Page 73 - 《橡塑技术与装备》2021年21期（11月下半月橡胶）

综述与专论 刘湘慧·轮胎失效分析取证

研究，钢帘线的断裂分析是本研究的重点。 表 1 破损轮胎不同部件破损帘线的数量解剖总结
图 6 描绘了轮胎的故障部位。胎体帘布层断裂是 胎面切割 带束层 4 带束层 3 带束层 2 带束层 1 胎体层 合计
1 3 3 2 3 1 12
最终失效模式，其中约 50 mm 宽的胎体帘布层与肩 2 2 0 0 0 0 2
3 0 0 0 0 0 0
部区域分离。轮胎为无内胎 TBR 295/80R22.5，剩余
4 0 0 0 0 0 0
胎面深度为 3~4 mm。它已经行驶了大约 80 000 km， 5 1 1 0 0 0 2
6 3 0 0 0 0 3
在几个地方胎面基础暴露。整个胎面上的胎面磨损是
7 4 4 0 0 0 8
有规律的，并且观察到几个胎面切口。 8 0 0 0 0 0 0
9 4 3 2 0 0 9
10 0 0 0 0 0 0
11 0 0 0 0 0 0
12 0 0 0 0 0 0
失效部位 0 0 0 0 27 27
合计 17 11 4 3 28 63

钢帘线断裂分析用扫描电镜分析了不同带束层和
帘布层的帘线断裂面。图 8 描绘了每层带束层代表性
钢帘线断裂表面的 SEM 图像。
图 6 失效轮胎部位

3.1 各层的解剖
为了剥离构成胎面、各带束层、胎体帘布层和
内衬的单个部件，去除了包含故障区域的切割轮胎的
304 mm 部分。在拆除部分的胎面上观察到 12 处单独
的胎面切口。每个切口都被圈起来，并用数字标记，
图 7 故障轮胎部分的不同部件
以跟踪不同层的穿透水平。图 7 描绘了带有识别切割
标记的失效轮胎部分的各层和部件。在胎面上观察到
的 12 个切口中，5 个穿透了第四层带束层，4 个穿透
了第三层带束层，2 个穿透了第二层和第一层带束层。
这些切口大多导致钢帘线断裂。在断口观察到的腐蚀
迹象表明，轮胎在这些切口下继续运转，直到最终失 图 8 带束层不同部位典型钢帘线断裂面的 SEM 图像
效。
如本文前一节所述，大部分断裂面为剪切型和腐
两个切口（1 和 9）穿透了所有四层带束层，也穿
蚀型。剪切型断裂表面表明受到尖锐物体的冲击或经
透了胎体帘布层并到达内衬的上表面。
过危险道路。由于水分和渗水，钢帘线断裂表面受到
切口 9 未导致任何胎体帘布层断裂，切口 1 仅导
腐蚀，这种腐蚀大多数钢帘线实际断裂表面看不到。
致一层胎体帘布层断裂。值得注意的是，所有 27 条
由于剩余胎面深度非常低，尖锐物体造成的任何外部
胎体帘布层帘线的最终失效发生在切口 9 附近。在
损坏渗水的可能性很高，从而导致钢丝腐蚀。
第一层带束层和胎体层之间观察到分离迹象（撕裂痕
图 9 显示了胎体帘布层断裂帘线的 SEM 图像。1
迹）。切口 9 处胎体帘布层上的腐蚀痕迹（锈迹）表
号深穿透切口导致一层胎体帘布层帘线断裂。
明水分渗出，从而导致胎体帘布层和第一层带束层之
间分离。
似乎这种分离发生在最终失效之前。撕裂痕表示
在动态使用条件下两层之间的分离。
表 1 中的信息显示了与失效截面相关的各种组件 图 9 胎体帘布层典型帘线断裂面的 SEM 图像
的解剖结构。它还指示了每个胎面切口处不同带束层
由于断裂端的腐蚀，无法确定断裂的实际类型，
和胎体帘布层的断裂钢帘线数量。
但最有可能是剪切型。在最终的断裂区域，总共有 27

年
2021 第 47 卷 ·23·