadzić w taki sposób, aby nie znajdowały się w ani nie tworzyły kieszeni, która zatrzymywałaby sól lub inne chemikalia do odladzania.
- Przewody powinny unikać lub być chronione przed układami wydechowymi lub innymi obszarami o ekstremalnym natężeniu ciepła.
- Projektant powinien wziąć pod uwagę możliwą korozję elektrolityczną wynikającą z kontaktu różnych metali, na przykład, przewody hamulcowe i przewód ochronny, Klipy, Okucia i powierzchnie montażowe.
- Inżynier konstruktor powinien określić minimalną średnicę wewnętrzną przewodu hamulcowego na podstawie czasu zadziałania układu hamulcowego. Czynniki wpływające na czas aktywacji to:
- Lepkość płynu hamulcowego,
- Temperatura,
- Długość rurki, i
- Natężenie przepływu płynu określone przez wymagania dotyczące przemieszczenia cylindra koła.
Miedziano-niklowe przewody hamulcowe zapewniają najwyższą niezawodność i zapewniają zarówno producentom, jak i właścicielom pojazdów zwiększoną trwałość i skuteczne funkcjonowanie układu hamulcowego przez długi okres eksploatacji.
Samochodowa hydrauliczna rura hamulcowa: Argumenty przemawiające za 90-10 Rurki miedziano-niklowe
Abstrakt
Od wielu lat przewody w samochodowych układach hamulcowych są produkowane ze stali niskowęglowej. Po twardym nakłada się jedną lub więcej powłok powierzchniowych w celu ochrony podłoża stalowego przed korozją, ponieważ stal nie ma naturalnej odporności na korozję w środowisku drogowym. Chociaż skład powłoki zmienił się od czasu, gdy zastosowano oryginalne powłoki ołowiowo-cynowe zanurzane na gorąco, Problemem pozostają wady powłoki. Dodatek farb bogatych w w niewielkim stopniu poprawił ochronę tuby. Obecne powłoki aluminiowo-cynkowe i dodane powłoki z poliwinyloflolidu są nadal niewystarczające, aby całkowicie chronić stalową rurę.
W niedawnej serii testów, 90-10 rura miedziano-niklowa (UNS C70600) został wykonany w typowy układ hamulcowy '.shapes” które następnie zostały przymocowane do przyczepy testowej i przewiezione przez różne środowiska toru testowego narażonego na korozję i uszkodzenia mechaniczne. Testy obejmowały trzymanie probówek w komorze o wysokiej wilgotności przez część każdego 24-godzinnego cyklu testowego. Po 40 cykli i przy każdym 10 cykli po upływie tego okresu, Poszczególne rurki musiały przejść przez 20,684 kPa (3,000 Psi) próba ciśnieniowa. Kandydowane materiały rurowe musiały zostać ukończone 60 cykli w celu spełnienia minimalnego wymogu.
Rury stalowe produkowane obecnie przeszły wymóg 60 cykli, ale zawiodły znacznie wcześniej 120 Cykli. Ten 90-10 Rury miedziano-niklowe zakończone 200 cykle zasadniczo bez zmniejszenia ich pierwotnej wytrzymałości na rozerwanie.
Wprowadzenie
Przewody hamulcowe znajdują się w obszarze o wysokiej korozji. Chociaż wiele innych komponentów samochodowych działa w tym samym nieprzyjaznym środowisku, Niewielu jest mniej wyrozumiałych w przypadku niepowodzenia. Więc, Jednym z głównych czynników branych pod uwagę przy projektowaniu samochodowego hydraulicznego układu hamulcowego jest integralność przewodu hamulcowego, który rozprowadza ciśnienie w układzie.
W 1965, w Szwecji, a następnie w innych krajach europejskich, wprowadzono coroczną kontrolę bezpieczeństwa pojazdów silnikowych. Procedura ta obejmowała kontrolę przewodów hamulcowych hydraulicznych pod kątem obecności rdzy. Jednocześnie, Szwedzka Inspekcja Pojazdów Samochodowych zaczęła publikować roczne raporty na temat wyników tych badań. 1
W 1969, Przeprowadzono testy laboratoryjne, w których porównano niektóre z natury odporne na korozję materiały rur ze stopów miedzi z obowiązującymi wówczas materiałami produkcyjnymi. 2
Wczesna faza 1970, Szwedzki Instytut Korozji podszedł do problemu korozji przewodów hamulcowych z punktu widzenia stosowania materiału odpornego na korozję, a nie próby ochrony powierzchni. 1
Pierwszą reakcją europejskiego przemysłu motoryzacyjnego na problemy z korozją przewodów hamulcowych było zaprzestanie stosowania obowiązującej wówczas powłoki metalowej terne zanurzanej na gorąco na rurze stalowej. Badania laboratoryjne w 6% Test neutralnej mgły solnej z parą wykazał, że odporność na korozję można uzyskać za pomocą 25-mikronowej powłoki cynkowej zamiast powłoki Terne. W następnych latach, Okazało się, że badania laboratoryjne nie odzwierciedlały dokładnie warunków panujących w rzeczywistym środowisku operacyjnym. Następnie, Na nałożono różne powłoki z tworzywa sztucznego, a niektóre z nich są używane do dziś. 1
Rysunek 1.Przewody hamulcowe miedziano-niklowe biegnące od pompy hamulcowej w 1990 Volvo.
