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文檔簡介

1、尼龍管特點以及在汽車燃油管路上的應用摘要尼龍管具有抗腐蝕性、耐老化、表面光潔以及易于裝配等優點,密度和成本都比金屬管低,同時由于尼龍管本身柔軟易安裝,方便在整車上布置,尼龍管在汽車燃油管路上的應用能有效地降低整車重量和成本,并且使燃油管路設計標準化、通用化。關鍵詞:尼龍管,燃油管路,應用The characteristic of Nylon and apply on Automobile Abstract Nylon tube has advantage of being noncorrosive, ageing-resistant with mirror smooth finish and

2、easy to be assembled. Lower density and cost than metal pipe. At the same time as a result of its own soft Nylon tube is easy to install, easy on the layout in the vehicle, The use of nylon pipe in vehicle fuel pipeline can effectively reduce vehicle weight and cost, and make the fuel piping design

3、standardization and generalization. Key words: Nylon tube, Fule pipe, Application1 概述1944年,法國Societe Organico公司利用蓖麻油為原料開發成功聚酰胺11(也稱尼龍或PA),1950年由法國Atochem(現在的Arkema公司)公司實現工業化,由于PA11只能用天然蓖麻油生產,具有一定局限性,1963年,德國許爾斯(Hls,目前的Evonik公司)開始利用石油生產聚酰胺12(PA12),并于1966年工業化。PA11和PA12分子結構和性能都非常接近,目前這兩種材料都用來生產汽車用尼龍管,主

4、要用作輸油管、回油管、真空管、濾清器管、電線穿管、空氣制動管和玻璃清洗用管。伴隨著著環保的要求,多層管在全球被大范圍使用,EVOH、PVdF、EFEP等阻隔層也成為多層管的一部分,但仍然以PA11和PA12為主體。2 尼龍管的結構及特點2.1 尼龍管的結構 尼龍管的分子結構PA6: -(-NH-CH2-CH2-CH2-CH2-CO-)-PA11: -(-NH-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CO-)-PA12: -(-NH-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CO-)-以上三種材料均為脂肪族PA,其中PA6、P

5、A12為開環聚合,PA11為縮合聚合。分子結構越簡單越容易結晶。 多層尼龍管結構(以五層為例,不同結構管路內各層厚亦不盡相同)PVDFPA12PA12PP黏結劑PA12EVOHPP黏結劑PA12PA12導電圖1 多層尼龍管結構 單層管結構PA11圖2 單層尼龍管結構2.2 尼龍管加工工序擠出工序;原材料供應商提供原材料粒子到管路供應商。管路供應商首先要將粒子做成管路,該生產設備主要有幾段組成:1、喂料區,提供源源不斷餓原材料;2、塑化區,將原材料加熱到熔融狀態并向前推進;3、定型區,管子尺寸確定的區域,并在該區迅速冷卻;4、后續工序,管路進一步冷卻,并在該區切斷,以方便后續生產。該區一般也提供

6、管路的外徑和壁厚的在線測量。 成型工序;將擠出的直的管路定型為需要的形狀。因為尼龍為半結晶材料,因此該工序需要現將管路固定到有形狀的模具上,在將管路進行加熱。一般加熱為150、30分鐘即可,當然可以通過提高溫度減少來減少加熱時間。加熱結束再將管路冷卻到常溫,這時可將管路從模具上拆除即可完成定型工序。裝配工序;按照設計要求,將接頭與管路進行連接。一般主要有以下幾種連接方式:1、竹節式,該方式一般采用冷插接即可。2、卡箍式,該方式一般為尼龍管與橡膠管配合,通常需要裝配前將橡膠管表面的脫模劑去除,以增大該連接處的拔脫力和密封性。檢測工序;由于管路為功能件,所以管路總裝完成后一般需要進行功能檢測。2.

7、3 一般優點耐油性(汽油、柴油)、潤滑油和脂,耐化學藥品性極好。耐低溫沖擊;PA11耐-50C低溫沖擊,PA12耐-40C低溫沖擊。使用溫度范圍廣;PA11使用溫度范圍為-40125C,PA12位-40C105C,PA11管在經過125C、1000h和150C、16h老化試驗后,其低溫沖擊性能良好。抗氧和鋅鹽的腐蝕;耐50%氯化鋅溶液超過200h。耐電池酸液和臭氧;尼龍對堿、鹽、醚、石油、油脂、化學溶劑、海洋空氣及水基液壓等腐蝕介質均有極強的抵抗能力,能取代昂貴的編織金屬絲泰氟隆和瑟奧柯膠管,還能抑制真菌、霉菌的生長與繁殖。耐振動、耐磨、耐疲勞、摩擦系數低,屬于自潤滑材料。重量輕,密度為1.0

