Test cyklu GMW – Uszczelniacze powierzchni zewnętrznych

Systemy uszczelnień powierzchni zewnętrznych są niezbędnymi elementami nowoczesnych pojazdów, ponieważ chronią wnęki i podzespoły pojazdu przed wodą, kurzem, brudem, wilgocią, zanieczyszczeniami korozyjnymi i wpływem środowiska. General Motors wykorzystuje testy cykli środowiskowych, aby ocenić, czy materiały uszczelniające powierzchnie zewnętrzne zachowują swoją funkcję ochronną w symulowanych warunkach eksploatacji.

Metoda „GMW Cycle Testing - External Surface Sealants” opracowana przez General Motors Worldwide (GMW) polega na badaniu warunków klimatycznych, po którym następuje badanie korozyjne zgodnie z normą SAE J1389, przeprowadzane przez zaawansowane laboratoria badawcze. Obejmuje ona zastosowania takie jak uszczelniacze o zamkniętych komórkach, piankowe in-situ i termoplastyczne.

Głównym celem badania cyklu uszczelnień zewnętrznych jest określenie, czy materiał uszczelniający lub system uszczelnień jest w stanie wytrzymać powtarzające się obciążenia środowiskowe bez utraty wymaganej wydajności. Podczas serwisowania pojazdu uszczelnienia zewnętrzne mogą być poddawane:

• Wysokie i niskie temperatury
• Wilgotność i kondensacja
• Narażenie na działanie wody
• Cykl cieplny
• Warunki sprzyjające korozji
• Powtarzające się rozszerzanie i kurczenie
• Długoterminowe starzenie się materiałów
• Kontakt z otaczającymi elementami metalowymi lub polimerowymi

Dlatego test zapewnia laboratoryjną symulację narażenia środowiskowego, a nie opiera się wyłącznie na prostym, początkowym badaniu materiału.

Podejście pętli zewnętrznej można stosować do różnych technologii uszczelniania:

• Uszczelniacze o zamkniętych komórkach: Pianki o zamkniętych komórkach zawierają stosunkowo izolowane komórki i są zazwyczaj stosowane tam, gdzie wymagana jest odporność na wilgoć i przenikanie czynników środowiskowych. Cykle środowiskowe oceniają, czy materiał zachowuje swoją integralność fizyczną i właściwości uszczelniające po wystawieniu na działanie czynników zewnętrznych.
• Uszczelniacze piankowe in-situ: Uszczelniacze piankowe in-situ są nakładane bezpośrednio na element lub konstrukcję nadwozia, tworząc uszczelnienie w wymaganym miejscu. Ich działanie zależy nie tylko od samego materiału, ale również od jego zdolności do zachowania stabilności i funkcjonalności po starzeniu się pod wpływem środowiska.
• Uszczelniacze termoplastyczne: Uszczelniacze termoplastyczne są stosowane w różnych zastosowaniach związanych z uszczelnieniami motoryzacyjnymi, ponieważ łączą w sobie elastyczność, przetwarzalność i odporność na warunki atmosferyczne. Ich zachowanie w cyklach temperatury i wilgotności jest szczególnie ważne, ponieważ powtarzające się zmiany temperatury mogą wpływać na sztywność, stabilność wymiarową i kontakt uszczelnienia.

Te trzy kategorie opisano w opisie testu cyklu zewnętrznego GMW. Test ten jest zasadniczo oceną trwałości środowiskowej. Reprezentatywny materiał uszczelniający lub element jest poddawany działaniu określonych warunków środowiskowych w kontrolowanej grupie laboratoriów. Typowa koncepcja oceny obejmuje: inspekcję wstępną, badanie ekspozycji klimatycznej/cyklu, ekspozycję na korozję, inspekcję końcową i ocenę wydajności.

Dokładne wartości temperatury, poziomu wilgotności, czasu ekspozycji, liczby cykli, konfiguracji próbki i kryteriów akceptacji są określone w odpowiedniej specyfikacji GMW lub w tabeli testowej.

Ekspozycja klimatyczna ma na celu odtworzenie obciążeń środowiskowych, na jakie może być narażony zewnętrzny system uszczelnień podczas eksploatacji pojazdu. Wahania temperatury i wilgotności mogą powodować:

• Rozszerzanie i kurczenie się materiału uszczelniającego.
• Zmiany sztywności i elastyczności
• Utrata odzyskiwania kompresji
• Pękanie lub kruchość
• Trwała deformacja
• Zmiany w przyczepności
• Szczeliny między materiałem uszczelniającym i podłożem.

Uszczelniacz, który dobrze sprawdza się w warunkach laboratoryjnych, może wykazywać zupełnie inne zachowanie po poddaniu go cyklom środowiskowym.

Po wystawieniu na działanie czynników atmosferycznych, badania mogą obejmować fazę ekspozycji na korozję, zgodnie z normą SAE J1389. Ta część jest istotna, ponieważ uszczelnienia zewnętrzne często znajdują się w pobliżu metalowych elementów pojazdu. Uszczelnienie, które pozwala wilgoci lub zanieczyszczeniom przedostać się do metalowego styku, może przyczyniać się do problemów związanych z korozją.

