Испытание резины при пониженных температурах

Работа резионотехнических изделий в у словиях холода – одна из наиболее сложных эксплуатационных задач. Под воздействием низких температур возрастает предел прочности резины, однако параллельно происходит потеря эластичности, резина становится хрупкой и подверженной растрескиванию. Чтобы понять, насколько материал пригоден для эксплуатации в зимних условиях, производят лабораторные испытания резины на морозостойкость при ударном изгибе, статическом растяжении и сжатии, при циклировании по одному из граничных критериев – нагрузке, деформации или времени.

Резины морозостойкого типа обнаруживаются в строительной промышленности, пищевой, нефтяной, химической отраслях, в судостроении, автомобилестроении, машиностроении, горнодобывающей индустрии, авиа-и космических направлениях. Известны модификации резины специального назначения для применения в условиях сверхнизких температурах до -100 ℃ (название СП-222 и СП-232).

Примеры практической реализации морозоустойчивой резины: при производстве конвейерных лент для работы в условиях экстремальных морозов, уплотнения узловых деталей и сочленений механизмов, при изготовлении стеклопакетов в регионах с морозным климатом.

 ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ РЕЗИНЫ ПОД ВОЗДЕЙСТВИЕМ НИЗКИХ ТЕМПЕРАТУР

Итак, устойчивость резины к воздействию холода является детерминирующей характеристикой при выборе оптимального типа резины. Это самый критичный и важный параметр, определяемый при лабораторных испытаниях. Такие механические тесты резины позволяют измерить необходимые показатели, оценить поведение деталей и товаров из резины (каучуков) при длительной эксплуатации в холодных регионах или резких перепадах температур. Исследования конструкционных свойств резины на морозостойкость сводятся к тестам на определение температуры стеклования, температуры разрушения (хрупкости), эластичности после кондиционирования, сохранения формы и упругости. Может анализироваться поведение резины при повторяемых циклах разогрева и охлаждения.

РАЗНОВИДНОСТИ ИСПЫТАНИЙ РЕЗИНЫ

1. Определение температурного предела хрупкости резины при изгибе.
ГОСТ 7912-74 декларирует метод испытаний резины на хрупкость при изгибе. Определяет самую низкую температуру, при которой проверяемые образцы резины не разрушаются в результате удара бойком. Эта температура и будет считаться температурным пределом хрупкости резины. Кстати, предельная температура эксплуатации изделий из резины может быть ниже определяемого показателя хрупкости.

2. Определение коэффициента морозостойкости резины по способности эластического восстановления после сжатия.
ГОСТ 13808-78 определяет способность вулканизированных проб резины в виде цилиндров, сжатых при нормальной температуре и выдержанных при минусовой температуре, восстанавливать высоту при низкой температуре после снятия нагрузки. Коэффициент морозостойкости по указанной методике определяется по вычисленным значениям высот тестируемых проб.

3. Определение коэффициента морозоустойчивости резины при растяжении.
ГОСТ 408-78 регламентирует испытания резины, резиновых изделий и латексных пленок на морозостойкость при растяжении по методам А или Б.
Метод А. Характеризует процесс растяжения образца до заданного удлинения при нормальной и пониженной температурах. Показатель морозостойкости определяется отношением удлинений образцов.
Метод Б. Процесс трехэтапный – циклическое растяжение образца до заданной деформации, время отдыха, подбор нагрузки для указанного удлинения пробы за установленное время. Определяется модуль эластичности резины при температуре и коэффициент морозостойкости резины через отношение модулей эластичности при нормальной и низкой температурах.

4. Определение характеристик резины при испытаниях холодом

ГОСТ Р ИСО 18766-2017 обращает внимание на общие правила испытаний резины и термоэластопластов при низкой температуре (изменения жесткости, поиск показатели хрупкости, скорость восстановления).

5. Определение механических характеристик эластичных материалов и термопластиков при растяжении.

ГОСТ Р 54553-2019 содержит два метода испытаний резины на разрыв с целью вычисления упруго-прочностных показателей (тест лопаток и колец при растяжении). В ходе температурных испытаний образцов резины рассчитывают растягивающее напряжение, напряжение при пределе текучести, прочность при растяжении, удлинение при любом напряжении и при разрыве.

Очевидно, что без достоверных лабораторных данных о морозных свойствах резины невозможно гарантировать долговечность и безопасность работы резинотехнических товаров в условиях холода. Одни марки резин становятся хрупкими уже при -5 ℃, а другие способны надежно трудиться в условиях предельно низких температур до -100 ℃. Так что выбор разновидности каучуковых полимеров зависит от аспектов конкретного способа применения или области эксплуатации.

УСТАНОВКИ ДЛЯ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКОГО АНАЛИЗА СВОЙСТВ РЕЗИНЫ ПРИ ОТРИЦАТЕЛЬНЫХ ТЕМПЕРАТУРАХ

Современное испытательное оборудование должно обеспечивать точную настройку температурного режима, стабильность параметров в течение теста и возможность работы с резинами различной жёсткости и толщины.

• универсальная испытательная машина X-PRO (РКМ или РКМ svo). Лабораторная установка широкого функционала с электромеханическим приводом и современным программным обеспечением Prof IT для нормированного нагружения и деформирования материалов. Машина нагружает образцы с постоянной скоростью приращения удлинения или силы, выполняет цикловые гистерезисные испытания или тесты до разрушения (заданных критериев);
• захваты для испытаний на растяжение (испытательные принадлежности и фиксаторы). Рычажные и клещевые зажимы, роликовые и тисочные захваты, клиновидные захваты и многие другие;
• устройства измерений деформации и экстензометры ИДК Д (ИДК-А). Четко контролируют процесс изменения начальной длины образца в процессе деформирования;
• датчики температуры, силы, линейных продольных и поперечных смещений;
• система температурных испытаний СКС (СКМ-М). Климатическая (криогенная) универсальная камера для понижения температуры до заданной и выдержки тестируемых образцов. Микропроцессорная система с фирменным ПО служит для задания, регуляции и поддержания температурного поля в испытательной камере;
• прибор ИМ-5039 для тестирования резины на холодостойкость. Это установка для лабораторных проверок заготовленных проб резины, позволяющая найти коэффициент морозоустойчивости при сжатии. Данный нестандартный прибор позволяет понять степень эластичности и восстанавливаемости резины;
• аппарат 2046 ПХ-1 для охлаждения и ударных испытаний резины. Электромеханический настольный прибор для определения минимальной температуры неразрушения резины при динамическом воздействии ударником по замороженным образцам.

Фирма «Эталон-Профит» производит полный спектр оборудования для испытаний резины, включая климатические камеры, специальные лабораторные приборы, универсальные испытательные машины. Мы понимаем специфику работы с эластомерами и предлагаем не только технику, но и методическую поддержку, адаптацию под ГОСТ и помощь в интерпретации результатов. Наши инженеры все знают о резине как материале – и всегда готовы помочь разобраться, какая установка подойдёт именно вам. Если задача – проверить морозостойкость и быть уверенными в качестве, мы готовы предложить решение. Без компромиссов, без лишних слов – только результат, которому можно доверять.

Контакты Эталон-Профит +7 (4932) 57-43-34, office@etalon-profit.ru.