Różnice między miedzianymi przewodami hamulcowymi

Wśród zamienników stalowych przewodów hamulcowych te wykonane z miedzi cieszą się, uzasadnioną, największą popularnością. Porównując miedziane rurki czterech producentów, chcemy pokazać różnice między nimi i wskazać, na co należy zwracać uwagę przy wyborze.

Dlaczego?
Przewody hamulcowe są fundamentalnym elementem układu hamulcowego. Mimo to, jako ich producent, zauważamy, że z racji gąszczu modeli klocków czy tarcz hamulcowych świadomość tego, jakie przewody wybieramy, jest bardzo mała. Zastanawiało nas również, skąd biorą się tak spore różnice w cenie pomiędzy dostępnymi na rynku miedzianymi rurkami, pomimo faktu że cena surowca jest jednakowa dla wszystkich (regulowana przez międzynarodową giełdę). W związku z tym przeprowadziliśmy badania naszej rurki hamulcowej i rurek trzech innych producentów. Naszym nadrzędnym celem było upowszechnienie wiedzy na temat przewodów hamulcowych, więc nie ujawniamy ani nazw, ani cen rurek porównywanych z naszą, a jedynie pokazujemy istotne z punktu widzenia klienta i użytkowania cechy poddane badaniom.

Procedura badawcza
Do badań użyliśmy czterech zwojów. Nasz oznaczyliśmy indeksem „WP”, a indeksy „A”, „B” i „C” nadaliśmy trzem innym przez nas zakupionym. Część badań przeprowadziliśmy w naszym laboratorium kontroli jakości, a te związane z oceną właściwości plastycznych i metalurgicznych zleciliśmy zewnętrznemu laboratorium Intermeko Europe.

Ocena wizualna
Ten z pozoru mało techniczny etap uwydatnia bardzo dużo różnic. Najważniejsze to brak w przypadku zwojów „B” i „C” jakichkolwiek oznaczeń na rurce identyfikujących producenta czy też numeru partii produkcyjnej. Na zwoju „A” znaleźliśmy tylko nazwę producenta. Na zwoju „WP” widoczne są natomiast wszystkie wymienione dane. To o tyle istotne, że brak oznaczeń wyklucza możliwość identyfikacji wytwórcy w przypadku wady lub uszkodzenia, a przedsiębiorca odbiera sobie możliwość wewnętrznej kontroli jakości poszczególnych partii produktu.
Drugi aspekt to zwinięcie przewodu i jego opakowanie. Zwój „WP” jest jednorodnie zwinięty i ściśle zamknięty w termokurczliwym opakowaniu, dzięki czemu jest chroniony przed uszkodzeniami podczas transportu i magazynowania, a użytkownikowi łatwiej jest go rozwijać bez zakrzywień. Nie można tego powiedzieć o zwoju „C”, który nie ma nawet opakowania, widoczne są na nim liczne przetarcia i zakrzywienia. Zwoje „B” i „A” zapakowane zostały w foliowe worki, ale pakowanie jest luźne, przez co rurka jest poprzeginana w wielu miejscach.

Tabela 1. Pomiary cech fizycznych

Tabela 2. Wyniki pomiarów spęczeń

Tabela 3. Wyniki pomiarów parametrów plastycznych

Tabela 4. Wyniki testu ciśnieniowego

Sprawdzenie parametrów fizycznych
Na tym etapie zmierzyliśmy takie parametry, jak długość zwojów, waga, średnica zewnętrzna rurki i grubość ścianki. Podczas mierzenia długości zwojów zaskoczyło nas, że były tu ogromne rozbieżności. Zwój „B” był za długi o 34 cm, a zwój „C” o 22,5 cm, z kolei zwój „A” był o 10,8 cm za krótki. Takiej wielkości różnice rodzą pytanie, w jaki sposób i czym odmierzana jest długość zwojów u tych producentów? Zwój „WP” miał 10,005 mm, a tak dokładny wynik jest zasługą zautomatyzowanego odmierzania enkoderem inkrementalnym. Na podstawie wymiarów fizycznych i wagi mogliśmy określić jeden z najbardziej istotnych parametrów, czyli ilość miedzi na metr rurki. Gęstość miedzi technicznej to 8,96 g/cm3, co przy wymiarach rurki 4,75 × 0,9 mm daje nam wagę metra rurki na poziomie 0,0975 kg. Wyniki przedstawione w tabeli 4 są bezlitosne, bo jednoznaczne pokazują, w jaki sposób czyni się oszczędności w tej grupie produktowej. Rurki „A” i „C”, zmniejszając tylko grubość ścianki, oferują od 8 do prawie 11% mniej materiału w produkcie. Zauważmy również, że tam, gdzie grubość ścianki była mniejsza niż 0,9 mm, produkty miały problem z zachowaniem kształtu przekroju na całej długości rurki, co może powodować osłabienie wytrzymałości produktu w miejscach zwężenia.

