Методы определения разрывной нагрузки
ГОСТ ISO 1421-2021 устанавливает два метода определения разрывной нагрузки материалов с резиновым или пластмассовым покрытием:
- метод 1 — испытание полоской, применяемое для определения разрывной нагрузки и удлинения при разрыве;
- метод 2 — испытание захватом, применяемое для определения только разрывной нагрузки.
Метод применим к испытуемым пробам, находящимся в равновесном состоянии со стандартными атмосферными условиями проведения испытаний, а также к пробам во влажном состоянии. Для обоих методов используют машину для испытаний с постоянной скоростью растяжения (CRE).
Типы методов и классификация испытаний
Метод 1: испытание полоской
При испытании полоской в губках зажима закрепляется вся ширина испытуемой пробы. Метод позволяет определить:
- максимальное усилие;
- усилие при разрыве, если оно отличается от максимального;
- удлинение при максимальном усилии;
- удлинение при разрыве.
Метод 2: испытание захватом
При испытании захватом в губках зажимается только центральная часть ширины испытуемой пробы. Метод предназначен для определения только максимального усилия, принимаемого как разрывная нагрузка материала.
Основные термины и параметры
| Термин | Смысл по стандарту |
|---|---|
| Постоянная скорость растяжения (CRE) | Испытание, при котором скорость увеличения длины испытуемой пробы постоянна во времени |
| Удлинение | Увеличение длины испытуемой пробы |
| Удлинение при разрыве | Удлинение, соответствующее усилию в точке разрыва |
| Удлинение при максимальном усилии | Удлинение испытуемой пробы при максимальном усилии |
| Усилие при разрыве | Растягивающее усилие, зарегистрированное в момент разрыва |
| Максимальное усилие | Максимальное усилие, зарегистрированное при растяжении пробы до точки разрыва |
| Номинальная зажимная длина | Длина испытуемой пробы с заданным предварительным натяжением между губками зажимов или контрольными точками |
| Относительное удлинение | Удлинение, выраженное в процентах от номинальной зажимной длины |
Оборудование и условия испытаний
Испытательная машина
Используют машину для испытания на растяжение с постоянной скоростью растяжения CRE, оснащенную средствами считывания и регистрации как усилия, так и соответствующего удлинения испытуемой пробы.
Основные требования к машине:
- точность — класс 1 по ISO 7500-1;
- разрыв каждой пробы должен происходить в диапазоне от 15% до 85% от максимума используемой шкалы;
- погрешность зарегистрированного максимального усилия — не более ±1%;
- погрешность заданного или зарегистрированного разведения зажимов — не более 1 мм;
- после первых 2 секунд испытания скорость увеличения расстояния между зажимами должна быть одинаковой с точностью до 5%;
- при электронной регистрации частота сбора данных — не менее 8 с⁻¹.
Зажимы
Зажимное устройство должно обеспечивать:
- расположение центральной точки двух зажимов на линии растяжения;
- передние кромки зажимов под прямым углом к линии растяжения;
- зажимные поверхности в одной плоскости;
- удержание пробы без проскальзывания и без повреждения материала.
В зависимости от материала могут применяться гладкие, плоские или рифленые губки зажимов с насечкой. Для улучшения зажима допускается использовать прокладки из бумаги, кожи, пластмассы или резины.
Если образцы разрываются в зажимах или проскальзывают, результаты могут быть признаны недействительными. В таких случаях допускается применение зажимов с пальцем для намотки или другого самоблокирующегося устройства.
Размеры губок зажимов
| Метод | Требования к губкам |
|---|---|
| Метод 1: полоской | Ширина губки не меньше ширины пробы, рекомендуемая минимальная ширина — 60 мм |
| Метод 2: захватом | Размер одной из губок каждого зажима — 25 ± 0,5 мм × 25 ± 0,5 мм; рекомендуемая ширина второй губки — 50 мм |
Дополнительное оборудование
- оборудование для вырезания испытуемых проб и удаления нитей до необходимой ширины;
- оборудование для погружения проб в воду перед испытанием во влажном состоянии;
- дистиллированная или деионизированная вода;
- смачивающий агент или поверхностно-активное вещество.
Атмосферные условия кондиционирования и испытаний
Атмосферные условия кондиционирования должны соответствовать методу кондиционирования «1» по ISO 2231:1989.
Рекомендуемое время кондиционирования:
- для материалов с покрытием с одной стороны — не менее 16 ч;
- для материалов с покрытием с обеих сторон — не менее 24 ч.
Атмосферные условия испытаний выбирают из вариантов А–Е по ISO 2231:1989. Если необходимо контролировать температуру и влажность, выбирают условия А–С.
В примечании стандарта указано, что температура 23 °C обычно является стандартной для стран с умеренным климатом, а 27 °C — для тропических и субтропических стран.
Временной интервал между изготовлением и испытанием
| Ситуация | Требование |
|---|---|
| Минимальное время до любых испытаний | Не менее 16 ч |
| Производственный контроль | Не более 4 недель |
| Сравнительные испытания | По возможности через одинаковый промежуток времени после изготовления |
| Испытания готовой продукции | Не более 3 месяцев, если иное не согласовано сторонами |
Метод 1: испытание полоской
Подготовка испытуемых проб
Из каждого образца вырезают два набора проб:
- один — в продольном направлении;
- второй — в поперечном направлении.
Каждый набор должен содержать не менее 5 испытуемых проб. При необходимости более высокой точности допускается увеличение числа проб.
Ширина испытуемой пробы должна составлять:
- 10 ± 0,5 мм;
- 30 ± 0,5 мм;
- 50 ± 0,5 мм.
Длина должна обеспечивать расстояние между зажимами 200 ± 1 мм. Если удлинение превышает 75%, расстояние уменьшают до 100 ± 1 мм.
