Metody badań materiałów do produkcji uszczelek rur wodociągowych

Metody badań materiałów do…

Wyroby gumowe, takie jak uszczelki czy membrany, są dziś stosowane na szeroką skalę w połączeniach rur przeznaczonych do przesyłu wody. Aby mieć pewność, że produkty te nadają się do bezpiecznego wykorzystania i będą optymalnie spełniać swoje zadanie, materiały elastomerowe służące do ich wytworzenia poddaje się szeregowi badań fizykochemicznych.

Elementy gumowe - wykładziny, membrany, uszczelnienia - odgrywają istotną rolę w działaniu instalacji wodociągowych. Stosowane są w rurach, zaworach i kształtkach, aby zapewnić szczelność złączy i elementów odcinających przepływ cieczy przy różnych parametrach roboczych.

Wspomniane detale wytwarza się z mieszanek różnorakich elastomerów syntetycznych, jak i mieszanek kauczuku naturalnego (NR). Wyroby stosowane w usługach wodociągowych mogą być wykonane z:

  • poliuretanu (kauczuki uretanowe poliestrowe i polieterowe AU, EU)
  • chloroprenu (CR)
  • chlorosulfonowanego polietylenu (CSM)
  • kauczuku etylenowo-propylenowo-dienowego (EPDM)
  • kauczuku fluorowego (FKM)
  • kauczuku butylowego (IIR)
  • kauczuków akrylonitrylo-butadienowych (NBR, o różnej zawartości procentowej akrylonitrylu)
  • poliizoprenu (IR)
  • kauczuków butadienowo-styrenowych (SBR, o różnej zawartości procentowej styrenu)
  • silikonów (Q, MQ, VMQ, PVMQ).

Biorąc pod uwagę fakt, że mieszanka kauczukowa zawiera jeszcze szereg innych substancji mineralnych i organicznych, podczas doboru materiału do określonego zastosowania ważne jest zrozumienie jego chemii i właściwości oraz wiedza z zakresu metod badawczych dotyczących elastomerów. Często dochodzą dodatkowe zagadnienia projektowe związane z połączeniem materiałów elastomerowych o różnej twardości, czy też dotyczące trwałości połączeń guma-metal.

Ważnymi czynnikami, którymi należy się kierować przy doborze elastomeru i konstruowaniu, są warunki użytkowania wyrobów oraz historia serwisowa podobnych, dotychczas stosowanych produktów. Oczekuje się przecież, że elementy uszczelniające systemy dystrybucji wody będą działać tak, jak zostały zaprojektowane przez wiele dziesięcioleci.

W celu określenia wymagań dotyczących części gumowych zamontowanych w oferowanych produktach często używana jest norma PN-EN 681-1:2002/A3:2006 Uszczelnienia z elastomerów - Wymagania materiałowe dotyczące uszczelek złączy rur wodociągowych i odwadniających - Część 1: Guma. Przy czym nie chodzi o to, aby od razu zmierzać do pełnej certyfikacji wyrobów (do czego oczywiście zachęcam), ale mieć jakiś punkt wyjścia w rozmowach biznesowych, a zarazem pewność, że wytworzone produkty spełnią oczekiwania odbiorcy.

W niniejszym artykule nie chcę jednak omawiać drobiazgowo wartości poszczególnych parametrów podanych we wspomnianej normie, a skupić się na metodach badań fizykochemicznych wulkanizatów. Standard PN-EN 681-1:2002/A3:2006 odeśle nas bowiem do szeregu procedur opisanych w kolejnych dokumentach, którymi są m.in.:

  • ISO 23529:2016 - Guma - Ogólne zasady przygotowania i kondycjonowania próbek stosowanych do badań metodami fizycznymi
  • ISO 48-2:2018 - Guma i kauczuk termoplastyczny - Oznaczanie twardości - cz. 2: Twardość w zakresie od 10 IRHD do 100 IRHD
  • ISO 3387:2020 - Guma - Oznaczanie efektów krystalizacji przez pomiary twardości
  • ISO 37:2017 - Guma i kauczuk termoplastyczny - Oznaczanie właściwości wytrzymałościowych przy rozciąganiu
  • ISO 34-1:2015 - Guma i kauczuk termoplastyczny - Oznaczanie wytrzymałości na rozdzieranie - cz. 1: Próbki do badań prostokątne, kątowe i łukowe
  • ISO 34-2:2015 - Guma i kauczuk termoplastyczny - Oznaczanie wytrzymałości na rozdzieranie - cz. 2: Małe próbki (Delft)
  • ISO 2285:2019 - Guma i kauczuk termoplastyczny - Oznaczanie naprężenia przy stałym wydłużeniu oraz naprężenia, wydłużenia i pełzania przy stałym obciążeniu rozciągającym
  • ISO 188:2011 - Guma lub kauczuk termoplastyczny - Badanie przyspieszonego starzenia i odporności na działanie ciepła
  • ISO 815-1:2019 - Guma i kauczuk termoplastyczny - cz. 1: Oznaczanie odkształcenia trwałego po ściskaniu w temperaturze otoczenia lub podwyższonej
  • ISO 815-2:2019 - Guma i kauczuk termoplastyczny - cz. 2: Oznaczanie odkształcenia trwałego po ściskaniu w niskiej temperaturze
    ISO 1431-1:2012 - Guma i kauczuk termoplastyczny - Odporność na spękania ozonowe - Część 1: Badania przy odkształceniu statycznym i dynamicznym
  • ISO 1817 - Guma - Oznaczanie odporności na działanie cieczy
  • ISO 3384-1:2019 - Guma i kauczuk termoplastyczny - Oznaczanie relaksacji naprężenia przy ściskaniu - cz. 1: Badanie w stałej temperaturze
  • ISO 813:2019 - Guma i kauczuk termoplastyczny - Oznaczanie adhezji do sztywnego podłoża - metoda odrywania 90 stopni (oznaczanie połączenia guma-metal).

Czytaj więcej:
Badania 204
Prawo 425
Rury 105