橡胶软管老化及开裂状况

橡胶软管一直以来被广泛地应用于各类液压工程机械、冶金、油田、石化、船舶、建筑、矿山等工业、农业、军用、发用领域，这主要是由于其不仅具有较为优良的耐热性与耐老化性，而且还具有高强度的承压力，同时兼具较为优越的脉冲性能与减振性能。然而，橡胶软管无论在运输、储存过程中，还是在加工与使用中，都会因外界因素影响而对其产生不同程度的综合性破坏，这既有可能造成其结构上的损坏，还将导致其失去良好的使用性能。

1.橡胶软管老化问题分析的重要性

橡胶软管出现老化问题主要可以从四个方面进行因素分析：一是外观，二是力学性能，三是物化性质，四是电气性能。在以上任一情况出现异常时，则可将其确定为老化问题。而作为橡胶软管主要结构构成的钢丝，因其承载着软管既定功能的保障作用，一旦出现腐蚀与疲劳问题将严重影响材料的使用性能，同时还将导致其力学性能下降。而橡胶软管也将在出现老化降级问题时，出现不同程度的脆化、开裂，甚至更为严重的软管爆裂等问题，由此影响材料的正常作用发挥。为此，对于橡胶软管进行老化及开裂问题分析具有极其重要的价值作用。在借助于超景深三维显微镜等先进设备，以及相关分析仪器的精准采样与智能检测作用下对其展开相关测试。

2.橡胶软管的老化及开裂测试分析

(1)橡胶软管的表面形态测试分析

通过对一根使用年限长达6年之久的承压油管进行仪器测试分析，不仅在其外覆层出现了诸多裂纹，而且还可以发现在其周围存在许多已经分解成块状与颗粒状的材料，同时裂口处的外覆层与内衬层还不均匀地分布着大小不一的孔洞，由此可以证明该橡胶软管已经老化。老化之后橡胶材料不仅表面已变硬，而且还有脆化裂纹的存在，这主要是由于在软管外覆层与内衬层的橡胶分子链在出现老化时会最先产生断裂，随之进行全新的交联反应，由此使橡胶材料在氧化作用下变硬、变脆。而且，还会使软管内部的增强层钢丝逐渐暴露出来，不仅会看到断裂的钢丝，还会在其表面与断口处显现出锈迹，这是在腐蚀作用下而产生的老化问题。与此同时，还可以看到内层橡胶已出现开裂，而且其内层与外层的橡胶都出现了大小不一、分布不均的孔洞，尤其是外层的孔洞既多又明显，这说明这一橡胶软管已经出现了较为严重的老化现象。通过对断口的外貌形态进行分析判断，由于其内衬层的断口比较粗糙，而外覆层则较光滑、平整，说明在软管外覆层出现老化问题后，不仅使其脆性加大，而且还导致其拉断伸长率的下降。

(2)橡胶软管的力学性能测试分析

接下来我们还要进行橡胶软管的力学性能测试分析，这一测试过程不仅要进行拉伸强度与拉断伸长率的测试，还要准确地计算出二者的老化率，这是进行橡胶软管老化程度确定的重要评价指标，而且只有通过老化率的计算方能进行橡胶性能的表征判定。简单来说，老化率所指即是指橡胶材料的老化性能变化率，也是对其初始状态与老化状态进行性能比较而得出的性能下降百分比，其中C代表橡胶的性能下降百分比；而P则代表其原始性能值；Px所表示的则是发生老化断裂暴露过程中x的性能值。在获取橡胶软管一个区间范围内的力学性能参考值后，为了能够对其内层与外层进行准确的力学性能老化率计算，从而使评价结果更加具有合理性与科学性，我们将这一区间范围等分为5部分，由此得到6个点，进而由6个点的性能参考值分别计算得出老化率，并在对其作图进行趋势分析中得出结果，藉此我们可以看到，在各点性能参考值的不断上升中，老化率也呈现出明显的上升趋势。通过对橡胶软管的内衬层拉伸强度与拉断伸长率进行老化率计算后，其百分比数值分别为91.68%与65.01%；在对橡胶软管的外覆层进行拉伸强度与拉断伸长率进行老化率计算后，则显示其百分比数值分别为94%与94.5%。由此可见，橡胶软管无论是其内层，还是外层，其材料的拉伸强度与拉断伸长率都已不同程度地发生了变化，而且呈现出明显的下降趋势，这足以说明该橡胶软管的内衬层与外覆层均已出现较为严重的老化问题。

(3)橡胶软管钢丝的化学成分分析

通过对该橡胶软管钢丝进行化学成分分析，可确定其为高碳钢，而且具有较高的强度，但其韧性与耐腐蚀性较差，而且易发生断裂，其中含有的碳、硅、硫、锰、磷等均达到钢丝的国标标准要求。

(4)钢丝断口处的SEM与EDS分析

在对橡胶软管增强层的钢丝断口处的外观形态进行能谱分析时可以看到，其断口处不仅表面粗糙不平，而且无论是其剪切唇，还是放射区与纤维区都存在着较为明显的断裂特征，而且可判定出其属于韧性断裂。进而通过对其表面覆盖层物质进行能谱分析后，则显示其为氧、铁、铜和硫等主要化学成分，含量较高的为氧和铁，这足以证明断口处不仅表面已被腐蚀，而且还形成了一些被氧化后的化合物。由于其中存在的铜元素主要被用于镀在钢丝表面，使其在钢丝拉拔过程中既能够起到较好的润滑作用，而且还兼具良好的黏合作用，使钢丝可以在橡胶软管中可以更好地发挥作用。然而，在发生老化断裂后，硫与橡胶分子以及钢丝表面的铜原子产生了化学反应，使其形成了具有线性黏合特征的铜硫橡胶。

(5)橡胶软管的钢丝抗拉强度分析

通过对未被腐蚀的钢丝进行抗拉强度检测，对照相应的检测标准，我们可以发现，其抗拉强度均在2650MPa-2739MPa的范围内，达到了标准强度要求。

3.结束语

综上所述，在分别对橡胶软管的内衬层与外覆层出现的裂纹、孔洞与断裂情况进行相关测试后可以发现，老化问题的出现除了会产生韧性断裂以外，还会使其力学性能受到严重影响。由此得出以下结论：由于在橡胶软管的内、外层出现了不均匀的孔洞与颗粒状的分解老化问题，同时橡胶增强层的钢丝也因介质、空气的渗透而被腐蚀，从而导致其性能下降并发生开裂。