При нанесении контрольных точек расстояние между ними должно составлять 100 ± 1 мм, а расстояние между зажимами — 150 ± 1 мм или 200 ± 1 мм.
Для тканой основы допускается удаление нитей с более широкой полоски до ширины 50 ± 0,5 мм. Если удалить нити невозможно, пробу обрезают как можно точнее вдоль нити в направлении испытания.
Если невозможно точно обрезать вдоль нитей из-за их искривления или слабой различимости основы, используют метод 2.
Для трикотажной основы пробы вырезают по направлениям петельных рядов и столбиков. Для нетканой основы, например войлока, вырезают прямоугольные пробы с ровными краями.
Испытание во влажном состоянии
Если требуется определить свойства влажного материала, испытуемые пробы погружают на 24 ч в воду или воду, содержащую не более 0,1% смачивающего агента или поверхностно-активного вещества. Объем жидкости должен быть примерно в 20 раз больше общего объема проб.
Сразу после извлечения из воды пробы тщательно промывают водой и продолжают испытание в течение 1 мин.
Предварительное натяжение
| Поверхностная плотность испытуемой пробы | 10 мм | 30 мм | 50 мм |
|---|---|---|---|
| До 200 г/м² включительно | 0,4 Н | 1,2 Н | 2,0 Н |
| Св. 200 г/м² и до 500 г/м² включительно | 1,0 Н | 3,0 Н | 5,0 Н |
| Св. 500 г/м² | 2,0 Н | 6,0 Н | 10,0 Н |
Если проба устанавливается в свободном состоянии, начальная точка кривой должна соответствовать следующему усилию:
| Ширина испытуемой пробы | Предварительное натяжение |
|---|---|
| 10 мм | 0,1 Н |
| 30 мм | 0,3 Н |
| 50 мм | 0,5 Н |
Проведение испытания
Подвижный зажим приводят в движение с постоянной скоростью 100 ± 10 мм/мин, если иное не согласовано заинтересованными сторонами, и растягивают пробу до точки разрыва.
Результаты не учитывают, если:
- проба асимметрично проскальзывает или смещается более чем на 2 мм;
- проба разрывается в пределах 5 мм от поверхности зажима;
- разрыв происходит за пределами контрольных отметок при длине испытания 100 мм.
Если результаты не учитывают, испытание повторяют на заменяющей пробе, по возможности взятой из той же части образца.
Оформление результатов по методу 1
Для каждой из пяти проб в каждом направлении записывают:
- максимальное усилие;
- усилие при разрыве, если оно отличается;
- удлинение при максимальном усилии;
- удлинение при разрыве, если оно отличается.
Затем рассчитывают:
- среднее значение максимального усилия;
- среднее значение усилия при разрыве;
- средние значения удлинений;
- коэффициент вариации;
- при необходимости — доверительные интервалы.
Средние значения усилия округляют до 1 Н или до 1% от расчетного значения. Средние значения удлинения округляют:
- до 0,2%, если среднее удлинение не превышает 8%;
- до 0,5%, если оно находится в диапазоне от 8% до 50%;
- до 1%, если оно превышает 50%.
Метод 2: испытание захватом
Подготовка испытуемых проб
Из каждого образца вырезают два набора проб — продольный и поперечный. Каждый набор должен состоять не менее чем из 5 испытуемых проб.
Размеры пробы для метода захватом:
- ширина — 100 ± 2 мм;
- длина — не менее 150 мм.
На каждой пробе проводят линию на расстоянии 37 мм от одного из длинных краев, параллельно этому краю по всей длине пробы.
Проведение испытания
Зажимы машины устанавливают на расстоянии 100 ± 1 мм или 75 ± 1 мм по соглашению заинтересованных сторон.
Пробу закрепляют так, чтобы ее продольная ось проходила через центр переднего края зажима и была перпендикулярна краям зажимов, а нанесенная линия совпадала с соответствующим краем каждого зажима.
Подвижный зажим перемещают со скоростью 100 ± 10 мм/мин, если иное не согласовано сторонами. Испытание продолжают до точки разрыва.
Результаты не учитывают, если:
- проба асимметрично проскальзывает или смещается более чем на 2 мм;
- разрыв происходит в пределах 5 мм от поверхности губки зажима.
Оформление результатов по методу 2
Для каждой из пяти проб в продольном и поперечном направлениях записывают максимальное усилие и рассчитывают его среднее значение. Округление выполняют до 1 Н или до 1% от расчетного значения. Дополнительно рассчитывают коэффициент вариации и, при необходимости, доверительные интервалы.
Протокол испытаний
Протокол испытаний должен содержать:
- ссылку на настоящий стандарт;
- используемый метод испытания;
- схему отбора проб;
- количество проб от каждого образца;
- атмосферные условия кондиционирования и испытаний;
- зажимную длину;
- состояние проб — кондиционированные или влажные;
- время кондиционирования или погружения;
- тип машины для испытания на растяжение и ее допустимую нагрузку;
- индивидуальные и средние результаты по каждому направлению;
- коэффициент вариации и, при необходимости, доверительные интервалы;
- сведения о любых отклонениях от установленной процедуры;
- дату проведения испытания.
Ссылочные нормативные документы
| Обозначение документа | Назначение |
|---|---|
| ISO 2231:1989 | Стандартные атмосферные условия кондиционирования и испытаний материалов с покрытием |
| ISO 2286-2 | Методы определения параметров рулона и массы на единицу площади |
| ISO 7500-1 | Калибровка и верификация силоизмерительной системы испытательных машин |
| ГОСТ 29062-91 (ИСО 2231-89) | Межгосударственный стандарт на стандартные условия кондиционирования и испытания тканей с покрытием |