智能坐便器用軟管耐用性要求及設計原則

黃樹堂

摘 要：近幾年來智能坐便器飛速發展，隨著人們生活水平的不斷提高，越來越多的家庭安裝智能坐便器，家庭裝修質量越來越高；但用于連接給水管路與智能坐便器的軟管還處在一個極不規范的設計和制造階段，連接軟管的質量關系到家庭財產的安全。一旦連接軟管發生泄漏將損壞智能坐便器甚至損壞裝修精致的其他貴重物品；該文闡述了智能坐便器用軟管的基本要求和設計原則，明確了智能坐便器用軟管的設計方法，以期通過規范的設計來確保智能坐便器軟管的質量，并在制造過程中遵循該文的要求做好過程控制，確保智能坐便器用軟管從設計到制造更加規范，質量更加可靠。

關鍵詞：智能坐便器；密封性；耐壓性；抗彎曲性；抗脈沖性；耐老化性；流量；耐腐蝕

中圖分類號：TP273 文獻標志碼：A

智能坐便用軟管的設計需綜合考慮其各種使用環境，象不同的家庭供水壓力、不同的安裝環境、不同的氣候條件等，因此設計智能坐便器用軟管時需從原材料、生產工藝、螺紋連接、密封性、耐壓性、抗拉伸性、抗脈沖性、抗彎曲性、耐老化性、流量及表面耐腐蝕性等方面對軟管的要求進行明確，并通過量化的數據來衡量各項指標是否達到了預期的設計要求。

1 基本要求

在進行智能坐便器用軟管設計時，要從產品結構分析、原材料、生產工藝和檢測設備等方面規范軟管設計；首先要根據智能坐便器的各種使用條件進行產品分析，以滿足智能坐便器對水流的要求，特別是現在越來越多的智能坐便器使用無水箱，這就要求軟管具有大流量的特點；其次原材料的選用對軟管的抗腐蝕性和耐老化性等方面有著非常重要的作用，要綜合考慮不同的氣候條件和安裝環境選用合適的原材料；同時要規范生產工藝和檢測設備，以確保設計質量在制造過程中得到有效落實并體現在最終的產品質量上。

1.1 設計要點

在進行智能坐便器用軟管設計前應對產品進行強度計算和流量分析，軟管在安裝時存在不同的安裝空間，在空間較小的環境中需對軟管進行彎曲后安裝，因此二端接頭需要有足夠的強度來承受因彎曲而產生的彎矩，在設計時需重點考慮二端連接芯子的壁厚；同時由于現在的智能坐便器一般采用無水箱式，因此一般情況下流量不能小于55 L/min（0.3 MPa水壓）才能確保智能坐便器沖洗干凈，在設計軟管時需滿足智能坐便器對流量的要求。

同時，在軟管研發階段需對二端扣壓位置涉及的零件進行結構分析，重點計算二端套管的扣壓尺寸及二端接頭芯子的變形量，扣壓尺寸設計的基本原則是套管扣壓后芯子內孔的變形量≤10% 。

1.2 原材料基本要求

智能坐便用器軟管所使用的材料要具備較強的防腐能力，對于涉及密封性的材料和橡塑類內管要考慮其抗老化能力。

（1）軟管用的編織絲、套管應使用防腐蝕性的材料，不應使用鋁材。

（2）產品使用的所有與水接觸的材料，在該文件規定的使用條件下，不應對水造成任何水質、外觀、嗅覺等變化。

（3）不銹鋼材料在環境溫度為23 ℃±2 ℃條件下，在質量濃度為12%～14%的稀鹽酸中密封浸泡10 h，表面不允許有明顯的發黑、發褐等腐蝕現象。

（4）橡膠密封圈材質按GB/T 7759.1—2015規定的方法進行試驗，在試驗溫度為70 ℃的老化箱中保持24h，壓縮永久變形量不超過20%。

（5）內管材料斷裂強度按GB/T 528—2009規定的方法檢測，強度值應不低于7 MPa。

2 設計原則

軟管的設計主要考慮當前智能坐便器的無水箱大流量的突出特點以及各種使用和安裝環境，要從螺紋連接、密封性、耐壓性、抗拉伸性、抗脈沖性、抗彎曲性、耐老化性、流量及表面耐腐蝕性等方面綜合考慮設計。

