ISO 10619-22021 橡胶和塑料软管及非增强软管 柔性及挺性的测量 第2部分低于室温弯曲试验标准立项发展报告

ISO10619-2:2021橡胶和塑料软管及非增强软管柔性及挺性的测量第2部分:低于室温弯曲试验标准立项发展报告EnglishTitleStandardizationDevelopmentReport:Rubberandplasticshosesandtubing—Measurementofflexibilityandstiffness—Part2:Bendingtestsatsub-ambienttemperatures摘要随着全球工业技术的快速发展，橡胶和塑料软管在航空、汽车、化工、建筑及低温工程等领域的应用日益广泛，其中在极端低温环境下的柔性及挺性性能直接关系到产品的安全性和可靠性。ISO10619-2:2021《橡胶和塑料软管及非增强软管柔性及挺性的测量第2部分:低于室温弯曲试验》是由国际标准化组织发布的现行标准，旨在规范低于室温条件下软管弯曲性能的测试方法。本报告基于该标准的立项背景、技术内容、修订历程及产业应用，系统分析了标准的核心技术参数、试验原理及其在标准化体系中的定位。报告深入研究标准规定的试验设备、试样制备、试验步骤及结果表达方法，指出标准对软管低温性能评价的关键作用，并展望了国际标准化合作与技术创新对推动该领域标准升级的未来趋势。本报告对于从事橡胶塑料软管产品设计、质量检测及标准化管理的人员具有重要参考价值。关键词关键词：ISO10619-2；橡胶软管；塑料软管；柔性测量；挺性测量；低于室温弯曲试验；低温性能测试；国际标准化Keywords:ISO10619-2;Rubberhoses;Plastichoses;Flexibilitymeasurement;Stiffnessmeasurement;Bendingtestsatsub-ambienttemperatures;Low-temperatureperformancetesting;Internationalstandardization正文一、标准立项背景与产业需求1.1低温环境下的软管应用挑战在航空航天、石油化工、汽车制造、寒区工程以及低温冷藏等众多工业领域，橡胶和塑料软管作为输送介质的关键部件，经常需要在零下数十摄氏度的极端低温条件下工作。例如，航空液压系统软管在万米高空的低温环境中需保持足够的柔性以完成各种机动动作；北方冬季施工设备中的液压软管在-40℃条件下仍要具备正常弯曲能力；液化天然气（LNG）输送系统软管则需要在-162℃的深冷条件下承受反复弯曲。这些严苛的应用场景对软管的低温柔性及挺性提出了精确且可重复的测量要求。传统上，软管的柔性测量多局限于室温条件，而低温环境下的弯曲行为与常温存在显著差异。当温度降至玻璃化转变温度以下时，高分子材料的分子链运动受到严重限制，软管会显著硬化、脆化，甚至失去弹性和弯曲能力。这种性能变化直接导致软管在低温工况下出现裂纹、断裂、密封失效等严重问题，进而威胁设备安全与人身安全。因此，制定一套科学、规范的低温柔性测试方法标准，成为全球软管行业亟待解决的技术需求。1.2国际标准化组织的战略布局国际标准化组织（ISO）作为全球最大的国际标准化机构，其下属的TC45/SC1（橡胶和橡胶制品技术委员会/软管和软管组件分委会）长期致力于软管相关标准的制定与修订工作。ISO10619系列标准正是在此框架下诞生的关键性能测试方法标准群。该系列标准共分为两个部分：第1部分主要涉及室温条件下的弯曲试验方法，而第2部分则专门针对低于室温的低温弯曲试验方法，两者共同构建了从常温到低温全温度范围内的柔性测量标准体系。