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绿色轮胎技术规范
发布人：网站管理员 发布时间：2014-3-29 点击：388次
绿色轮胎技术规范
1 范围
本标准规定了绿色轮胎的术语和定义、要求、试验方法。
本标准适用于轿车子午线轮胎和载重汽车子午线轮胎。
2 规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T 521 轮胎外缘尺寸测量方法
GB/T 2977 载重汽车轮胎规格、尺寸、气压与负荷
GB/T 2978 轿车轮胎规格、尺寸、气压与负荷
GB/T 4501 载重汽车轮胎性能室内试验方法
GB/T 4502 轿车轮胎性能室内试验方法
GB/T 6326 轮胎术语及其定义
GB 9743 轿车轮胎
GB 9744 载重汽车轮胎
GB/T 21910 轿车轮胎湿路面相对抓着性能试验方法
GB/T 22036 轮胎惯性滑行通过噪声测试方法
GB/T 24001 环境管理体系 要求及使用指南
GB/T 24153 橡胶及弹性体材料N-亚硝基胺的测定
GB 27632 橡胶制品工业污染物排放标准
GB/T 29040 汽车轮胎滚动阻力试验方法 单点试验和测量结果的相关性
GB/T 29042 汽车轮胎滚动阻力限值
GB 29449 轮胎单位产品能源消耗限额
HG/T 2177 轮胎外观质量
(EC) No 661/2009 Concerning type-approval requirements for the general safety of motor vehicles, their trailers and systems, components and separate technical units intended therefor
ECE/TRANS/WP.29/2013/66 Proposal for Supplement 5 to the 02 series of amendments to Regulation No. 117 (Tyres, rolling resistance, rolling noise and wet grip)
ISO 21461 Rubber–Determination of the aromaticity of oil in vulcanized rubber compounds
3 术语和定义
GB/T 6326、GB 29449 、(EC) No 661界定的及下列术语和定义适用于本文件。
3.1 绿色轮胎 Green tire
绿色轮胎是指节能、环保、安全的子午线轮胎产品。绿色轮胎具有低滚动阻力、低燃油消耗、出色的操纵稳定性、更短的制动距离、更好的耐磨性、可多次翻新等突出的动态产品特性。
4 要求
4.1 产品性能
4.1.1 绿色轮胎规格、负荷指数、层级、测量轮辋、新胎充气后的断面宽度和外直径、负荷能力、充气压力、最小双胎间距和允许使用轮辋，轿车子午线轮胎、载重汽车子午线轮胎分别应符合GB/T 2978和GB/T 2977的规定。
4.1.2 绿色轮胎行驶速度与气压、负荷的对应关系，轿车子午线轮胎、载重汽车子午线轮胎分别应符合GB/T 2978和GB/T 2977的规定。
4.1.3 绿色轮胎速度符号与最高行驶速度的对应关系，轿车子午线轮胎、载重汽车子午线轮胎分别应符合GB 9743和GB 9744的规定。
4.1.4 绿色轮胎负荷指数与负荷能力的对应关系，轿车子午线轮胎、载重汽车子午线轮胎分别应符合GB 9743和GB 9744的规定。
4.1.5 绿色轮胎安全性能，轿车子午线轮胎、载重汽车子午线轮胎分别应符合GB 9743和GB 9744的规定。
