ISO 68012021 橡胶和塑料软管.体积膨胀的测定标准立项发展报告

橡胶和塑料软管体积膨胀的测定标准立项发展报告一、标准立项发展报告基本信息标准编号：ISO6801:2021标准名称：橡胶和塑料软管体积膨胀的测定英文名称：Rubberandplasticshoses—Determinationofvolumetricexpansion标准状态：现行发布机构：国际标准化组织（ISO）分类号：软管和软管组件发布日期：2021年11月25日发布年份：2021年国别：国际组织语种：英语二、摘要橡胶和塑料软管作为流体输送系统中的关键组件，广泛应用于液压传动、石油化工、汽车制造、航空航天及食品医药等国民经济重要领域。软管在承受内部压力时不可避免地产生体积膨胀，这一特性直接关联到系统的压力响应速度、传动效率和控制精度，尤其在精密液压控制系统和长距离流体输送场景中，体积膨胀参数是系统设计和安全评估不可或缺的核心技术指标。为统一全球范围内软管体积膨胀的测试方法和评价准则，国际标准化组织（ISO）制定并发布了ISO6801:2021《橡胶和塑料软管体积膨胀的测定》标准。本标准在充分吸收行业实践经验的基础上，系统规定了软管体积膨胀测定的试验原理、试验装置、试样制备、试验步骤、结果计算与试验报告等技术要求，为全球软管制造商、检验机构和用户单位提供了统一、科学、可重复的测试依据。本报告全面梳理了该标准的立项背景、编制过程、核心技术内容及国内外标准对比情况，深入分析了标准发布对促进软管产品质量提升、推动液压系统精密化发展和保障流体输送安全的现实意义，并结合行业发展趋势对标准的实施与未来修订方向提出了前瞻性建议，以期为相关企事业单位、科研院所和标准化工作者提供有价值的参考。三、关键词中文关键词：橡胶软管；塑料软管；体积膨胀；ISO6801；液压系统；流体输送；国际标准；测试方法英文关键词：Rubberhoses;Plasticshoses;Volumetricexpansion;ISO6801;Hydraulicsystems;Fluidtransmission;Internationalstandard;Testmethod四、正文1标准立项背景1.1行业需求分析橡胶和塑料软管是现代工业体系中不可或缺的基础元件，广泛应用于液压传动、气压传动、物料输送、石油化工、汽车制动与冷却系统、航空航天液压系统等领域。随着全球装备制造业向精密化、高速化和自动化方向快速发展，液压系统的工作压力不断提高（部分已超过42MPa），对软管各项性能指标的要求也日趋严格。软管在压力作用下的体积膨胀是评价其使用性能的重要技术参数之一。体积膨胀量的大小直接影响以下几方面：（1）系统响应速度：软管体积膨胀相当于在液压回路中引入了附加的“虚拟容积”，导致压力建立和传递时间延长，降低系统的动态响应特性。（2）传动效率：体积膨胀会造成压力介质的部分能量以弹性变形能的形式被吸收，从而降低能量的有效传递率。（3）控制精度：在精密伺服控制系统中，软管体积膨胀引起的流量脉动和压力波动会显著影响执行机构的位置精度和运动平稳性。（4）系统安全性：过大的体积膨胀可能引起软管与其增强层之间的剥离，加速软管疲劳失效，严重时可能导致爆管事故。基于上述工程需求，建立统一、科学的软管体积膨胀测定方法标准，对于软管产品的质量评价、设计选型和工程应用均具有重要的技术支撑作用。1.2国内外标准现状在国际标准化组织（ISO）框架下，ISO/TC45（橡胶和橡胶制品技术委员会）下属SC1（软管和软管组件分技术委员会，SubcommitteeSC1,Hosesandhoseassemblies）负责软管及软管组件领域的国际标准制修订工作。