ASTM D5963-22 Standardowa metoda badania właściwości gumy - odporność na ścieranie (ścierniwo bębnowe)

Norma „ASTM D5963-22 Standardowa metoda badania właściwości gumy - odporność na ścieranie (ścierniwo w bębnie obrotowym)” opublikowana przez Amerykańskie Stowarzyszenie Badań i Materiałów (ASTM) opisuje metodę badania służącą do pomiaru odporności na ścieranie gum (wulkanizowanych gum termoutwardzalnych i elastomerów termoplastycznych) poddawanych zużyciu ściernemu/ściernemu w rzeczywistych warunkach eksploatacji.

Odporność na zużycie mierzy się poprzez przesuwanie próbki testowej po powierzchni arkusza ściernego zamontowanego na obracającym się bębnie i wyraża się ją jako utratę objętości na milimetr sześcienny lub jako procent jako wskaźnik odporności na zużycie. Mniejsza liczba oznaczająca utratę objętości wskazuje na lepszą odporność na zużycie, natomiast mniejsza liczba oznaczająca wskaźnik odporności na zużycie wskazuje na gorszą odporność na zużycie. Nie należy jednak zakładać, że wyniki badań uzyskane tą metodą odzwierciedlają zużycie, któremu poddawane są wyroby gumowe w trakcie rzeczywistego użytkowania.

Odporność na ścieranie jest niezwykle ważnym czynnikiem wpływającym na wydajność wielu wyrobów gumowych, w tym opon, taśmociągów, pasów napędowych, węży, obuwia i wykładzin podłogowych. Z tego powodu istnieje duże zapotrzebowanie na test, który pozwoli zmierzyć odporność gumy na zużycie, w tym równomierność zachowania się podczas zużycia w warunkach ściernych/ciernych.

Tę metodę badawczą można stosować do oszacowania względnej odporności na ścieranie różnych rodzajów gumy. Ponieważ warunki zużycia ściernego w trakcie eksploatacji są złożone i bardzo zróżnicowane, nie można zakładać bezpośredniego związku między wynikami przyspieszonych testów a rzeczywistą wydajnością.

Metoda ta nadaje się do badań porównawczych, kontroli jakości, testów zgodności ze specyfikacją, celów recenzenckich oraz badań i rozwoju.

Szczegółowa metoda badawcza opisana w niniejszej normie jest stosowana do oceny odporności na ścieranie elastomerów termoplastycznych i wulkanizowanych gum termoutwardzalnych w cyklach eksploatacyjnych. Procedura testowa polega na przesuwaniu próbki po powierzchni obracającego się bębna z arkuszem ściernym.

Metoda ta pozwala na pomiar równomierności zużycia gumy w warunkach ściernych. Przyspieszony test można stosować w celu oceny odporności na ścieranie różnych rodzajów gumy, jednak warunki zużycia ściernego są bardzo zróżnicowane i nie zawsze można przewidzieć rzeczywistą wydajność produktów gumowych w trakcie cyklu eksploatacyjnego.

Do rodzajów produktów i materiałów, które są zazwyczaj badane tą metodą, należą:

• opony
• przenośniki taśmowe
• Taśmy samochodowe
• węże
• obuwie
• wykładziny podłogowe
• horoskop

Na potrzeby niniejszego standardu mają zastosowanie następujące terminy i definicje:

• Wskaźnik odporności na ścieranie wyraża stosunek utraty objętości gumy do utraty objętości badanej gumy wyrażony w procentach. Utratę objętości określa się poprzez przesuwanie określonego fragmentu gumy o znanej ścieralności po powierzchni arkusza ściernego zamontowanego na obracającym się bębnie o określonych wymiarach, w określonych warunkach.
• „Nominalna ścieralność” warstwy ściernej, oznacza deklarowaną (teoretyczną) utratę masy próbki gumowej wynoszącą 200 mg. Uzyskuje się ją poprzez przesuwanie próbki testowej po powierzchni płytki ściernej zamontowanej na obracającym się bębnie o określonych wymiarach w określonych warunkach.
• Ścieralność warstwy ściernej to rzeczywista utrata masy próbki gumowej w określonym zakresie od 180 do 220 mg. Uzyskuje się ją poprzez przesuwanie próbki testowej po powierzchni arkusza ściernego zamontowanego na obracającym się bębnie o określonych wymiarach w określonych warunkach.
• Pod pojęciem gumy standardowej rozumie się naturalną mieszankę gumową o określonym składzie, zmieszaną i wulkanizowaną w określonych warunkach. Do określenia ścieralności warstwy ściernej i upewnienia się, że ścieralność mieści się w określonym zakresie od 180 do 220 mg, stosuje się standardową gumę. Stosunek ścieralności nominalnej do ścieralności rzeczywistej służy do korygowania zużycia gumy testowej w przypadku jakichkolwiek odchyleń ścieralności warstwy ściernej od podanej ścieralności nominalnej (200 mg).

Niniejsza metoda badawcza obejmuje procedury przygotowywania walcowatych próbek testowych o określonych wymiarach z wulkanizowanej gumy termoutwardzalnej lub elastomerów termoplastycznych i oceny ich odporności na ścieranie poprzez przesuwanie próbki testowej po powierzchni arkusza ściernego przymocowanego do obracającego się bębna. Ponadto norma opisuje sposób przygotowania i badania kompatybilności gumy.

Badanie przeprowadza się w warunkach określonego nacisku styku, drogi ślizgu i prędkości przesuwania badanego elementu, prędkości obrotowej bębna i stopnia ścieralności warstwy ściernej.

Ścieralność warstwy ściernej definiuje się jako utratę masy w miligramach próbki do badań wykonanej ze standardowej gumy, badanej w tych samych określonych warunkach.

Do badania odporności na ścieranie można zastosować cztery różne metody. Metoda A wykorzystuje nieobrotową próbkę testową, w której jako punkt odniesienia stosuje się standardową gumę, natomiast metoda B wykorzystuje obracającą się próbkę testową. W metodach C i D jako punkt odniesienia stosuje się standardową gumę z nieobrotowym i obrotowym elementem testowym. W wielu przypadkach obracanie próbek testowych pozwala uzyskać bardziej równomierny wzór zużycia.

Odporność na ścieranie uzyskana zgodnie z metodą A jest podawana jako strata objętości (ścierania) w milimetrach sześciennych, obliczona jako utrata masy próbki badanej, gęstość gumy badanej i ścieralność warstwy ściernej w stosunku do nominalnej ścieralności, przy utracie masy 200 mg. Mniejsza liczba oznacza większą odporność na ścieranie.

Odporność na ścieranie uzyskaną zgodnie z metodami A, B, C i D podaje się jako wskaźnik odporności na ścieranie w procentach, obliczony na podstawie ubytków masy i gęstości gum standardowych i gum testowych. Mniejsza liczba oznacza niższą odporność na ścieranie.

Utrata masy uzyskana różnymi metodami może się różnić, dlatego też w celu bezpośredniego porównania strat masy (i objętości) należy zastosować tę samą metodę.

Nasza organizacja dysponuje silną kadrą, która śledzi rozwój nauki i techniki na świecie i nieustannie się doskonali. Wśród licznych badań, pomiarów, analiz i ocen świadczonych dla przedsiębiorstw z różnych sektorów znajdują się również usługi testowania zgodne z normą „ASTM D5963-22 Standardowa metoda badania właściwości gumy – Odporność na ścieranie (ścierniwo bębnowe obrotowe)”.