Способность изделий из резины восстанавливать конфигурацию и размеры после снятия нагрузки – основная причина использования материала в сфере производства изделий, работающих под давлением. Восстановление первоначальных размеров после выдержки в сжатом виде у резин зависит от величины усилия, режима приложения нагрузки, эксплуатационной температуры. Потому для прогнозирования поведения сжатого полимера проводят испытания, которые моделируют типичные воздействия.
Результаты исследований позволяют определить ресурс изделия, рассчитать предельные нагрузки, ограничить температурный диапазон.
Специфика тестирования резины на устойчивость к сжатию
При приложении сжимающих, давящих усилий больших значений остаточные деформации резинотехнических изделий составляют не более 40-50 % от первоначального размера. Однако от постоянного давления и воздействия температуры у резин изменяется пространственная решетка, начинаются процессы сшивания. Недостаточная сопротивляемость к накоплению остаточных деформационных изменений становится причиной ползучести – нарастающей деструкции, усиленной вибрацией и напором.
Чем дольше резина, в которой активизировался эффект накапливания остаточных деформаций, находится под давлением, тем быстрее придет в непригодность. От длительного нахождения в сжатом состоянии все виды резинотехнической продукции постепенно деформируются. Снижается напряжение на контакте, утрачивается герметичность резиновых уплотнений в ответственных узлах.
Конструкторам и монтажникам нужны точные сведения о потере эксплуатационных качеств. Полученная при испытаниях информация предоставляет возможность определить долгосрочность изделий, чтобы рекомендовать срок для замены. Свойство накапливать остаточные деформации при хранении необходимо также учитывать, чтобы разработать инструкции для торговых сетей и складских структур.
Методики испытаний образцов из резины в условиях сжатия:
- ГОСТ Р ИСО 815-1-2017. Стандарт декларирует методики тестирования продукции из термопластов и вулканизированных сортов резины на устойчивость к статическим сжимающим нагрузкам. Исследования проводятся с целью определения остаточных деформаций резинотехнических изделий, эксплуатируемых в стандартных условиях и в высокотемпературной среде. В регламенте изложен 1 способ исследования при комнатной температуре и 3 метода испытаний при повышенных температурных параметрах в диапазоне от +40º до +250º C. Методики, предполагающие исследования при повышенных температурах, различаются спецификой извлечения образцов.
- ГОСТ 9.029-74. Стандарт регламентирует технологию испытаний изделий из резины на сопротивляемость термическому старению. Тестирование заключается в выдерживании образцов в стандартных температурных условиях и в герметичной рабочей камере, внутри которой формируется заданный высокотемпературный фон. Температуры для нагрева пространства варьируют в интервале от +55º до +300º C. Уровень нагрева и продолжительность испытаний определяют по типичным характеристикам полимера или по требованиям, указанным в технической документации на продукцию. Документ устанавливает правила для 2-х способов исследований с образцами разных размеров.
- ГОСТ 20418-75. Стандарт излагает правила определения усталостной выносливости, измерения теплообразования, выявления остаточной деформации при многократном воспроизводстве сжимающих усилий. Прилагаемые динамические нагрузки различаются частотами. Температурный фон создают в пределах от +23º до +100º C. Документ регламентирует методики 3-х вариантов испытаний, которые различаются по продолжительности воздействия, моменту регистрации нагрузки, степени разрушения проб.
Долголетие и релаксационные способности резиновых изделий, испытывающих статические нагружения, отличаются от аналогичных параметров резиновой продукции, работающей в динамическом режиме. Период до проявления эффекта ползучести или полного разрушения при статических воздействиях может быть длительным. На его продолжительность влияет температура и значение напряжения.
Циклические механические нагрузки ускоряют разрушающие процессы. Динамические воздействия провоцируют необратимые химические и физические изменения. Разрушения наступают при температурах и нагрузках значительно меньшей величины, чем под статическими нагрузками.
Машины и атрибуты для изучения характеристик резины при сжатии
Для изучения способности резиновой продукции противостоять сжимающим нагрузкам понадобятся следующие технические средства:
- Универсальная испытательная машина МИМ. Скрупулезно продуманная установка моделирует и равномерно передает исследуемым образцам усилия, которые воспроизводятся в статическом режиме. Лабораторный аппарат со стабильной или плавно нарастающей скоростью давит, растягивает, отрывает, прокалывает, разрывает, изгибает пробы из полимеров, металлов, текстиля и прочих материалов.
- Система температурных испытаний. Установка предназначена для совместной работы с основными испытательными машинами. Лабораторное устройство создает в герметичной камере низко- и высокотемпературную среду необходимого для испытаний уровня.
- Машина для усталостных испытаний МИМ. Аппарат предназначен для изучения механизма усталостных разрушений. Установка в динамическом режиме сжимает, растягивает, изгибает исследуемые пробы.
- Приспособления для сжатия проб, захваты. Использование специализированных сжимающих конструкций, захватов повышает темпы проведения испытаний, гарантирует точность позиционирования, исключает смещение, высвобождение исследуемых образцов.
Консультативную помощь в выборе и содействие в оформлении заявки готовы оказать компетентные менеджеры компании «ГОСТ».