ISO6801标准由ISO/TC45/SC1负责起草，经历了多轮国际研讨和技术论证后正式发布。在我国，软管体积膨胀测定相关要求主要参照ISO6801标准进行转化。目前国内软管产品标准体系已逐步完善，但在体积膨胀测定方法的标准化方面仍有待进一步加强与国际标准的对接力度。ISO6801:2021的发布为我国相关标准的技术修订和更新提供了重要的参考基点和对标依据。1.3标准修订必要性本次发布的ISO6801:2021取代了此前版本（ISO6801:1983），是标准制定机构根据多年实践经验积累和测试技术进步进行的系统性修订。修订的必要性主要体现在以下几个方面：（1）技术方法更新：近年来，压力传感器、位移传感器和数据采集系统等测试技术取得了长足进步，使得体积膨胀的测量精度和自动化水平显著提升，标准需反映这些技术进步。（2）适用范围扩展：新型热塑性软管和复合结构软管不断涌现，其测试特性与传统橡胶软管存在差异，标准的适用范围需相应扩展。（3）国际协调需求：随着全球经济一体化的深入发展，消除技术性贸易壁垒、实现测试方法和评价准则的国际互认已成为各成员体的共同诉求，及时修订标准有助于促进国际贸易和技术交流。2标准编制原则与依据2.1编制原则ISO6801:2021的编制遵循以下基本原则：（1）科学性：标准规定的测试方法建立在严谨的流体力学和弹性力学理论基础之上，确保测量原理的科学性和测试结果的可靠性。（2）可操作性：标准对试验装置、试样制备和试验步骤等作了明确具体的规定，便于各试验室设备配置和人员操作。（3）重复性与再现性：标准在制定过程中组织了国际实验室间比对试验，确保所规定的方法具有满足要求的重复性（同一实验室）和再现性（不同实验室）水平。（4）协调性：标准的制定充分考虑了与ISO1402（液压试验方法）、ISO8330（软管术语）等相关国际标准的协调一致性。2.2标准依据本标准依据国际标准化组织（ISO）导则和技术工作程序制定，参考了ISO4671（软管和软管组件测量方法和尺寸公差）、ISO1402（橡胶和塑料软管及软管组件液压试验方法）等标准的有关技术内容，融合了行业内公认的体积膨胀测试原理和方法。3标准主要内容3.1范围ISO6801:2021规定了橡胶和塑料软管在承受内部静液压压力条件下体积膨胀的测定方法。标准适用于内径尺寸范围涵盖常规工业、农业和工程机械用各类橡胶和塑料软管，包括纺织纤维增强软管和钢丝增强软管等结构形式。3.2术语和定义标准界定了以下关键术语：（1）体积膨胀（Volumetricexpansion）：软管在内部压力作用下，其内容积相对于无压力状态下的增加量。（2）单位长度体积膨胀（Volumetricexpansionperunitlength）：软管单位长度上的体积膨胀量，通常以毫升每米（mL/m）表示。（3）参考长度（Referencelength）：用于体积膨胀计算的软管初始有效长度。3.3试验原理标准规定的试验原理基于连通器与液体体积变化的测量思想：将一端封闭的软管试样充满试验液体，通过加压系统施加规定的静液压压力，测量为使压力维持在规定值而需补充进入软管的液体体积，该体积即为软管在该压力下的总体积膨胀量。具体而言，试验装置由液压泵、压力调节装置、截止阀、测量管（滴定管或精密体积计量装置）、压力表和连接管路组成。试验时首先将试样在无压力状态下充满液体并排尽空气，然后逐步加压至规定值，记录从初始状态至稳压后从外界补充进入软管试样的液体总量，即得软管的体积膨胀量。3.4试验装置标准对试验装置提出了明确的技术要求：（1）加压装置：应能提供不低于试样规定试验压力1.25倍的稳定液压源，压力波动不超过规定值的±1%。