Metody badań materiałów do produkcji uszczelek rur wodociągowych

Pomiary wytrzymałości na rozciąganie, naprężenia w chwili danego wydłużenia, względnego wydłużenia w chwili zerwania, a także wydłużenia trwałego po zerwaniu przeprowadza się na próbkach w kształcie wiosełek o określonych wymiarach. Do badań rutynowych, jak i arbitrażowych najczęściej stosowane są wiosełka typu 1. W przypadku badań gumy o bardzo wysokiej elastyczności oraz wyrobów gotowych stosuje się próbki typu 2 (tabela 1).

untitled-11
Tabela 1. Podstawowe wymiary próbek o kształcie wiosełek (mm)

Jeśli chodzi o badania wulkanizatów mieszanek przeznaczonych do wyrobu uszczelek złączy rur wodociągowych i odwadniających, preferuje się wiosełka typu 2. Wytrzymałość na rozciąganie badanych materiałów nie może być mniejsza niż 9 MPa. Dla uszczelnień klasy I, w zależności od twardości, wydłużenie przy zerwaniu przyjmuje różne minimalne wartości graniczne: od 400% dla gumy o twardości 40 IRHD do 100% dla gumy o twardości 90 IRHD. Wartości minimalne wydłużenia przy zerwaniu dla materiałów na uszczelnienia klasy II wahają się od 250% dla materiałów o twardości 50 IRHD do 100% dla materiałów o twardości 90 IRHD. W przypadku uszczelnień przypisywanych do klasy III, zakres twardości wynosi 60 - 80 IRHD, a minimalnego wydłużenia przy zerwaniu odpowiednio 200 - 100 MPa.

Po starzeniu próbek przez 168 godzin w temperaturze 70°C (klasa I) lub 125°C (klasa II):

  • wytrzymałość na rozciąganie nie może obniżyć się o więcej niż 20%
  • wydłużenie przy zerwaniu nie może wzrosnąć o więcej niż 10% lub zmniejszyć się o więcej niż 30% dla gum o twardości do 80 IRHD; dla twardszych gum wartość ta może obniżyć się maksymalnie o 40%.

W przypadku produktów pęczniejących stosowanych w klasie III, po starzeniu przez 504 godziny w temperaturze 125°C, zmiana wytrzymałości na rozciąganie nie może przekraczać 25%, a zmiana wydłużenia przy zerwaniu powinna zmieścić się w zakresie od -40 do +10% pierwotnej wartości.

Z pomocą maszyny wytrzymałościowej możemy przeprowadzić także badania wytrzymałości na rozdzieranie, której wartość oblicza się zwykle jako stosunek siły powodującej zniszczenie próbki do jej grubości.

W praktyce laboratoryjnej stosuje się próbki o różnych kształtach i wymiarach. Ich cechą wspólną jest celowo wykonane nacięcie, które ma umożliwić zniszczenie próbki w określonym miejscu. Można spotkać próbki w kształcie półksiężyca, kątowe Gravesa (także bez nacięcia), w kształcie paska z nacięciem poprzecznym Delft, w kształcie fasoli, bądź paska z nacięciem wzdłużnym - tzw. Trousers (ze względu na fakt, że próbka przypomina spodnie). Na schemacie 1 przedstawiono próbkę w kształcie półksiężyca, najczęściej stosowaną w laboratoriach badawczych (kolorem czerwonym zaznaczono miejsce nacięcia 1,0 mm ± 0,2 mm).

rozdziernosc
Schemat 1. Próbka do badań rozdzierności w kształcie półksiężyca

Kolejnym ważnym wskaźnikiem charakteryzującym przydatność uszczelnień w eksploatacji jest odkształcenie trwałe po ściskaniu. Wielkość odkształcenia trwałego zależy nie tylko od składu mieszanki kauczukowej, ale także od substancji chemicznych służących do wulkanizacji, które wpływają na tzw. gęstość usieciowania, czyli liczbę wiązań poprzecznych przypadającą na jednostkę objętości lub masy usieciowanego kauczuku.

Próbki wykorzystywane w badaniu odkształcenia trwałego po ściskaniu mają postać krążków o średnicy 29 mm ± 0,5 mm i wysokości 12,5 mm ± 0,5 mm (typ A), bądź o średnicy 13 mm ± 0,5 mm i wysokości 6,3 mm ± 0,3 mm (typ B). Próbki typu A stosuje się zazwyczaj dla wulkanizatów charakteryzujących się niskim odkształceniem, ze względu na większą dokładność pomiaru. Próbki typu B są preferowane, gdy zachodzi konieczność ich wycięcia z produktów. Za jedną próbkę uważa się komplet 3 krążków. Należy unikać porównywania wyników uzyskanych przy użyciu próbek różnego typu, gdyż niekoniecznie pozwalają one uzyskać takie same wartości odkształcenia.


Czytaj więcej:
Badania 204
Prawo 425
Rury 105