Kontynuowano wysiłki zmierzające do osiągnięcia metalurgicznego rozwiązania problemu korozji. Firma Volvo rozpoczęła stosowanie 90-10 miedź-nikiel (“Stop Cunifer”) rurka w ich 1976 modelować pojazdy i używam go od tego czasu. Rysunek 1 pokazuje instalację przy pompie hamulcowej w a 1990 model Volvo. Audi zaczęło używać tego materiału w 1990. Inne europejskie samochody wykorzystujące ten materiał to Porsche i Aston Martin. 2Wykres słupkowy pokazany w Rysunek 2 przedstawia odsetek pojazdów, które nie przeszły kontroli bezpieczeństwa z powodu usterek w układach hamulcowych w ośmioletnich samochodach osobowych Volvo. Ten 1970 Modele samochodów miały stalowe rury pokryte ternem. Rury w 1971 Modele były ocynkowane. Wady inne niż zardzewiałe rury są uwzględnione w tych wartościach, ale ich wpływ na dane jest minimalny. Zmniejszenie liczby wad związanych z wprowadzeniem 90-10 rurka miedziano-niklowa w 1976 jest dramatyczny.
Rysunek 2. Coroczne wyniki kontroli bezpieczeństwa pojazdów w Szwecji. Słupki wskazują odsetek 8-letnich samochodów osobowych marki Vovlo skontrolowanych we wskazanym roku z przewodami hamulcowymi, które nie spełniały wymogów kontroli. 1976 był rokiem, w którym Volvo wprowadziło na rynek 90-10 Rury miedziano-niklowe ('Cunifer Alloy' (stop Cunifer') do swoich pojazdów.
Artykuł 2 przedstawione na dorocznym spotkaniu SAE w styczniu 1970 zajmował się ówczesną sytuacją “Aktualny stan techniki” w powłokach rur; Dane przedstawione w tym dokumencie są nadal aktualne. Ubytków, słaba przyczepność, nieciągłości i fizyczne uszkodzenia stosowanych obecnie powłok powierzchniowych mogą powodować przyspieszenie, Miejscowy atak korozyjny, który sprawia, że wartość jakiejkolwiek nienaruszonej powłoki w innym miejscu rury staje się bezużyteczna.
Incydent odzwierciedlający ten ostatni stan został zarejestrowany w dokumencie SAE przedstawionym w 1991. 3 Przewód hamulcowy, który powinien był pęknąć podczas badania w 1 1 5,832 do 158,579 kPa (1 6,800 – 23,000 Psi), W zasadzie, wybuch przy 4,825 kPa (700 Psi). W dokumencie czytamy, “Ta konkretna część rurki znajdowała się na końcu, Powyżej i za tylną osią, i wykazywały dużą korozję, być może z powodu uderzenia żwiru.”
Na tle podsumowanym powyżej, program testowy został przeprowadzony przez Copper Development Association Inc., we współpracy z producentem pojazdów samochodowych, aby dokładnie ocenić możliwość zastosowania rury C70600 ze stopu miedzi, 90-10 miedź-nikiel, do zastosowań w samochodowych przewodach hamulcowych. Materiał, z którego wykonana jest rura, jest opisany w Stół 1.
