Test cyklu GMW - Tmely na vonkajšie povrchy

Systémy vonkajšieho tesnenia povrchov sú základnými súčasťami moderných vozidiel, pretože chránia dutiny a komponenty vozidla pred vodou, prachom, nečistotami, vlhkosťou, korozívnymi nečistotami a vplyvmi prostredia. Spoločnosť General Motors používa testovanie environmentálnych cyklov na vyhodnotenie, či si materiály vonkajšieho tesnenia povrchov dokážu zachovať svoju ochrannú funkciu počas simulovaných prevádzkových podmienok.

„Testovanie cyklami GMW – vonkajšie povrchové tmely“, ktoré vyvinula spoločnosť General Motors Worldwide (GMW), je definované ako klimatické testovanie, po ktorom nasledujú testy korózie v súlade s normou SAE J1389 vykonávané pokročilými testovacími laboratóriami a zahŕňa aplikácie ako tmely s uzavretými bunkami, peny in situ a termoplastické tmely.

Primárnym účelom cyklického testovania vonkajšieho tesnenia je určiť, či tesniaci materiál alebo tesniaci systém dokáže odolať opakovanému environmentálnemu namáhaniu bez straty požadovaného výkonu. Počas servisu vozidla môžu byť vonkajšie tesnenia vystavené:

• Vysoké a nízke teploty
• Vlhkosť a kondenzácia
• Vystavenie vode
• Tepelný cyklus
• Podmienky, ktoré podporujú koróziu
• Opakované rozpínanie a sťahovanie
• Dlhodobé starnutie materiálu
• Kontakt s okolitými kovovými alebo polymérnymi komponentmi

Test preto poskytuje laboratórnu simuláciu vystavenia sa prostrediu, a nie sa spolieha len na jednoduché počiatočné preskúmanie materiálu.

Prístup s vonkajším okruhom sa dá aplikovať na rôzne technológie tesnenia:

• Tesniace materiály s uzavretými bunkami: Peny s uzavretými bunkami obsahujú relatívne izolované bunky a zvyčajne sa používajú tam, kde je potrebná odolnosť voči vlhkosti a prenikaniu prostredia. Cykly prostredia hodnotia, či si materiál po vystavení vplyvom prostredia zachováva svoju fyzickú integritu a tesniace vlastnosti.
• Penové tmely nanášané priamo na komponent alebo konštrukciu karosérie: Penové tmely nanášané priamo na komponent alebo konštrukciu karosérie vytvárajú tmel na požadovanom mieste. Ich výkon závisí nielen od samotného materiálu, ale aj od jeho schopnosti zostať stabilný a funkčný po starnutí vplyvom prostredia.
• Termoplastické tesniace materiály: Termoplastické tesniace materiály sa používajú v rôznych aplikáciách tesnenia v automobilovom priemysle, pretože kombinujú flexibilitu, spracovateľnosť a odolnosť voči prostrediu. Ich správanie pri cykloch teploty a vlhkosti je obzvlášť dôležité, pretože opakované zmeny teploty môžu ovplyvniť tuhosť, rozmerovú stabilitu a kontakt tesnenia.

Tieto tri kategórie sú uvedené v popise externého cyklického testu GMW. Test je v podstate posúdením environmentálnej trvanlivosti. Reprezentatívny tesniaci materiál alebo komponent je vystavený definovaným environmentálnym podmienkam v kontrolovanom súbore laboratórií. Typický koncept hodnotenia pozostáva z: počiatočnej kontroly, testovania vplyvom klímy/cyklického testovania, vystavenia korózii, záverečnej kontroly a hodnotenia výkonu.

Presné teploty, úrovne vlhkosti, expozičné časy, počet cyklov, konfigurácia vzorky a kritériá prijatia sú uvedené v príslušnej špecifikácii GMW alebo v uvedenej testovacej tabuľke.