（2）压力测量仪表：精度等级不低于0.5级，量程应使被测压力值处于仪表量程的25%~75%范围内。（3）体积测量装置：推荐采用分度值不大于0.1mL的滴定管或同等精度的计量装置，测量不确定度应不超过被测体积的±1%。（4）连接管路：应采用高压刚性管或体积膨胀极小的低膨胀软管作为连接管路，并需在使用前进行体积膨胀标定，以扣除系统自身膨胀对测量结果的影响。3.5试样制备（1）试样长度：试样有效长度应不小于软管公称内径的20倍，且不小于500mm（除非产品标准另有规定）。（2）试样数量：每次试验应不少于3个试样，取其算术平均值作为最终测试结果。（3）试样状态调节：试样应在标准实验室环境（温度23℃±2℃，相对湿度50%±5%）中至少调节24小时后方可进行试验。（4）端部处理：试样两端应安装专用的密封接头，接头形式应保证在试验压力下无泄漏且不引起局部附加变形。3.6试验步骤标准规定的试验步骤主要包括：（1）测量试样在无压力状态下的内径和有效长度。（2）将试样一端与加压系统连接，另一端安装排气阀。（3）充入试验液体（推荐使用符合ISO6073的石油基液压油），排除全部空气。（4）关闭排气阀，以不超过10MPa/min的速率缓慢加压至规定试验压力。（5）在试验压力下保持规定的保压时间（通常为1min），待压力完全稳定后记录体积测量装置的读数。（6）缓慢卸压至零，重复加压、保压和读数步骤至少3次，取平均值。3.7结果计算体积膨胀量按下式计算：\[V_e=V_m-V_s\]式中：-\(V_e\)——软管试样的体积膨胀量（mL）；-\(V_m\)——在试验压力下从体积测量装置读得的补充液体体积（mL）；-\(V_s\)——试验系统（含连接管路和接头）在相同压力下的膨胀量（mL），通过预先标定获得。单位长度体积膨胀量按下式计算：\[V_{eL}=\frac{V_e}{L}\]式中：-\(V_{eL}\)——单位长度体积膨胀量（mL/m）；-\(L\)——试样有效长度（m）。3.8试验报告标准规定试验报告应至少包含以下信息：（1）试验依据的标准编号及版本号；（2）试样标识（软管类型、规格、生产厂家、批号等）；（3）试样内径、有效长度和状态调节条件；（4）试验液体类型及温度；（5）试验压力及保压时间；（6）各次测定的体积膨胀量及平均值；（7）试验过程中观察到的任何异常现象。（8）试验日期及操作人员信息。4主要试验装置研制单位在ISO6801:2021标准的制修订过程中，德国联邦材料研究与测试研究所（BAM,BundesanstaltfürMaterialforschungund-prüfung）作为ISO/TC45/SC1的积极成员单位，在试验方法验证及实验室间比对试验组织方面发挥了重要作用。BAM是德国联邦层面从事材料科学、工程安全和技术检验的权威科研机构，具有百余年材料测试历史，在软管及流体动力系统性能测试领域积累了丰富经验。在标准研制过程中，BAM利用其先进的液压测试平台和精密计量设备，组织开展了多项实验室间比对试验，系统评估了不同试验装置配置和操作条件下测试结果的重复性与再现性，为标准中试验装置精度要求和试验步骤的最终确定提供了翔实的数据支撑。此外，BAM还在试验液体对体积膨胀测定结果的影响方面开展了专项研究，其研究成果直接推动了标准中关于试验液体选型和温度控制技术条款的完善。在我国，该项标准的转化实施主要由全国橡胶与橡胶制品标准化技术委员会软管分技术委员会（SAC/TC35/SC1）归口管理。