Stół 1. Wymagania materiałowe dla stopu miedzi C70600 do stosowania w samochodowym przewodzie hamulcowym| Kompozycja, Maksymalny procent, chyba, że jest pokazany jako zakres |
|---|
Ni
Fe
Mn
Zn
Cu | 9.0 – 11.0
1.0 – 1.8
1.0
1.0
Reszta |
| Właściwości mechaniczne |
|---|
Granica plastyczności, Min (0.2% Przesunięcie)
Rozciąganie, Min
Wydłużenie w 50,8 mm (2.0) | 110,316 kPa (16,000 Psi)
310,179 kPa (45,000 Psi)
40-55% |
| Test wytrzymałości ciśnieniowej |
|---|
O ile nie określono inaczej, Gotowa rurka powinna wytrzymać hydrostatyczną próbę Proff, bez dowodów na awarię, Na p[pewność, która podda materiał naprężeniu włókien 110,316 kPa (16,000 Psi). Ciśnienie próbne określa się za pomocą równania Barlowa dla cienkich cylindrów hollogowych pod napięciem:
Gdzie:| P | to ciśnienie wewnętrzne, Psi | | t | to grubość ścianki rury, w. | | S | jest dopuszczalna wytrzymałość na rozciąganie w ściance rury, Psi | | D | to rura OD, w. |
Żadna rura nie może być badana powyżej ciśnienia hydrostatycznego 34,473 kPa (5,000 Psi), o ile nie określono inaczej. |
Test korozji przyczepy
Procedura badania projektowego powszechnie stosowana obecnie do oceny odporności na korozję i integralności elementów nadwozia i podwozia pojazdu silnikowego składa się z następujących elementów: 100 cykle moczenia i suszenia o kontrolowanej wilgotności, rozpylanie soli i gromadzenie przebiegu na różnych nawierzchniach drogowych z próbkami testowymi zamontowanymi na przyczepie. Sekwencja zdarzeń cyklu testowego jest wymieniona w Stół 2.
Stół 2. Sekwencja cyklu testowego do oceny elementów nadwozia i podwozia pojazdu samochodowego| Kondycjonowanie wstępne |
|---|
| 1) | Kąpiel solna
20 km/h (12 Mph) |
| 2) | Droga gruntowa
70 km/h (45 Mph) |
| Cykl testowy |
|---|
| 3) | Kabina lakiernicza soli
15 Protokół | 10) | Kontrole zamknięcia rampy pojazdu |
| 4) | Kąpiel solna | 11) | Kąpiel solna
20 km/h (12 Mph) |
| 5) | Tarka Autostrada Solna
65 km/h (40 Mph) | 12) | Tarka Autostrada Solna
65 km/h (40 Mph) |
| 6) | Droga gruntowa (Samochód/Lt Trk)
Żwir (Hvy Trk)
70 km/h (45 Mph) | 13) | Droga gruntowa
70 km/h (45 Mph) |
| 7) | Tarka Autostrada Solna
65 km/h (40 Mph) | 14) | Tarka Autostrada Solna
65 km/h (40 Mph) |
| 8) | Droga gruntowa
70 km/h (45 Mph) | 15) | Droga gruntowa
70 km/h (45 Mph) |
| 9) | Komora wilgotnościowa
@ 50C (120°F)
85-92% R.H. 6 Godzin | 16) | Komora wilgotnościowa
@ 50C (120°F)
85-92% R.H. 7 Godzin |
Rysunek 3. Próbki przewodów hamulcowych dołączone do przyczepy testowej.
Rysunek 4. Sprzęt używany do badania ciśnienia hydrostatycznego w przewodzie hamulcowym.
Przyczepa jest narażona na działanie soli, dziobanie kurzu i kamienia, a także wahania temperatury i wilgotności. Całkowity czas namaczania wilgocią wynosi około 2,600 +/-25 Godzin. Całkowity czas namaczania w komorze suszenia wynosi 375 +/-25 Godzin. Przyczepa testowa gromadzi około 13,800 kilometr (8,600 Km) podczas pełnego cyklu testowego. Całkowity czas testu wynosi około 26 Tygodni. Rysunek 3 pokazuje próbki testowe dołączone do typowej przyczepy testowej. Rozmiar rurki użytej do badania wynosił 4.76 Mm (0.1875 w.) Średnica zewnętrzna, 0.7 Mm (0.028 w.) grubość ścianki. Został wykonany w typowych konfiguracjach układu hamulcowego z rozszerzeniami i nakrętkami rurowymi. Końce zostały zamknięte, aby umożliwić późniejsze próby ciśnieniowe. Te próbki testowe zostały następnie przymocowane do różnych obszarów przyczepy testowej, aby zapewnić ekspozycję na wszystkie elementy testowe przy różnych stopniach intensywności.
Począwszy od 40. cyklu, oraz w 1 0-odstępy między cyklami po upływie tego okresu, Każda rura poddawana jest próbie ciśnienia wewnętrznego 20,684 kPa (3000 Psi). Materiały kandydata muszą być wypełnione 60 cykli w celu spełnienia minimalnego wymogu. Rysunek 4 pokazuje aparaturę badawczą, na której przeprowadzono próby ciśnienia hydrostatycznego.
Wydajność ta byłaby oczekiwana nawet wtedy, gdyby zmierzone powierzchowne ścieranie zostało nałożone na rurę jako warunek oceny powierzchni rury.
Wyniki testów
Dane w Stół 3 4 ujawnić, że po 200 Cykle testowe, który przekracza trzykrotność minimalnego poziomu odniesienia wynoszącego 60 Cykli, Materiał miedziano-niklowy zachowany ponad 89% początkowej średniej wytrzymałości na rozerwanie.