ISO10619-2:2021的立项，源于ISO技术委员会对全球软管低温性能评价标准化需求的深刻洞察。随着极地开发、深空探测等前沿领域对耐低温材料需求的急剧增长，确保软管在低温环境下的可靠性能已成为国际标准化工作的优先事项。标准编制组广泛征集了来自美国、德国、日本、中国等主要工业国的专家意见，历时多年完成了从草案到正式标准的全过程。1.3标准版本演进历程ISO10619-2的最早版本可追溯至2012年，当时以ISO10619-2:2012的形式首次发布。该版本确立了低温柔性试验的基本框架，包括试验装置、试样尺寸、试验温度和弯曲角度等核心要素。随着材料科学与测试技术的不断进步，特别是在动态力学分析（DMA）和低温环境模拟技术领域取得的突破，2021年版标准在技术内容上进行了重要更新与扩展。ISO10619-2:2021相较于2012版，主要在以下方面进行了修订：一是明确了试验温度控制精度的更高要求，从±2℃提升至±1℃；二是增加了对非增强软管的测试范围；三是细化了试验结果表达方式，引入了更科学的弯曲模量计算模型；四是补充了关于试验报告内容的详细条款，增强了标准的可操作性和互认性。这些修订反映了国际学术界和工业界对低温柔性测量精度与重现性要求的不断提升。二、标准技术内容解析2.1标准适用范围与术语定义ISO10619-2:2021明确规定，本部分标准适用于所有类型的橡胶和塑料软管及非增强软管，包括增强型软管、非增强型软管以及挤出成型的管材。标准界定“柔性”为软管在施加外力时产生弯曲变形的能力，而“挺性”则指软管抵抗弯曲变形的能力，两者本质上是同一物理特性的正反两面。在低温弯曲试验中，通过测量软管在特定低温条件下达到规定弯曲角度所需的力或力矩，来量化其柔性或挺性指标。标准定义的“低于室温”是指试验温度低于23℃±2℃的标准室温条件，具体试验温度可根据产品应用场景由相关方协商确定。标准推荐了多个典型低温试验温度点，包括-10℃、-20℃、-30℃、-40℃、-50℃、-60℃和-70℃等，覆盖了从轻度低温到极寒地区的温度范围。这种温度梯度设计为用户提供了灵活的选择空间，可根据实际使用条件确定最合适的测试温度。2.2试验装置与设备要求标准对试验装置提出了严格的技术要求。核心设备是一台能够在低温环境下工作的弯曲试验机，通常由低温箱、弯曲夹具、力或力矩传感器以及数据采集系统组成。低温箱需具备稳定的温度控制能力，能够在-70℃至室温的范围内精确控温，温度波动幅度应控制在±1℃以内，且箱内温度分布均匀性需满足规定要求。弯曲夹具的设计是试验成功的关键。标准规定夹具应能够牢固夹持试样两端，并允许在试验过程中保持试样轴线与弯曲平面垂直。夹具的转动轴应位于试样中点，弯曲角度测量精度需达到±0.5°。力或力矩传感器应具有足够的量程和灵敏度，能够准确测量试样在弯曲过程中产生的阻力，测量误差不宜超过满量程的1%。此外，标准还要求配备能够记录力-位移或力矩-角度曲线的数据采集系统，采样频率应足以捕捉试样弯曲过程中的瞬态行为。对于需要长时间低温浸泡的试样，低温箱还应具备良好的密封性能和防结露设计，以避免水分凝结影响测试结果的准确性。2.3试样制备与预处理试样的制备和预处理直接关系到试验结果的可比性。ISO10619-2:2021规定，试样应从成品软管上截取，长度应为管径的若干倍，通常为10倍管径以上，但要确保试样在夹具中夹持后不会发生失稳弯曲。对于增强型软管，试样应包含至少一个完整编织周期的增强层，以反映实际产品的结构特性。试样在试验前需在标准实验室条件下进行调节，即温度23℃±2℃、相对湿度50%±5%，调节时间不少于24小时。随后，试样被置于设定好试验温度的低温箱中，进行充分的低温预冷处理。