SAE J2979 Vulkanize Kauçuk ve Termoplastik Elastomer için Basınç Gerilimi Gevşemesi (CSR) Tepkisinin Belirlenmesi Test Yöntemi

Amerikan Otomotiv Mühendisleri Birliği (SAE) tarafından geliştirilen “SAE J2979 Vulkanize kauçuk ve termoplastik elastomer için basınç gerilimi gevşemesi (CSR) tepkisinin belirlenmesi test yöntemi” standardında, uygun test aparatları, yapılandırmalar ve prosedürler kullanılarak Otomotiv Standardı (ASD) CSR Jig’i ile Basınç Gerilimi Gevşemesi (CSR) testinin gerçekleştirilmesi için bir test yöntemi açıklanmaktadır. Bu standart, gerekli ekipmanı, testin yürütülmesi için yönergeleri ve sonuçların oluşturulması ve verilerin analiz edilmesi için formatı tanımlar.

Bu standart, yüksek sıcaklıklara veya sıvılara maruz bırakıldıktan sonra, oda sıcaklığında periyodik aralıklarla ölçülen, sabit bir deformasyonla bir ASD CSR Jig’de sıkıştırılmış 12,7 mm çapındaki bir düğmenin karşı kuvvet kaybını belirlemek için test prosedürlerini ve koşullarını içermektedir.

Bu standart, anlık A tipi sertliği 45 ila 90 (ASTM D2240 standardı) olan vulkanize kauçuk ve termoplastik elastomerlerin test edilmesi için tasarlanmıştır. Numuneler ASTM D3182 standardına uygun olarak kalıplanır ve kürlenir.

Bu standart, ASD CSR Jig’inin kullanımına, gerekli aparat listesine ve toplam sistem için kalite kontrolü de içeren belirli bir test yöntemine özeldir. Bu standart, yeni ve eski numunelerin test edilmesine dayanarak geliştirilmiştir. Bu yöntem, tehlikeli malzemeleri, işlemleri ve ekipmanları içerebilir. Bu yöntem, kullanımı ile ilişkili tüm güvenlik sorunlarını ele almayı önermemektedir. Bu yöntemi kullanmadan önce uygun güvenlik ve sağlık uygulamalarını oluşturmak ve düzenleyici sınırlamaların uygulanabilirliğini belirlemek, yöntemin kullanıcısının sorumluluğundadır.

Vulkanize kauçuk ve termoplastik elastomerlerin basınç gerilimi gevşemesi (CSR) tepkisinin belirlenmesi, elastomerik malzemelerin zamanla karşılaştığı stres gevşeme davranışlarını anlamaya yönelik teknik bir incelemedir. Elastomer tanımı, kauçuk ve termoplastik elastomer malzemeleri tanımlar. Yaygın olarak otomotiv, sızdırmazlık elemanları (contalar), hortumlar, titreşim sönümleyiciler ve benzer alanlarda kullanılır. Elastomer malzemeler uzun süreli yükleme altında zamanla iç gerilimlerini kaybeder, bu da işlevsellikte bozulmaya neden olur. Basınç gerilimi gevşemesi (CSR), malzemenin sabit deformasyon altında uygulanan gerilimi zamanla bırakmasını ifade eder.

Sabit şekil değiştirme altında geçen süreye bağlı olarak gerilimdeki azalmayı (CSR) etkileyen temel faktörler şunlardır:

• Sıcaklık
• Zaman
• Malzeme tipi (kauçuk, termoplastik elastomer)
• Çapraz bağ yoğunluğu
• Ortam koşulları (hava, yağ, su)

Otomotiv orijinal ekipman üreticileri ve malzeme tedarikçileri tarafından yaygın olarak kullanılan bir standart olan SAE J2979 standardı, Otomotiv Standardı (ASD) CSR Jig kullanılarak, elastomerik malzemelerin sürekli deformasyona maruz kaldığında basınç gerilimi gevşeme davranışını ölçmek için bir yöntem sağlar. Bu yöntem, vulkanize kauçuk ve termoplastik elastomerler gibi malzemelerdeki sızdırmazlık kuvvetinin (veya geri yükleme kuvvetinin) sabit deformasyonda sürekli basınç altında zamanla nasıl azaldığını ölçer.

Numuneler ASTM D3182 standardı kalıplama ve kürleme protokollerine uygundur ve testler, uzun vadeli performansı değerlendirmek için yüksek sıcaklıklara veya sıvı ortamlarına maruz bırakmayı içerebilir.

Prosedürün merkezinde ASD CSR Jig yer alır. Test numuneleri genellikle sabit deformasyonla sert baskı plakaları arasına sıkıştırılmış 12,7 mm çapındaki butonlardan oluşur. Testlerde CSR aparatı ile uyumlu kalibre edilmiş sıkıştırma aparatları ve sürekli veya aralıklı izleme yapabilen yük hücresi veya kuvvet ölçüm sistemi kullanılır.