4.1.6 绿色轮胎滚动阻力准入限值应符合GB/T 29042的规定，见表1。
表1 绿色轮胎滚动阻力准入限值
|
轮胎类型 |
轮胎滚动阻力系数a/（N/kN） | ||
|
轿车轮胎 |
11.5 | ||
|
微型、轻型载重汽车轮胎 |
单胎负荷指数≤121
（负荷能力≤1450kg） |
速度符号≥N |
10.0 |
|
速度符号≤M |
7.5 | ||
|
单胎负荷指数＞121
（负荷能力＞1450kg） |
7.5 | ||
|
载重汽车轮胎 |
7.5 | ||
|
a雪地轮胎限值可增加1 N/kN。 | |||
4.1.7 绿色轮胎湿路面抓着性准入限值，轿车子午线轮胎应符合(EC) No 661/2009的规定，载重汽车子午线轮胎应符合ECE/TRANS/WP.29/2013/66的规定，见表2、表3、表4。
表2 轿车子午线轮胎湿路面抓着性准入限值
|
使用类型 |
湿地防滑指数（G） |
|
雪地轮胎，速度符号（“Q”或以下，不包括“H”）表明允许最大速度不高于160km/h |
≥0.9 |
|
雪地轮胎，速度符号（“R”或以上，包括“H”）表明允许最大速度高于160km/h |
≥1.0 |
|
普通（公路型）轮胎 |
≥1.1 |
表3 微型、轻型载重汽车轮胎湿路面抓着性准入限值
|
使用类型 |
|
湿地防滑指数（G） | |
|
其他类型 |
牵引型 | ||
|
普通轮胎 |
|
≥0.95 |
≥0.85 |
|
雪地轮胎 |
|
≥0.95 |
≥0.85 |
|
在大雪条件下使用的雪地轮胎 |
≥0.85 |
≥0.85 | |
|
特殊用途轮胎 |
|
≥0.85 |
≥0.85 |
表4 载重汽车轮胎湿路面抓着性准入限值
|
使用类型 |
|
湿地防滑指数（G） | |
|
其他类型 |
牵引型 | ||
|
普通轮胎 |
|
≥0.65 |
≥0.65 |
|
雪地轮胎 |
|
≥0.65 |
≥0.65 |
|
在大雪条件下使用的雪地轮胎 |
≥0.65 |
≥0.65 | |
|
特殊用途轮胎 |
|
≥0.65 |
≥0.65 |
4.1.8 绿色轮胎滚动噪声准入限值应符合(EC) No 661/2009规定，见表5和表6。
表5 轿车子午线轮胎滚动噪声准入限值
|
轮胎类型 |
名义断面宽（mm） |
限值dB(A) |
|
轿车轮胎A |
≤185 |
70 |
|
轿车轮胎B |
＞185 ≤215 |
71 |
|
轿车轮胎C |
＞215 ≤245 |
71 |
|
轿车轮胎D |
＞245 ≤275 |
72 |
|
轿车轮胎E |
＞275 |
74 |
|
注：对于雪地轮胎、增强型轮胎，或这些类型的任意组合，上表的限值应提高1dB(A)。 | ||
表6 载重汽车子午线轮胎滚动噪声准入限值
|
轮胎类型 |
使用类型 |
限值dB(A) |
|
微型/轻型载重汽车轮胎 |
普通轮胎 |
72 |
|
牵引型轮胎 |
73 | |
|
载重汽车轮胎 |
普通轮胎 |
73 |
|
牵引型轮胎 |
75 | |
|
注1：对于特殊用途轮胎，上表的限值应提高2dB(A)。
注2：微型/轻型载重汽车轮胎牵引型雪地轮胎的限值应提高2dB(A)。
注3：对于微型/轻型载重汽车轮胎和载重汽车轮胎所有其他类型的雪地轮胎，上表的限值应提高1dB(A)。 | ||
4.1.9 绿色轮胎胎面磨耗标志，轿车子午线轮胎、载重汽车子午线轮胎分别应符合GB 9743和GB 9744的规定。
4.1.10 绿色轮胎外观质量应符合HG/T 2177的规定。
4.2 原材料
4.2.1 不应使用的原材料
2015年1月起，国内所有子午线轮胎配方中不应使用，所有进口轮胎中不应含有以下原材料。
a) 高芳油
