VERIFICATION METHOD FOR FLEXIBLE EXHAUST HOSE : A background study

• Main Author: Björkblad, Niklas
• Format: Others
• Language: English
• Published: KTH, Lättkonstruktioner 2015
• Online Access: http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-180063

On Scania trucks of today a flexible exhaust hose is used to decouple the motions of components in the exhaust system. This flexible hose section experiences premature and unpredictable failures. To gain control over the situation a lifetime assessment is required, in which the ultimate verification is to be confirmed in a test rig. In order to build this rig and perform adequate tests, background information is needed. This report is aimed at collecting and analysing information on the underlying problem, such as material characteristics, working conditions and failure modes for the flexible hose. This is done by a literature study, measurements and investigations and an FE-model. The results show that the major failure mechanism is wear. The wear is concentrated to a small portion of the hose due to the unstable nature of the construction, aggravating the working conditions for the material. In addition, heating to working temperature seems to bring with it much increased wear rates and a significant increased friction coefficient for the interaction between the metal sheets constituting the hose. Because of the working mode of the hose, the material used should be replaced with a more suitable alternative. To start out, a change from the current EN 1.4301 (AISI 304) to the, from the manufacturer instantly available, EN 1.4571 (AISI 316 Ti) should be made. There are other material alternatives offered as direct replacements, these should be evaluated along with suitable surface treatments. === På dagens Scania-bilar används en flexibel avgasslang för att separera rörelser hos olika komponenter i avgassystemet. Denna typ av avgasslang uppvisar för tidiga och oförutsägbara haverier. För att kunna garantera komponentens kvalitet behöver livstiden för avgasslangen undersökas. Den slutgiltiga konfirmationen av livslängden är tänkt att göras i en skakrigg. För att kunna bygga denna skakrigg och utforma relevanta tester behövs bakgrundsinformation om situationen. Denna rapport är ämnad åt insamlingen och analysen av kunskap om det föreliggande problemet, så som materialegenskaper, miljöförutsättningar och felmoder hos slangen. Detta görs med hjälp av en litteraturstudie, mätningar och undersökningar samt skapandet av en FEM-modell. Resultaten pekar på att den slutgiltiga anledningen till slangbrotten är nötningsskador. Denna nötning blir koncentrerad till en liten del av slangen på grund av dess instabila uppförande vid användning, vilket försvårar nötningsproblemen. I addition till detta uppvisar materialet vid uppvärmning till arbetstemperatur stor ökning av nötningshastighet och friktionskoefficient för interaktionen mellan de metallytor som bildas genom slangens konstruktion. På grund av slangens sätt att arbeta och det använda materialets nötningsegenskaper bör det senare bytas ut till ett mer passande alternativ. Som en första åtgärd bör det befintliga EN 1.4301 (AISI 304) bytas mot EN 1.4571 (AISI 316 Ti) som även det tillhandahålls som standardalternativ av leverantören. Leverantören erbjuder även andra materialalternativ som bör undersökas tillsammans med lämpliga ytbehandlingar.