2.1 螺紋連接

軟管螺紋的設計至關重要，在設計螺紋時要重點考慮最小有效螺紋以及螺紋所能承受的最小扭矩，螺紋是連接給水管路與智能坐便器的關鍵部位，必須確保螺紋足夠的強度以防松脫。

（1）軟管接頭管螺紋精度應符合GB/T 7307的要求，其中外螺紋精度等級應不低于B級。軟管有效連接螺紋≥3牙。

（2）軟管連接螺紋部位經扭矩試驗后螺紋連接件應無裂紋、損壞，軟管連接螺紋部位承受的最小扭矩應≥45 N·m 。

（3）螺紋扭矩用扭矩扳手進行測試。測試時將軟管連接螺紋（含密封膠墊）套在相應的夾具上，逐漸施加扭力至規定的扭矩值。用同樣方式對軟管的另一端螺紋進行扭矩測試。

2.2 密封性

軟管最重要的功能之一是密封無泄漏，在設計時要綜合考慮各連接件的配合以及密封件的標準壓縮量，對于密封壓縮量，一般為密封件厚度的15 %～20 % 。

試驗方法：將軟管一端連接到加壓設備上，另一端連接一個流量調節閥。向軟管通入70 ℃±2 ℃的熱水，調節流量調節閥，使水以6 L/min的流速流經軟管5 min。然后調整動壓至0.5 MPa土0.02 MPa，保持5 min±10 s。軟管各部位應無破裂、滲漏或其他缺陷出現。

2.3 耐壓性

智能坐便器用軟管使用在不同的水壓環境中，所承受的壓力各不相同，在設計時需考慮足夠的安全系數，軟管承受的設計極限水壓一般為5.0 MPa 。

試驗方法：將軟管一端連接到加壓設備上，另一端連接一個帶有排氣閥的堵頭。向軟管中緩慢加入溫度不大于30℃的室溫水，待排凈管內空氣后關閉排氣閥，在1 min±10 s內將供水壓力緩慢增加至1.4 MPa±0.02 MPa，保持1 h±5 min，然后加壓至5.0 MPa±0.02 MPa，保持1 min±10 s ，軟管各部位應無破裂、滲漏或其他缺陷出現。

2.4 抗拉伸性

由于安裝空間的限制，有些安裝環境中會讓軟管安裝后處于直拉伸狀態，在設計智能坐便器用軟管時，軟管二端的接頭應能承受一定的拉伸力才不會在使用過程中發生脫落，在設計時一般要求二端接頭的拉伸力不小于1 200 N 。按GB/T 23448—2009中7.6條款的試驗方法試驗后（需將步驟2中的拉力調整為1 200 N），接頭應不脫落，軟管各部位應無破裂、滲漏等不良現象。

2.5 抗脈沖性

智能坐便器用軟管需結合馬桶沖洗的原理進行設計，每一個家庭都會頻繁地使用智能坐便器并沖洗，每一次沖洗都相當于對軟管進行一次脈沖；根據軟管使用壽命，一般在設計時考慮脈沖次數不小于250 000次。

試驗方法：將軟管安裝在一個能產生脈沖壓力的裝置上，該裝置能產生從0.5 MPa～1.2 MPa的梯形脈沖壓力，脈沖頻率為15次/min，試驗水溫為82 ℃±3 ℃，對軟管施以250 000個脈沖沖擊后，觀察軟管各部位有無破裂或其他缺陷出現。

2.6 抗彎曲性

軟管設計時需考慮安裝過程中軟管的彎曲，軟管彎曲后不能因折彎橢圓而影響流量，因此在設計時需考慮軟管的抗彎曲性，一般規定按以下方法測試后橢圓度≤15%。

試驗方法：步驟1：根據軟管的公稱直徑和長度，在表1中選擇實驗用的圓柱體半徑和所需的拉力值。

2.7 耐老化性

在進行軟管設計時還需考慮其抗老化能力，特別是橡膠或塑料內管，應對軟管的老化性能進行明確規定，一般情況下要求在60 ℃的水溫環境下保持200 h（1.2 MPa±0.02 MPa的水壓）無泄漏。

試驗方法：將軟管安裝在老化實驗設備中，向軟管施加1.2 MPa±0.02 MPa的水壓，在整個老化過程中保持這個壓力；軟管在60 ℃±3 ℃的水溫環境下保持200 h，觀察試驗過程中各部位是否有破裂、滲漏或其他缺陷出現。軟管各部位應無破裂、滲漏或其他缺陷出現。

2.8 流量

在進行智能坐便器用軟管設計時，要重點考慮智能坐便器對流量的要求。在設計時需考慮軟管最小部位的孔徑。最小孔徑和出水最小流量應符合表2規定。

流量測試方法如下：

將軟管按圖2安裝在試驗設備上，測試樣品長度為300 mm并在測試過程中保持測試樣品處于直線狀態，在軟管進水端施加0.3 MPa±0.01 MPa的供水壓力，保持1 min后讀取流量計顯示的實際值，讀取3次取平均值。

說明：

1 — 供水設備。

2 — 管路系統。

3 — 流量計，測量精度為±2%。

4 — 截止閥；

5 — 直管，長度大于20倍管內徑；

6 — 壓力表，測量精度為±1%，安裝在距測試連接口（5～10）倍管內徑；

7 — 測試樣品。

2.9 表面耐腐蝕

為確保軟管在各種使用場所不被腐蝕，應在設計時明確規定各外觀件的耐腐蝕要求；對于智能坐便器用軟管，按GB/T 10125-2012進行24 h乙酸鹽霧試驗（AASS）后，應不低于GB/T 6461-2002表1中外觀評級（RA）10級的要求。

參考文獻

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