高芳油是指芳香烃的碳原子数占整个油的碳原子数30%以上的油品。高芳油中含有多环芳烃，特别是苯并芘（BaP），对人体有强的致癌性和其他危害。
b) 防老剂D
对眼睛、皮肤、黏膜和上呼吸道有刺激性。对皮肤有致敏作用，受热分解放出有毒的氧化氮烟气。
c) 促进剂NOBS
含有亚硝胺，对人体有强的致癌性和其他危害。
d) 秋兰姆类超促进剂TMTM、TMTD
含有亚硝胺，对人体有强的致癌性和其他危害。
e) 吗啡啉类硫磺给予体DTDM
含有亚硝胺，对人体有强的致癌性和其他危害。
f) 五氯硫酚类塑解剂
具有致癌性，对人体危害较大。
g) SBR1712/SBR1721
充油为高芳油，其中含有多环芳烃，特别是苯并芘（BaP），对人体有强的致癌性和其他危害。
4.2.2 限制使用的原材料
4.2.2.1 间苯二酚及预分散类型
间苯二酚主要在生产环境产生间苯二酚的烟雾，容易产生毒害作用，建议采用间苯二酚甲醛树脂等类型的产品来替代。
4.2.3 推荐使用的原材料
推荐使用按发布后的《绿色轮胎环保原材料指南》认定的主要原材料品种。
4.3 清洁生产
4.3.1 绿色轮胎的清洁生产技术和管理指标应符合表7的规定，其中单位产品综合能耗应符合GB 29449能耗先进值的规定。
表7 绿色轮胎清洁生产技术和管理指标
|
1资源能源消耗指标 | ||
|
单位产品新鲜水消耗量a（m3/t轮胎） |
≤6.60 | |
|
单位产品综合能耗b（tce/t轮胎） |
全钢子午线轮胎 |
≤0.285 |
|
半钢子午线轮胎 |
≤0.380 | |
|
橡胶消耗量
（t三胶/t轮胎） |
全钢子午线轮胎 |
≤0.53 |
|
半钢子午线轮胎 |
≤0.45 | |
|
2产品生产技术特征指标 | ||
|
产品合格率（%） |
≥98 | |
|
3资源综合利用指标 | ||
|
余热余压利用率% |
≥90 | |
|
工业用水重复利用率% |
≥95 | |
|
工业固体废物综合利用率% |
≥97 | |
|
4 污染物产生指标 | ||
|
废水产生量（m3/t轮胎） |
≤4.50 | |
|
基准废气产生量（m3/t轮胎） |
≤2000 | |
|
炼胶颗粒物(mg/ m3 ) |
≤12 | |
|
非甲烷总烃(mg/ m3) |
≤10 | |
|
5生产工艺及装备指标 | ||
|
炼胶工艺 |
低温连续炼胶 | |
|
硫化工艺 |
氮气硫化 | |
|
6 清洁生产管理指标 | ||
|
清洁生产审核制度执行 |
执行《清洁生产审核暂行办法》 （国家发展和改革委员会、国家环境保护总局令 第16号） | |
|
清洁生产部门和人员配备 |
职能明确 | |
|
环境管理体系认证 |
按GB/T 24001通过认证 | |
|
建设项目环保“三同时”执行情况 |
同时实施 | |
|
合同能源管理 |
效果明显 | |
|
能源管理体系认证 |
持续改进 | |
|
a 新鲜水消耗：指淡水消耗。
b 综合能耗：指轮胎生产过程综合能耗。 | ||
4.4 污染物排放
绿色轮胎生产过程中的水污染物和大气污染物排放应符合GB 27632规定，分别见表8和表9。
表8 绿色轮胎生产过程中的水污染物排放限值
单位：mg/ L（PH值除外）
|
序号 |
污染物项目 |
直接排放限值 |
间接排放限值 |
污染物排放监控位置 |
|
1 |
PH值 |
6-9 |
6-9 |
企业废水总排放口 |
|
2 |
悬浮物 |
10 |
150 | |
|
3 |
五日生化需氧量（BOD5） |
10 |
80 | |
|
4 |
化学需氧量（CODCR） |
70 |
300 | |
|
5 |
氨氮 |
5 |
30 | |
|
6 |
总氮 |
10 |
40 | |
|
7 |
总磷 |