沈阳橡胶研究设计院有限公司（原化工部沈阳橡胶工业制品研究所）作为国内橡胶软管标准化领域的核心支撑单位，长期承担软管产品性能测试方法研究和标准制修订工作，在体积膨胀测试装置的开发、试验方法验证和标准宣贯培训等方面具有深厚的技术积淀和丰富的实践经验。该院是全国橡胶与橡胶制品标准化技术委员会软管分技术委员会（SAC/TC35/SC1）的依托单位。5标准实施意义5.1促进软管产品质量提升ISO6801:2021为软管体积膨胀性能的测定提供了统一的技术依据，有助于制造商在产品研发、生产控制和出厂检验过程中建立完善的体积膨胀性能评价体系。通过量化控制软管的体积膨胀指标，推动企业优化配方设计、结构设计和工艺参数，从根本上提升软管产品的综合性能和质量水平。5.2推动液压系统精密化发展随着液压技术向高压、高精度和高响应速度方向发展，软管体积膨胀对系统性能的影响愈发显著。本标准的实施为液压系统设计师提供了可靠的软管体积膨胀性能数据基础，支撑系统级的动态特性分析和优化设计，对推动液压装备整体技术升级具有积极意义。5.3保障流体输送安全性在石油化工、燃气输送、矿山机械等高风险应用场合，软管体积膨胀过大可能引发接头脱落、增强层疲劳等安全隐患。通过标准化测试手段严格把控产品体积膨胀性能，可有效降低软管在服役过程中的失效风险，增强流体输送系统的整体安全性。5.4促进国际贸易与技术交流作为国际标准化组织发布的正式标准，ISO6801:2021在全球范围内具有广泛认可度。标准的实施有助于消除各国在软管性能测试方法上的技术差异，减少贸易壁垒，促进软管产品的国际流通和技术交流。6标准实施建议与展望6.1实施建议（1）加快标准转化：建议国内相关标准化技术委员会尽快启动ISO6801:2021的采标转化工作，适时修订补充完善现行国家标准或行业标准中体积膨胀测定的技术内容，保持与国际标准的技术一致性。（2）加强宣贯培训：建议有关部门组织开展标准宣贯和技术培训活动，帮助软管制造企业、检验检测机构和用户单位准确理解标准技术内容和操作要点，确保标准的有效实施。（3）完善配套能力：鼓励检测机构和骨干企业配置符合标准要求的体积膨胀试验装置，提升试验能力和服务水平，为标准的落地实施提供物质保障。6.2发展展望随着智能制造、新能源装备和极端工况应用等新兴领域的快速发展，软管产品正朝着高压化、轻量化、多功能化和长寿命化方向持续演进，对体积膨胀性能测试技术也将提出更高要求。未来标准的发展趋势可能体现在以下几个方向：（1）动态体积膨胀测试：从静态测定向脉动压力条件下的动态体积膨胀测试方法发展，更真实地反映软管实际服役工况。（2）宽温域测试能力：拓展极端高低温环境条件下的体积膨胀测试方法，满足航空航天、深海装备等特殊应用场景的需求。（3）智能化测试装备：融合物联网、自动控制和数据分析技术，开发自动化程度更高、测量精度更优的智能体积膨胀测试系统。（4）数值仿真与虚拟测试：结合有限元分析和机器学习方法，探索软管体积膨胀性能的数值预测和虚拟测试手段，缩短产品研发周期，降低试验成本。五、结论ISO6801:2021《橡胶和塑料软管体积膨胀的测定》国际标准的发布实施，为全球橡胶和塑料软管行业提供了一套科学、统一、可重复的体积膨胀测定方法。该标准在系统总结行业技术经验和最新研究成果的基础上，对试验装置、试样制备、试验步骤和结果计算等环节作了明确规定，体现了当前软管性能测试技术的最新发展水平。标准的实施不仅有助于软管制造企业加强产品质量控制和性能优化，也为液压系统的精密化设计、流体输送的安全运行以及国际贸易的技术协调提供了重要的技术支撑。六、附录主要参与单位简介沈阳橡胶研究设计院有限公司（ShenyangRubberResearch&DesignInstituteC