8、11.06g/cm3,約為鋼材、銅材的1/7。耐紫外線和大氣老化;本色料PA11 耐紫外線能力視不同地區可以使用2.37.6年;而添加抗紫外線吸收劑后的黑色PA11,其抗紫外線能力提高四倍。2.4 與金屬管比較的優點不生銹;在系統中不會產生影響性能的銹蝕顆粒;而鋼管,即使是內外鍍鋅,其抗蝕能力也有限,難以保證管子系統清潔度。 柔軟,易安裝;鋼管在布置過程中,因受布置影響,增加了一些接頭,這樣,一方面增加了不比要的密封接點,使漏氣率增加;另一方面,管路彎曲半徑小,增加了氣阻,使管路反應時間延長。鋼管在制造過程中,因公差累積造成裝配困難,連接可靠性差,密封性不好,鋼管接頭和支架較多,工裝多,設計、

9、試制和生產周期長,且難以形成系列化、通用化和設計標準化。具有振動阻尼性,抗疲勞、耐沖擊、不易變形;在裝配和使用時,能承受外部沖擊,不會引起管子松動和管子斷裂。具有隔音隔熱作用。內表面光滑,能耗小;金屬管內壁的粗糙度為70m,而尼龍管僅為2.5m。成本低;尼龍管比鋼管綜合成本降低30%左右。2.5 與橡膠管相比的優點比橡膠管更耐油和過氧化物,抗燃油性和甲醇滲透能力比橡膠管好。耐臭氧性好,不會像橡膠管那樣因臭氧而龜裂。比橡膠管耐熱壽命更長。一般不需要增強層,比橡膠更容易生產。可以進行熱成型,這是橡膠管不能達到的。內表面較橡膠管更光滑,阻力更小;橡膠管壁粗糙度為38m,而尼龍管為2.5m。比橡膠管密

10、度更低,且比橡膠管壁薄,可以降低重量,節約成本。3 尼龍管在燃油管路應用趨勢3.1 全球標準排放量要求汽車排放量包含:CH化合物、N氧化物、S氧化物,而與管路有關系的僅為CH化合物;表一 各種法規排放要求標準歐歐歐LEVLEV PZEVCH化合物排放量(g/test)2.02.02.02.00.650.054備注:歐排放要求與歐要求一致,但是增加了醇類汽油的試驗方法。3.2 燃油系統各部分排放比例圖3 燃油系統各部分排放比例PZEV標準要求管路排放量: 54X13%=7mg,接頭占30約2mg,管路滲透量占70約5mg。管路使用量約10米。因此要求管路滲透量為0.5mg/m.test3.3 全

11、球汽油使用情況歐洲:普通汽油或者低含量乙醇汽油(E5)北美:美國為E10或E85,加拿大為E10 南美:巴西為E20E100,阿根廷為E55 亞洲:日本為E5,印度為E10,澳大利亞為E10全球超過一半以上面積使用乙醇汽油3.4 中國油品使用情況圖4 中國油品使用情況乙醇汽油給塑料管路帶來的影響滲透的增加:由于乙醇為極性分子,導致了滲透值的大量增加管體的伸長:普通PA11材料吸收乙醇的飽和量是汽油的10倍管體老化的加快:乙醇加快了管體內增塑劑的析出和材料的老化3.5 尼龍管排放數據對比表二 尼龍管排放數據對比測試條件CH排放數據測試標準單層管燃油為Fuel C,400.216g/mdaySAE

12、J1737多層管0.008g/mday單層管燃油為CE10,401.70g/mday多層管0.002g/mday普通燃油試驗單層管的蒸發污染是多層管的27倍,而針對CE10燃油單層管的蒸發污染是 多層 管的850倍!針對越來越嚴格的排放要求,多層尼龍管的應用不僅能很好的解決了上述缺陷,同時按照試驗結論也能滿足相關排放法規要求。4 尼龍管的應用實例以下以江淮乘用車某款產品燃油管路為例說明尼龍管在燃油管路上應用下圖所示為未改進前金屬管+尼龍管+氟橡膠結構氟橡膠尼龍管金屬管圖5 老狀態管路結構通過更換為尼龍管后為尼龍管+氟橡膠結構氟橡膠尼龍管圖6 新狀態管路結構通過此項更改在滿足原來性能的前提下,管接頭由原來12個減少到9個,排放滿足國四要求,同時整套系統減少0.75kg。

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