0.5 |
1.0 | |
|
8 |
石油类 |
1 |
10 | |
|
单位胶料基准排水量（m3/t） |
7 |
直接排放的基准排水量适用于相同类型间接排放 |
排水量计量位置与污染物排放监控位置一致 | |
表9 绿色轮胎生产过程中的大气污染物排放限值
|
序号 |
污染物项目 |
生产工艺或设施 |
排放限值（mg/ m3） |
基准排气量（m3/t胶） |
污染物排放监控位置 |
|
1 |
颗粒物 |
炼胶装置 |
12 |
2000 |
车间或生产设施排气筒 |
|
2 |
甲苯及二甲苯合计 |
胶浆制备、浸浆、胶浆喷涂和涂胶装置 |
15 |
- | |
|
3 |
非甲烷总烃a |
炼胶、硫化装置 |
10 |
2000 | |
|
4 |
胶浆制备、浸浆、胶浆喷涂和涂胶装置 |
100 |
- | ||
|
a 待国家污染物监测方法标准发布后实施。 | |||||
4.5 生产工艺推荐技术
绿色轮胎生产工艺推荐技术参见表10，具体内容参见附录A。
表10 绿色轮胎生产工艺推荐技术
|
类型 |
序号 |
内容 |
序号 |
内容 |
|
推荐
实施 |
1 |
小药料自动称量技术 |
9 |
冷却水循环利用技术 |
|
2 |
炼胶硫化废气除臭技术 |
10 |
胎面/胎侧连续称量控制技术 | |
|
3 |
低温连续混炼技术 |
11 |
半钢轮胎纤维压延、全钢轮胎内衬层压出/压延电子束预硫化技术 | |
|
4 |
锅炉烟气脱硫/除尘/脱硝技术 |
12 |
轮胎自动化成型及半部件大卷化技术 | |
|
5 |
高温管道及硫化机隔热保温 |
13 |
变频控制技术 | |
|
6 |
高温充氮硫化技术 |
14 |
余热发电和利用技术 | |
|
7 |
炭黑管道输送技术 |
15 |
分压供蒸汽技术 | |
|
8 |
橡胶助剂造粒技术 |
16 |
硫化后蒸汽回收利用 | |
|
逐步
取消 |
|
胎面底面涂胶浆技术 | ||
5 试验方法
5.1 绿色轮胎新胎充气后的断面宽度和外直径及胎面磨耗标志的高度按GB/T 521进行测量。
5.2 绿色轮胎的安全性能，轿车子午线轮胎、载重汽车子午线轮胎分别按GB/T 4502和GB/T 4501进行检验。
5.3 绿色轮胎的滚动阻力性能按GB/T 29040进行检验。
5.4 绿色轮胎的湿路面抓着性，轿车子午线轮胎按GB/T 21910进行检验，载重汽车子午线轮胎按ECE/TRANS/WP.29/2013/66进行检验。
5.5 绿色轮胎的滚动噪声性能按GB/T 22036进行检验。
5.6 绿色轮胎不应使用原材料中含芳香类物质按照ISO 21461进行检验，亚硝胺含量按GB/T 24153进行检验。
5.7 绿色轮胎的清洁生产按发布后的《轮胎行业清洁生产评价指标体系》要求进行审核。
5.8 绿色轮胎生产过程中的污染物排放按GB 27632进行监测。
附 录 A
(资料性附录)
绿色轮胎生产工艺推荐技术
A．1 目的
为了推进我国节能、环保、安全的绿色轮胎产业化进程，加快轮胎产品的质量升级和结构调整，本附录给出了绿色轮胎生产工艺推荐技术。
A．2 绿色轮胎工艺推荐技术项目
A.2.1 小药料自动称量技术
小药料自动称量技术的实现方式较多，目的是实现小药自动称量控制，该工艺的应用可以提高称量精度、消除小药粉尘污染、改善现场环境、降低工人劳动强度、提高生产效率。
A.2.2 炼胶硫化废气除臭技术
炼胶硫化过程产生的废气，存在复合恶臭类的有机物异味气体，一般经布袋除尘后直接排入空气，给环境带来较大的影响；部分炭黑无法彻底收集，也随之排入空气中，造成污染。目前暂无专用设备进行处理，大部分企业只是做到收集高空排放，部分企业已采用活性炭吸附、RTO催化燃烧或等离子、光氧催化等方法治理，建设及维护成本都较大。因此，热胶废气中复合恶臭类有机物异味气体的治理技术和综合利用技术需要进行深入研究，寻求更佳的解决方案，是目前行业紧迫的技术需求。