Ocena spęczeń
Z każdego zwoju wycięliśmy próbki, które zostały spęczone tą samą maszyną produkcyjną. Następnie technik z naszego laboratorium dokonał pomiarów spęczeń na komparatorze optycznym.
Jedynie spęczenie próbki „WP” zachowało wszystkie wymiary w przewidzianych normach. Spęczenie próbki „C” natomiast nie zmieściło się w tolerancji żadnego wymiaru. Zaskoczyło nas spęczenie próbki „B”, która mimo dobrych wymiarów fizycznych rurki nie zachowała dobrego kąta rozwarcia powierzchni czołowej spęczenia. Z zachowaniem kąta natarcia miała problem również próbka „A”. Wpływ na to ma brak odpowiedniej sztywności rurki, która po spęczeniu nie utrzymuje zadanego kształtu. 

Ocena struktury materiału
Ten etap badań na zlecenie Przedsiębiorstwa WP wykonało laboratorium Intermeko Europe. Wszystkie badania i wyniki zawarte są w raporcie o sygnaturze 229/20-P00-Z01. Najważniejsze wnioski z raportu dotyczą tego, że wszystkie próbki po badaniu spektometrem miały bardzo podobny skład chemiczny (94,5% CU, 5% Si i 0,5% Bi).
Obserwacje mikroskopem stereoskopowym ukazały również podobne struktury ziaren. Różnice uwydatnione zostały dopiero w przypadku badania twardości materiału i wskaźników plastyczności przy próbie na rozciąganie. Badane parametry to:

• Twardość [HV10] mierzona metodą Vickersa,
• Fm – największa siła obciążająca,
• Rm – granica wytrzymałości na rozciąganie,
• Rp0,2 – umowna granica plastyczności.

Próbki „A” i „B” wykazały za małą twardość, co zauważyliśmy już przy badaniu wymiarów spęczek. Próbki te zanotowały również przeciętne wyniki parametrów plastycznych. Próbka „C”, mimo odpowiedniej twardości na poziomie próbki WP, ze względu na zbyt cienką ściankę w próbie na rozciąganie zanotowała najsłabsze wyniki.

Testy na rozrywanie
Ostatni etap to konfrontacja próbek z testem na rozrywanie pod wpływem ciśnienia. Wartości osiągnięte podczas tej próby wynikają ze zbadanych do tej pory parametrów. Wyniki pokazują, że tylko próbka „WP” przekroczyła poziom 1000 barów ciśnienia. Próbka „B”, mimo przyzwoitych wyników, miała wynik o prawie 90 barów mniejszy, na co wpływ miały słabsze wyniki przygotowania surowca. Próbka „A”, mając ściankę zaledwie o 0,1 mm cieńszą od „WP”, osiągnęła wynik o 188 barów gorszy. W przypadku rurki „C” wynik był gorszy już o prawie 300 barów, co jest konsekwencją nie tylko najcieńszej ścianki, ale i kiepskich wyników podczas każdego etapu testów.

Na co zwracać uwagę?
Okazuje się, że jednym z najistotniejszych parametrów rurki hamulcowej jest specyfikacja jej wymiarów fizycznych. Przypominamy, że aby rurka miedziana mogła zastępować rurkę stalową, zachowując podobne parametry wytrzymałości i sztywność materiału, powinna mieć przy średnicy zewnętrznej 4,75 mm ściankę o grubości 0,9 mm. Druga istotna sprawa to wybór sprawdzonego producenta. Największym zaskoczeniem w przypadku rurek „A” i „C” były problemy z zachowaniem zadanych wymiarów, z ich powtarzalnością i brak odpowiedniej twardości, wynikający ze słabej kontroli jakości procesów obróbki materiału.
Zwracajmy uwagę, czy producent oznacza swoje produkty nie tylko logotypem, ale także numerem partii produkcyjnej i czy na swojej stronie oferuje materiały pomocnicze, filmy instruktażowe, a także kontakt z pomocą techniczną, ponieważ świadczy to o jego specjalizacji w tej dziedzinie i pozwala oczekiwać powtarzalności oraz wysokiej jakości produktów, które oferuje.

Pełny raport z wynikami badań i ich analizą dostępny jest na stronie raport.wpcomapny.pl.

Damian Sołtysiak
Sp. ds. techniczno-handlowych
Przedsiębiorstwo WP