Назначение метода испытания резины на старение по ползучести
Настоящий стандарт распространяется на резину и устанавливает метод определения сопротивления старению по ползучести. Оценка проводится по трем показателям: показатель старения по ползучести, относительная остаточная деформация и изменение относительной деформации во времени.
Сущность метода состоит в приложении к образцу постоянной растягивающей силы при повышенной температуре с последующим определением удлинения во времени и остаточного удлинения после выдержки.
Требования к оборудованию и испытательной установке
Прибор для испытания должен обеспечивать закрепление кольцевых образцов в термостате на двух верхних и двух нижних роликах. Ролики должны свободно вращаться и быть расположены так, чтобы их осевые линии были строго вертикальны.
- расстояние между парами роликов — не менее 10 мм;
- верхние ролики должны находиться на высоте не менее 400 мм от дна термостата;
- расстояние от стенок термостата до роликов — не менее 10 мм;
- автоматическое поддержание температуры в рабочем объеме термостата — от 40 до 200 °C;
- допускаемая погрешность измерительного прибора — ±1 °C;
- минимальная растягивающая сила — не более 1 Н (100 гс);
- максимальная растягивающая сила — 20 Н (2000 гс);
- погрешность измерения удлинения по расстоянию между центрами осей роликов — не более 1,0 мм.
Установка должна обеспечивать предварительный прогрев образцов, надетых на ролики при расстоянии между центрами Lр = (68,5 ± 0,5) мм, без действия растягивающей силы и без последующего охлаждения в момент приложения нагрузки и при измерении удлинений.
Геометрия образцов и требования к заготовкам
Для испытания применяют образцы в форме колец, вырубленные из вулканизованных пластин.
| Параметр | Норма по ГОСТ 10269-75 |
|---|---|
| Форма образца | Кольцо |
| Наружный диаметр | (56 ± 0,2) мм |
| Внутренний диаметр | (52 ± 0,2) мм |
| Толщина | (2 ± 0,2) мм |
| Допустимое колебание толщины одного образца | Не более 0,2 мм |
| Число образцов от каждой пробы | Не менее 3 |
Образцы вырубают штанцевыми ножами с острыми режущими кромками без дефектов. Допустимый эксцентриситет ножа — не более 0,05 мм. Перед вырубкой рекомендуется смачивать режущие кромки ножа или поверхность пластин водой либо мыльным раствором.
Внутренний и наружный диаметры образца принимают равными соответствующим диаметрам штанцевого ножа. Измерение проводят с погрешностью не более 0,05 мм.
Измерение толщины образцов
Толщину образцов измеряют толщиномером с ценой деления шкалы не менее 0,01 мм как минимум в четырех точках, расположенных примерно через каждые 90° по окружности образца. За результат принимают среднее арифметическое всех измерений.
Температурные режимы и начальные напряжения испытания
Испытания проводят при одной из следующих температур:
- (70 ± 1) °C;
- (100 ± 1) °C;
- (125 ± 2) °C;
- (150 ± 2) °C.
В случаях, оговоренных нормативно-технической документацией на конкретную резину, допускается проведение испытаний при других температурах.
После достижения заданной температуры в термостате образцы надевают на ролики и прогревают не менее 3 мин и не более 10 мин.
Рекомендуемые начальные напряжения
| Начальное напряжение, МПа | Эквивалент, гс/мм² |
|---|---|
| 0,2 | 20 |
| 0,3 | 30 |
| 0,4 | 40 |
| 0,5 | 50 |
| 0,8 | 80 |
| 1,0 | 100 |
Расчет растягивающей силы для кольцевого образца
Для каждого образца растягивающую силу P рассчитывают по заданному начальному напряжению, площади поперечного сечения и геометрии кольца. В практическом оформлении протокола важно указать выбранное начальное напряжение, фактические размеры образца и рассчитанную нагрузку.
- f — заданное начальное напряжение;
- S — площадь поперечного сечения образца;
- D₁ — наружный диаметр образца;
- D₂ — внутренний диаметр образца;
- h — толщина образца.
К образцу прикладывают рассчитанную растягивающую силу плавно, без рывков, одновременно фиксируя время начала испытания.
Порядок проведения испытания на ползучесть
- Подготовленные кольцевые образцы надевают на ролики в термостате после достижения рабочей температуры.
- Выдерживают образцы на прогреве от 3 до 10 минут без действия растягивающей силы.
- Для каждого образца устанавливают рассчитанную растягивающую силу.
- Нагрузку прикладывают плавно и отмечают начало испытания.
- Через (60 ± 1) с после приложения силы измеряют удлинение l₁ по смещению нижних роликов.
- В ходе испытания выполняют не менее 7 отсчетов удлинения через равные интервалы времени.
- Продолжительность испытания выбирают так, чтобы перемещение роликов составило не менее 20 мм.
Нормируемая продолжительность испытания составляет (12 ± 0,1) ч или (24 ± 0,1) ч. Допускается увеличение продолжительности в соотношении, кратном 24 ч.
Выдержка образцов после нагружения и измерение остаточной длины
По окончании испытания грузы снимают, а образцы вынимают из термостата. Далее их выдерживают (24 ± 0,5) ч в помещении при температуре (23 ± 2) °C.
После выдержки каждый образец разрезают в радиальном направлении в одном месте и измеряют его длину с погрешностью не более ±1 мм. Измерение проводят в распрямленном состоянии на плоскости измерительной линейки.
Показатели, которые получают по результатам испытания
Стандарт предусматривает расчет трех основных характеристик старения резины по ползучести:
- показатель старения по ползучести Кп;
- относительная остаточная деформация eост;
- относительная деформация ползучести e во времени.
| Показатель | Что характеризует | Какие данные используют |
|---|---|---|
| Кп | Сопротивление старению по ползучести | Длина образца после отдыха, исходная длина, конечное и начальное смещения роликов |
| eост, % | Остаточную деформацию после разгружения и выдержки | Длина образца после отдыха, исходная длина, конечное смещение роликов |
| e, % | Изменение деформации ползучести во времени | Текущее смещение роликов, начальное смещение через 60 с, исходная длина |
Как интерпретируют результаты
Для сравнения различных резин строят график зависимости относительная деформация ползучести — время. Допускается использование логарифмической шкалы времени.
За результат испытания принимают среднее арифметическое показателей не менее чем для трех образцов, отличающихся от среднего значения не более чем на ±10 %.
Результаты считаются сопоставимыми только для образцов, испытанных при одинаковых температурах, начальных напряжениях и времени нагружения.
Что должно быть в протоколе испытаний
Стандарт требует включать в протокол следующие сведения:
- обозначение резины и условия вулканизации;
- начальное напряжение, температуру и продолжительность испытания;
- показатель старения по ползучести;
- относительную остаточную деформацию;
- относительную деформацию ползучести;
- среднее арифметическое результатов определяемых показателей;
- дату проведения испытания;
- обозначение настоящего стандарта.
Нормативный статус и замена предыдущей редакции
Стандарт ГОСТ 10269-75 введен взамен ГОСТ 10269-62. В представленном тексте указан срок действия с 01.07.1976 до 01.07.1996, а также информация о продлении срока действия до 01.07.1996, что позволяет отнести документ к архивным и использовать его прежде всего как справочный источник для ранее применявшихся методик испытаний.