炼胶烟气中存在炭黑等颗粒物以及恶臭类污染物如R-SH、SO2、甲苯、甲醛、H2S、氨类等，可以采取气液充分接触的办法处理，净化效率高。
A.2.3 混炼工艺技术
橡胶混炼是橡胶加工技术的瓶颈，是产品性能的关键。橡胶混炼过程能量消耗巨大，几乎占轮胎生产总能耗的40%，通常1吨通过密炼机2至3段混炼胶，消耗电能达400千瓦左右。因此，近年来，混炼工艺的技术创新引起人们极大关注，混炼工艺由间歇法向连续法转变是一个重要的技术创新；低温一次法连续混炼及双螺杆或双转子连续混炼等技术取得了较好地开发和应用，湿法混炼工艺技术也有了重大突破。
A.2.3.1 低温一次法连续混炼工艺
传统的混炼工艺基本上都是采用密炼机连续多段高温混炼，每一段都要经过多次反复高温加热和冷却，其中40%的能量都消耗在加热和降温的过程中，能耗大、耗时长、效率低。
低温连续混炼技术是集冷态碎胶、自动称量、一次法炼胶于一体的混炼工艺技术，一般采用“密炼机加6至8台开炼机”的配置形式的一次法炼胶工艺，将原有传统的母炼加终炼工艺过程改为母炼到终炼一次完成，即胶料通过密炼机高温混炼后，先经过第一台开炼机冷却，再通过中央输送系统对称地分配到周围多个开炼机上进行连续低温混炼，制得终炼胶，全过程实现自动控制。
低温一次法连续混炼工艺减少了胶料中间传递环节，节约了混炼时间，使原材料转化为混炼胶的时间由原来的12小时缩短为30分钟，降低了企业原材料占用成本。由于只有一次密炼机高温混炼，胶料大部分时间在开炼机上低温混炼，降低了能耗，同时，低温混炼有利于改善炭黑分散，可以提高胶料的物理机械性能。
A.2.3.2 双螺杆或双转子连续混炼工艺
传统的混炼工艺是胶料投入密炼室，在冷态下启动混炼，需要较大的功率，电耗大。而且，在混炼过程中，胶料快速剪切所产生的热量无法排除，一般均控制在较短时间内将高温胶片排出冷却，根据工艺要求进行二段三段混炼。
采用双螺杆或双转子连续混炼工艺，可以将胶料剪切过程产生的热能加以利用，使其提高进入双螺杆混炼段胶料的温度，与密炼生产工艺相比，可以节省电能消耗50%以上，同时实现连续混炼过程的温度控制，实现混炼的连续生产。
A.2.3.3湿法混炼工艺
湿法混炼工艺技术是将天然橡胶或合成橡胶在乳胶状态时直接加入炭黑或白炭黑浆料，制成橡胶—炭黑或白炭黑共混橡胶。这是近代橡胶混炼技术的重大创新。与传统的干法混炼相比，湿法混炼工艺可以从根本上解决炭黑或白炭黑在加工过程中粉尘飞扬的问题；可以减少混炼段数，减少混炼过程的能源消耗，据测算，采用湿法混炼工艺生产相同重量（体积）的混炼胶，可以减少30%至40%的能量消耗；可以大幅度减少混炼设备的投资，可以节约资金约30%；可以有效地改善橡胶与炭黑或白炭黑之间的混合效果，提高混炼胶的均匀性；提高胶料的物理机械性能，提高产品寿命。
A.2.4 锅炉烟气脱硫/除尘/脱硝技术
大多数国内轮胎企业采用国内外锅炉脱硫常用工艺，有的轮胎企业则采用钠钙双碱法脱硫技术，该技术既实现了钠离子的高效脱硫又实现了用廉价的钙离子对钠离子的再生降低了脱硫费用，工艺较为先进，特别适合中、小型锅炉。该技术的投入能有效减少锅炉对大气二氧化硫及粉尘的排放，确保达标排放。
A.2.5 高温管道及硫化机隔热保温
高温管道及硫化机隔热保温采用的是可拆卸重复利用的保温材料构件应用于管道外表面，达到降低热量损失、节约能源、改善环境的目的。但是，检修管道拆卸后很难重复利用。
A.2.6 高温充氮硫化技术
传统的轮胎硫化工艺是以过热水作为轮胎硫化热源并提供轮胎硫化内压。其中过热水由锅炉加热软化水后送到硫化车间动力站，再经过动力站除氧罐除氧，成为高温无氧软化水，利用动力站的热水泵把过热水送到硫化机台。该工艺过程需要消耗大量的水、燃料和电，总体能量耗用量巨大。