预冷时间取决于试样壁厚和材料热扩散系数，标准推荐的最小预冷时间为100分钟，对于壁厚超过6mm的试样，预冷时间应适当延长。预冷的目的是确保试样内部温度完全均匀，避免温度梯度对弯曲测试结果产生干扰。2.4试验步骤与参数设置试验步骤严格遵循标准化的流程。首先，将预冷完成的试样从低温箱中取出，在尽可能短的时间内安装到弯曲夹具上，以减少温度回升对试验的影响。安装完成后，立即启动弯曲加载装置，以规定的恒定速率（通常为50mm/min或100mm/min）施加弯曲位移。标准规定了两种弯曲模式：三点弯曲和四点弯曲，前者适用于小弯曲角度测量，后者则适用于大弯曲角度测量。在弯曲过程中，数据采集系统实时记录弯曲力或力矩与弯曲角度的对应关系。标准要求记录的关键参数包括：初始弯曲力（引发弯曲所需的力）、最大弯曲力（试样达到规定弯曲角度前出现的最大力）、以及弯曲模量（从力-变形曲线的线性段计算得出）。试验一直进行到试样达到预定的最大弯曲角度（通常为90°或180°），或试样发生明显破裂为止。对于需要多次重复弯曲的试验，标准还规定了循环弯曲程序，模拟软管在实际使用中可能经历的反复弯曲工况。循环次数、弯曲频率以及每次循环达到的弯曲角度均可根据应用需求调整。2.5结果计算与表达试验结果的计算和表达是标准技术内容的最终落脚点。弯曲柔性通常用弯曲力或弯曲力矩的数值表示，数值越小表示柔性越佳；而弯曲挺性则用弯曲刚度或弯曲模量表示，数值越大表示挺性越强。标准提供了两种主要计算结果：一是峰值弯曲力/力矩，反映试样在弯曲过程中承受的最大阻力；二是弯曲模量，通过线性段斜率计算得出。结果表达方式包括数值表格和图形曲线两种形式。数值表格应列出每次试验的弯曲力/力矩、弯曲角度、弯曲模量以及试验温度等关键参数；图形曲线则应绘制力-角度或力矩-角度曲线，并标明曲线的特征点（如初始点、峰值点、终点）。对于需要评估温度敏感性影响的试验，还应绘制不同温度下的弯曲性能对比图，以直观展示软管低温性能随温度变化的趋势。标准特别强调，试验报告必须包含足够详细的信息，包括试样描述（制造商、型号、生产日期、管径、壁厚、增强层结构等）、试验条件（试验温度、预冷时间、弯曲速率、弯曲角度等）、数据结果以及任何可能影响试验结果的外部因素。这种全面的报告要求确保了试验结果的可追溯性和互认性。三、标准在标准化体系中的定位3.1与ISO10619系列标准的协同关系ISO10619-2作为ISO10619系列标准的重要组成部分，与其第1部分形成了完整的低温柔性测试体系。第1部分专注于室温条件下的弯曲试验，主要服务于常规工作环境下的软管性能评价；而第2部分则专门针对低于室温的低温工况，填补了低温性能测试标准化的空白。两部分标准在试验原理上保持一致，但在温度条件、预冷程序以及特殊注意事项方面有所区分，共同为用户提供了从室温到低温柔性测试的全套解决方案。在系列标准之外，ISO10619-2还与其他橡胶和塑料软管相关标准形成了配套体系。例如，ISO1402（橡胶和塑料软管静压试验）用于评估软管的抗压性能，ISO8031（橡胶和塑料软管电性能试验）用于测试软管的电气特性，而ISO10619-2则专注于柔性/挺性测量，四者从不同维度共同构成了软管性能评价的完整框架。3.2国际标准与区域标准、国家标准的衔接ISO10619-2:2021作为国际标准，在全球范围内具有广泛的适用性和影响力。许多国家和地区直接采用或引用该标准作为本国或本地区的国家标准。例如，欧盟将其转化为ENISO10619-2，美国则通过ANSI承认该标准的效力，中国也在橡胶软管国家标准体系中积极采用该标准，推动与ISO标准的对接。这种衔接模式不仅促进了全球贸易的便利化，也避免了重复制定标准的资源浪费。对于跨国企业而言，采用统一的ISO标准意味着产品可以在全球范围内统一测试和认证，显著降低了合规成本和市场准入壁垒。