Bu yöntem genelde şu adımlarda oluşur:

• İlk sıkıştırma: Elastomer numunesine sıfır anında sabit bir deformasyon (set) uygulanır.
• Kuvvet izleme: Geri yükleme yükü sürekli (tercih edilir) veya periyodik aralıklarla (yüksek sıcaklık / sıvı testi için) kaydedilir.
• Gevşeme tepki eğrisi: Zaman içindeki kuvvet azalmasını, başlangıç kuvvetinin yüzdesi olarak çizerek CSR davranışının karakterizasyonu sağlanır.
• Birden fazla koşul: Testler, modelin yaşlanmasına veya hizmet ömrü davranışına bağlı olarak farklı sıcaklıklarda veya sıvıya maruz kalma koşullarında tekrarlanabilir.

SAE J2979 standardı, vulkanize kauçuk ve termoplastik elastomerlerin basınç altında zamanla nasıl kuvvet kaybettiğini (sıkışma gerilimi gevşemesi olarak bilinen bir davranış) değerlendirmek için tutarlı ve tekrarlanabilir bir yöntem sağladığı için önemlidir. Bu özellik, otomotiv, havacılık ve endüstriyel uygulamalarda kullanılan contalar, contalar ve diğer elastomerik bileşenler için kritik öneme sahiptir. Bu standart şu nedenlerle önemli görülmektedir:

• Uzun vadeli sızdırmazlık performansını tahmin eder: Sızıntıları önlemek için contaların ve contaların basınç kuvvetini koruması gerekir. Zamanla elastomerler gevşeyebilir ve orijinal şekillerine dönseler bile sızdırmazlık kuvvetini azaltabilir (yani düşük basınç dayanımı, kuvvetin kalıcılığını garanti etmez). CSR testi, bir malzemenin kullanım sırasında, özellikle yüksek sıcaklıklarda veya agresif ortamlarda sızdırmazlık kuvvetini ne kadar iyi koruduğunu gösterir.
• Malzeme seçimini iyileştirir: Bu standart, mühendislerin elastomer formülasyonlarını karşılaştırmasına ve gerçekçi servis koşulları altında en iyi uzun vadeli performansı gösterenleri seçmesine olanak tanır. Bu, şu durumlarda hayati önem taşır:
  • Otomotiv güç aktarma organları (motor contaları, şanzıman contaları)
  • Yakıt sistemi bileşenleri
  • HVAC veya soğutma sistemleri
• Yöntemi sektör genelinde standartlaştırır: Bu standart ile test numunesi boyutları, sıkıştırma seviyesi, ASD CSR aparatının kullanımı ve ölçüm aralıkları standart hale gelmiştir. Bu standart, farklı laboratuvarların, tedarikçilerin ve orijinal ekipman üreticilerinin aynı prosedürleri kullanmasını sağlar. Bu, karşılaştırılabilir verilere, daha iyi kalite kontrolüne ve daha güvenilir tasarım kararlarına yol açar.
• Basit sıkıştırma seti testlerinin ötesine geçer: Sıkıştırma seti testleri, bir malzemenin sıkıştırıldıktan sonra ne kadar geri kazanıldığını ölçer, ancak zamanla ne kadar sızdırmazlık kuvvetinin kaybolduğunu göstermez. Bu standartta tarafından tanımlanan CSR testi, gerçek kuvvet azalmasını ölçer ve gerçek dünya performansının daha doğru bir resmini sunar.
• Yaşlanma ve çevresel direnç testlerini destekler: Bu yöntem, malzemelerin şu koşullar altında nasıl performans gösterdiğini değerlendirmek için uyarlanabilir:
  • Yüksek sıcaklıklar (termal yaşlanma)
  • Sıvıya daldırma (kimyasal direnç)
  • Uzun süreler (dayanıklılık)

Bu, malzemelerin yıllarca termal ve kimyasal strese dayanması gereken motor bölmeleri gibi yüksek talepli ortamlar için elastomerlerin değerlendirilmesinde çok önemlidir.

• Kalifikasyon ve spesifikasyonda kullanılır: Birçok otomotiv orijinal ekipman üreticisi, malzeme spesifikasyonlarında CSR gerekliliklerine atıfta bulunur ve SAE J2979 standardı genellikle tercih edilen bir test yöntemidir.

Sonuç olarak SAE J2979 standardı, belirli deformasyon ve çevre koşulları altında elastomerlerin basınç gerilimi gevşeme tepkisini belirlemek için ayrıntılı ve tekrarlanabilir bir yöntem sunar. ASD CSR aparatı ve özel prosedürel kontrollerin kullanımı, onu otomotiv sızdırmazlık bileşeni geliştirme ve doğrulama için vazgeçilmez bir standart haline getirir.

Yıllardır çok geniş bir yelpazede gerçekleştirdiği test, ölçüm, analiz ve değerlendirme çalışmaları ile her sektörden işletmelere destek olmaya çalışan kuruluşumuz, bilim ve teknoloji alanında dünyada yaşanan gelişmeleri yakından takip eden ve sürekli kendini geliştiren güçlü bir çalışan kadrosuna sahiptir. Bu çerçevede işletmelere “SAE J2979 Vulkanize kauçuk ve termoplastik elastomer için basınç gerilimi gevşemesi (CSR) tepkisinin belirlenmesi test yöntemi” standardına uygun test hizmetleri de verilmektedir.