高温充氮硫化技术是以饱和蒸汽为热源、利用高压氮气给轮胎硫化提供内压，该工艺的应用使轮胎硫化不再需要过热水，因此有利于节约能源、缩短硫化时间、提高生产效率。
A.2.7 炭黑管道输送技术
该技术采用槽车密封气体输送炭黑，有的轮胎企业还采用双管气力输送技术，即输送管道由主管道和旁通管组成，输送过程中旁通管通压缩空气将物料柱切成小段，减小阻力，从而实现密闭输送，提高输送效率，系统全程封闭，无泄漏。
A.2.8 橡胶助剂造粒技术
橡胶助剂造粒技术是化工小料、生胶或其他材料预混合、挤出后造粒和自动称量技术，该工艺有助于降低粉尘、改善生产环境，有利于实现自动化称量，开炼机上加硫等工艺。目前，助剂行业基本上有造粒技术，轮胎企业采购时只需提出要求，但可能会带来成本的上升。
A.2.9 冷却水循环利用技术
基本上每个轮胎企业都有结合自己工艺特点的冷却水循环利用技术，大多数轮胎企业采用“闭路循环冷却、智能化在线自动监控”的形式，有的企业还采用2套沙滤装置（多介质过滤器及活性炭过滤器）来提高循环水的水质，去除循环水中的悬浮物和有机杂质，从而提高产品质量。
A.2.10 胎面/胎侧连续称量控制技术
胎面/胎侧连续称量控制技术是在光电监测器的定位信号下,根据设定的重量上限和重量下限分选出合格半部件,确保后道工序的加工质量,降低操作人员劳动强度,提高生产速度。由于采取了实时监控的办法，大幅度提高了半部件的精度，从而提高了最终产品的质量。
A.2.11 半钢轮胎纤维压延、全钢轮胎内衬层压出/压延电子束预硫化技术
电子束预硫化技术是通过电子加速器发射的高能电子束在橡胶基体中激活橡胶分子，产生橡胶大分子自由基，使其以自由基为出发点发生聚合,并引起连锁反应,被裂解分子的一部分与其他分子发生冲突失去能量后回复到基底状态，而产生碳碳键重组形成三维网状结构的过程，该工艺有助于提高半成品的强度，使半成品成型过程中变形均匀，达到减薄内衬层的厚度从而节省材料成本、缩短硫化时间、降低滚阻、轮胎轻量化，同时确保成型过程中胎体帘线的密度，从而提升轮胎各项性能稳定性及质量。
需要关注的是辐照电子束对作业人员及环境有影响，另外可能会一定程度上影响压延的效率。
A.2.12 轮胎自动化成型及半部件大卷化技术
主要是从提高成型机自动化程度、定位精度，以及减轻劳动强度、提高劳动生产率的角度提出来的工艺要求，目前国内大部分轮胎企业都还处于摸索时期，还没有成功投入应用的案例。与成型自动化技术相关联的胎面等半部件的大卷化技术，对产品质量和生产效率等都有很大帮助。
对现有工厂，该技术是否投入，要充分考虑车间现有设备的布局，费用也较高。
A.2.13 变频控制技术
对轮胎企业，变频控制技术主要应用于公用工程各供水系统中，以及在炼胶车间和主厂房，将大功率直流电机改为变频电机。该技术利用变频恒压控制替代原有的旁路、回路控制方式；用变频调速代替直流调速。变频控制技术可提高控制精度，提高设备功率因数、减少谐波干扰，降低电机维修费用、节约电能。
A.2.14 余热发电和利用技术
目前国内轮胎企业使用比较多的余热发电和利用技术就是溴化锂制冷机利用硫化余热资源。该技术的应用需要较高的初期投入，约1000万元/套，但可以节约水、汽、电的耗用。
A.2.15 分压供蒸汽技术
产品线比较大、硫化所需要的内外压蒸汽有较大压差的轮胎企业可以采用这种技术，即以不同的蒸汽压力供给满足相应硫化机台的工艺要求，可以节约燃料动力费用。
A.2.16 硫化后冷凝水回收利用
硫化后冷凝水回收利用，包括冷凝水回收、冷凝水蒸汽回水、余热制冷与采暖等，即把废蒸汽混合物经过处理后，净水实现再循环，蒸汽用于溴化锂制冷、锅炉给水加热等，减少能耗损失，达到能源重新再利用。