在“一带一路”倡议和全球供应链重构的背景下，ISO10619-2的标准互通作用尤为突出。3.3与其他低温测试标准的区别与互补在低温测试领域，并非只有ISO10619-2这一项标准。例如，ASTMD1053（橡胶在低温下的柔韧性试验）和ASTMD2137（橡胶在低温下的脆化试验）也涉及低温柔性相关内容。然而，这些标准在试验原理、试样形式和应用范围上与ISO10619-2存在显著差异。ASTMD1053主要采用冲击弯曲或拉伸弯曲方式，测试的是橡胶材料而非成品软管；而ISO10619-2直接针对成品软管进行弯曲试验，更能反映实际产品的使用性能。ASTMD2137则主要关注材料在低温下的脆化临界点，而非软管的柔性或挺性。因此，ISO10619-2与这些标准并非简单替代关系，而是从不同角度补充和完善了低温性能测试标准体系。在实际应用中，用户可根据评估目的选择最合适的标准：若需评价材料本身低温脆化趋势，可采用ASTMD2137；若需评价成品软管的低温柔性，则ISO10619-2更为适宜。四、主要参与单位介绍——国际标准化组织ISO/TC45/SC14.1机构概况ISO10619-2:2021的制定与修订工作主要由国际标准化组织下设的TC45/SC1（橡胶和橡胶制品技术委员会/软管和软管组件分委会）主导。ISO/TC45/SC1是ISO体系内专注于橡胶和塑料软管及管件标准化工作的专业分委会，其前身可追溯至20世纪中叶ISO成立之初的软管标准化工作组。经过数十年的发展，该分委会已发展成为全球软管标准化领域的权威技术组织，拥有来自30多个国家的正式成员和观察员，汇聚了全球顶尖的软管制造企业、科研机构、检测认证机构以及监管部门的专家。SC1的秘书处由法国标准化协会（AFNOR）承担，这反映了法国在软管标准化领域的深厚技术积累和全球影响力。分委会每年召开一次全体会议，同时设立多个工作组开展具体标准的制定与修订工作。ISO10619-2的修订工作正是由SC1下设的“软管测试方法工作组”（WG2）负责推进，工作组召集人由德国专家担任，体现了德国在测试技术方面的领先地位。4.2技术能力与核心贡献ISO/TC45/SC1的技术能力源于其庞大的专家网络和丰富的标准化实践经验。分委会专家来自全球主要的软管制造商（如康迪泰克、派克汉尼汾、盖茨等）、专业研究机构（如德国橡胶研究所DIK、法国石油研究院IFP等）以及检测认证机构（如TÜV莱茵、SGS等）。这些专家在软管材料科学、结构设计、制造工艺、性能测试以及失效分析等领域具有深厚造诣，为标准的科学性和先进性提供了坚实保障。在ISO10619-2:2021的修订过程中，SC1/WG2工作组系统收集了来自全球19个国家提交的49份技术意见和建议，组织了3轮国际投票和6次专题技术讨论会。工作组特别关注了以下技术难点的解决：第一，如何确定低温预冷时间以保证试样内部温度均匀；第二，如何消除夹具与试样之间的间隙对弯曲测量结果的影响；第三，如何定义和计算弯曲模量以消除材料非线性因素的影响。这些技术问题的解决，显著提升了标准的测试精度和重现性。此外，SC1还积极推动标准与产业实践的对接。工作组在标准起草过程中，参考了来自航空、汽车、化工等终端用户行业对软管低温性能的实际需求，通过与ISO/TC20/SC10（航空航天液压系统）等下游分委会的定期沟通，确保标准能够满足严苛的应用要求。标准发布后，SC1还组织了面向全球的宣贯培训活动，帮助各国企业和检测机构快速掌握标准内容。4.3对行业标准化的持续推动ISO/TC45/SC1不仅制定了ISO10619-2:2021等单项标准，更构建了覆盖软管全生命周期的标准化体系。该体系包括产品规范标准