Łączna ocena wpływu klimatu i korozji odzwierciedla rzeczywiste narażenie pojazdu, wykraczając poza ocenę szczeliwa po podstawowym teście temperaturowym. W zależności od specyfikacji materiału lub komponentu GMW, ocena może obejmować następujące obserwacje:

• Stan wizualny: Próbkę bada się pod kątem następujących aspektów:
  • Pęknięcia
  • Rozdzielenie
  • Degradacja powierzchni
  • zmiana koloru
  • Separacja warstw
  • Nadmierne odkształcenie
  • Inne widoczne pogorszenia
• Integralność fizyczna: Materiał uszczelniający musi zachować solidność konstrukcyjną po przejściu przez środowisko. Znaczna degradacja może wskazywać na niewystarczającą odporność na czynniki środowiskowe.
• Skuteczność uszczelnienia: Najważniejszym pytaniem jest, czy uszczelnienie nadal spełnia swoją funkcję po wystawieniu na działanie czynników zewnętrznych. Materiał może zachować akceptowalny wygląd, ale utracić skuteczność uszczelnienia z powodu trwałego odkształcenia, utraty elastyczności lub oddzielenia się powierzchni styku.
• Efekty związane z korozją: Gdy materiał uszczelniający styka się ze strukturami metalowymi, stan po teście można zbadać pod kątem oznak korozji lub pogorszenia jakości związanego z wnikaniem wilgoci.

Uszczelki zewnętrzne stanowią stosunkowo niewielki element pojazdu, ale ich awaria może mieć poważne konsekwencje. Uszkodzona uszczelka może umożliwić przedostanie się wody lub zanieczyszczeń do obszarów wymagających ochrony. Możliwe konsekwencje to:

• Wyciek wody
• Korozja konstrukcji powłokowych
• Uszkodzenia elementów elektrycznych
• Zanieczyszczenie przestrzeni chronionych
• Problemy z hałasem i wibracjami
• Zmniejszona trwałość podzespołów.
• Skargi klientów
• Przedwczesna awaria pojazdu

Dlatego też badanie cyklu środowiskowego stanowi kluczowy element walidacji zewnętrznych materiałów i systemów uszczelniających.

Cykliczność zewnętrzna nie powinna być traktowana jako odizolowane badanie materiałowe. Specyfikacje GMW mogą łączyć cykliczność zewnętrzną z innymi wymaganiami, takimi jak właściwości materiału, przyczepność, zachowanie podczas ściskania, stabilność wymiarowa czy odporność na określone czynniki środowiskowe. Na przykład norma GMW 17408 jest zdefiniowana jako specyfikacja dla elastycznej gumy piankowej i materiałów gumopodobnych stosowanych do izolacji powietrza, pyłu, hałasu i wody i jest wymieniona w wykazach laboratoryjnych jako „Test cykliczności zewnętrznej”. Podkreśla to ważną kwestię: obowiązujące warunki testowe i kryteria akceptacji zależą od konkretnej specyfikacji GMW i zastosowania izolacji.

Ogólnie rzecz biorąc, proces testowania przebiega następująco:

• Wybór próby: Wybierane są reprezentatywne materiały lub komponenty izolacyjne.
• Kondycjonowanie wstępne: Próbki są kondycjonowane zgodnie z odpowiednimi specyfikacjami.
• Przegląd wstępny: Rejestrowane są wymiary, wygląd i istotne początkowe cechy charakterystyczne.
• Cykl klimatyczny: Próbki poddawane są działaniu określonej sekwencji czynników środowiskowych.
• Narażenie na korozję: Odpowiedni etap badania korozyjnego przeprowadzany jest w określonych miejscach, zgodnie z normą SAE J1389.
• Kondycjonowanie po teście: Próbkom umożliwia się osiągnięcie określonych warunków oceny.
• Kontrola wizualna: Sprawdza się pęknięcia, odkształcenia, rozwarstwienia i inne oznaki pogorszenia.
• Ocena funkcjonalna: określa, czy funkcja uszczelnienia jest zachowana.
• Ocena akceptacji: Wyniki są porównywane z wymaganiami odpowiedniej specyfikacji GMW.
• Sprawozdawczość: Dokumentuje się warunki testów, obserwacje, pomiary, odchylenia i wyniki końcowe.

Podsumowując, cykliczne badania wytrzymałościowe GMW to metoda oceny trwałości środowiskowej, stosowana do oceny, czy zewnętrzne materiały uszczelniające w pojazdach samochodowych są w stanie wytrzymać połączone obciążenia klimatyczne i korozyjne. Głównym celem jest określenie, czy system uszczelniający zachowa swoją integralność fizyczną i funkcję ochronną po starzeniu się w środowisku.

Nasza organizacja, z kompetentnym i doświadczonym zespołem, od wielu lat rozumie potrzeby swoich klientów, zapewniając im zaawansowane usługi testowe, których potrzebują, oraz pomagając w tworzeniu, wdrażaniu i doskonaleniu systemów zarządzania. W tym kontekście, usługi testowania cyklu GMW są również świadczone przedsiębiorstwom.