Stół 3. Wyniki testów korozyjnych przyczepy 4| Próbka nr. | Hydrostatyczne ciśnienie brust |
|---|
| kPa | Psi |
|---|
| Przed badaniem narażenia |
|---|
| 1 | 114,108 | 16,550 |
| 2 | 113,079 | 16,400 |
| Średnia: | 113,591 | 16,475 |
| Po 200 Cykle testowe |
|---|
| 3 | 104,111 | 15,100 |
| 4 | 102,732 | 14,900 |
| 5 | 100,663 | 14,600 |
| 6 | 99,974 | 14,500 |
| Średnia: | 101,870 | 14,775 |
Na uwagę zasługuje również wąski rozrzut ciśnienia rozrywającego po teście. Świadczy to o jednorodności wytrzymałości i właściwości fizycznych miedzi i niklu, cecha, która nie występuje w obecnie stosowanej rurze ze stali węglowej powlekanej.
Dodatkowe testy
Rysunek 5. Komora silnika 1976 Volvo pokazuje nieskorodowane miedziano-niklowe przewody hamulcowe.
Rysunek 5 pokazuje komorę silnika 1976 model Volvo czterodrzwiowy sedan. Pojazd znajdował się na placu składowym sprzedawcy używanych części samochodowych. Silnik został już wymontowany, a rzeczywisty przebieg nie jest znany. Jednak, Wykorzystanie korozji w komorze silnika jako kryterium, Można wywnioskować, że nieskorodowane miedziano-niklowe rury hamulcowe, które można zobaczyć wychodzące z pompy hamulcowej, miały, istotnie, przeżył wrogą wojnę, Środowisko korozyjne.
Dętki hamulcowe zostały usunięte z tego pojazdu i przeprowadzone testy na rozerwanie hydrostatyczne, które uzyskały następujące wyniki:
Rura nr. 1 111,694.95 kPa (1 6,200 Psi)
Rura nr. 2 106,868.62 kPa (1 5,500 Psi)
Te rzeczywiste dane są mile widzianym potwierdzeniem wyników testów przyczepy.
Podsumowanie i wnioski
Przemysł motoryzacyjny stoi przed wieloma wyzwaniami na rynku i na torach testowych. Musi produkować pojazdy, które będą konkurować na rynku światowym pod względem jakości, bezpieczeństwo, niezawodność, Trwałość i koszt. Przedstawione powyżej wyniki badań pokazują, że 90-10 Rura miedzianoniklowa jest znacznie lepszym wyborem do samochodowych przewodów hamulcowych niż stal niskowęglowa, ponieważ:
- Zastosowanie materiału z natury odpornego na korozję jest najlepszą ochroną przed długotrwałą korozją przewodów hamulcowych. Zostało to zademonstrowane przez Volvo, , który wykorzystuje 90-10 rura miedziano-niklowa w samochodach, które wyprodukowali w ciągu ostatniego 15 lata.
- Wyniki badań korozyjnych przyczep wskazują, że 90-10 rura miedziano-niklowa (UNS 70600) jest lepszym produktem w porównaniu z powlekaną rurą stalową stosowaną w przewodach hamulcowych w dzisiejszych pojazdach wyprodukowanych w USA.
- Prąd podwójnie zawinięty, Rury stalowe lutowane i powlekane są podatne na puste przestrzenie lutownicze, Powlekanie pustych przestrzeni, słaba przyczepność powłoki i nieciągłości. Te podatności, w połączeniu z losowymi uszkodzeniami serwisowymi, średnia, że rzeczywista żywotność materiałów przewodów hamulcowych stosowanych obecnie w pojazdach wyprodukowanych w Stanach Zjednoczonych powinna być uważana za niedopuszczalną.
Należy uznać, że wszystkie elementy podwozia, łącznie z przewodami hamulcowymi, zostaną uderzone przez przedmioty wyrzucane przez opony. Takie losowe uszkodzenie należy uznać za najbardziej wrażliwe ogniwo w łańcuchu.
Projektant rur zazwyczaj zaleca dodanie metalowej lub plastikowej tulei do obszarów rury, które uważa się za najbardziej podatne na uszkodzenia przez kamienie. Jednak, Z natury odporna na korozję rura miedziano-niklowa zapewnia najpewniejszą ochronę przed takimi przypadkowymi uszkodzeniami serwisowymi, Zwłaszcza w porównaniu z powlekaną rurą stalową.
Svensona, G.E., Szwedzka Inspekcja Pojazdów Silnikowych, Korozja przewodu hamulcowego – Sytuacja 1986, Z wyjątkiem dokumentu ISO 150/22/2WG 8N 82, Luty, 1986.