Vystavenie klíme má za cieľ reprodukovať environmentálne namáhanie, ktorému môže byť vystavený vonkajší tesniaci systém počas prevádzky vozidla. Kolísanie teploty a vlhkosti môže spôsobiť:

• Rozťahovanie a sťahovanie tesniaceho materiálu.
• Zmeny tuhosti a flexibility
• Strata zotavenia z kompresie
• Praskanie alebo krehkosť
• Trvalá deformácia
• Zmeny v adhézii
• Medzery medzi tesniacim materiálom a podkladom.

Tesniaci materiál, ktorý funguje dobre v laboratórnych podmienkach, môže po cyklických zmenách prostredia vykazovať výrazne odlišné správanie.

Po vystavení klimatickým vplyvom môže testovanie zahŕňať fázu vystavenia korózii podľa normy SAE J1389. Táto časť je dôležitá, pretože vonkajšie tesnenia sa často nachádzajú v blízkosti kovových konštrukcií vozidiel. Tesnenie, ktoré umožňuje vlhkosti alebo nečistotám dostať sa na kovové rozhranie, môže prispieť k problémom súvisiacim s koróziou.

Kombinované posúdenie klímy a korózie predstavuje skutočné vystavenie vozidla a ide nad rámec jednoduchého hodnotenia tmelu po základnom teplotnom teste. V závislosti od príslušnej špecifikácie materiálu alebo komponentu GMW môže posúdenie zahŕňať nasledujúce pozorovania:

• Vizuálny stav: Vzorka sa skúma z hľadiska nasledujúcich hľadísk:
  • Praskliny
  • Oddelenie
  • Degradácia povrchu
  • zmena farby
  • Oddelenie vrstiev
  • Nadmerná deformácia
  • Iné viditeľné zhoršenia
• Fyzická integrita: Tesniaci materiál musí zostať štrukturálne pevný aj po cyklickom vystavení vplyvom prostredia. Významná degradácia môže naznačovať nedostatočnú odolnosť voči prostrediu.
• Tesniaci výkon: Najdôležitejšou otázkou je, či tesnenie po vystavení pôsobeniu vplyvu naďalej plní svoju zamýšľanú funkciu. Materiál môže zostať vizuálne prijateľný, ale stratiť svoju tesniacu účinnosť v dôsledku trvalej deformácie, straty elasticity alebo oddelenia rozhrania.
• Účinky súvisiace s koróziou: Keď sa tesniaci materiál dotýka kovových konštrukcií, je možné po skúške skontrolovať stav, či sa v ňom nevyskytujú známky korózie alebo zhoršenia stavu spojeného s prenikaním vlhkosti.

Vonkajšie tesnenia sú relatívne malou súčasťou vozidla, ale ich zlyhanie môže mať značné následky. Zhoršené tesnenie môže umožniť vniknutie vody alebo nečistôt do oblastí, ktoré potrebujú ochranu. Medzi možné následky patria:

• Únik vody
• Korózia škrupinových konštrukcií
• Poškodenie elektrických komponentov.
• Kontaminácia chránených priestorov
• Problémy s hlukom a vibráciami
• Znížená trvanlivosť komponentov.
• Sťažnosti zákazníkov
• Predčasná porucha vozidla

Preto je testovanie environmentálnych cyklov kľúčovou súčasťou overovania vonkajších tesniacich materiálov a systémov.

Externé cyklovanie by sa nemalo považovať za izolovaný materiálový test. Špecifikácie GMW môžu kombinovať externé cyklovanie s inými požiadavkami, ako sú materiálové vlastnosti, priľnavosť, správanie v tlaku, rozmerová stabilita alebo odolnosť voči špecifickým faktorom prostredia. Napríklad norma GMW 17408 je definovaná ako špecifikácia pre flexibilnú penovú gumu a gumovité materiály používané na izoláciu proti vzduchu, prachu, hluku a vode a v laboratórnych zoznamoch je uvedená ako „Externý cyklický test“. To zdôrazňuje dôležitý bod: príslušné testovacie podmienky a kritériá prijatia závisia od konkrétnej špecifikácie GMW a aplikácie izolácie.

Vo všeobecnosti proces testovania prebieha podľa týchto krokov:

• Výber vzorky: Vyberú sa reprezentatívne izolačné materiály alebo komponenty.
• Počiatočné kondicionovanie: Vzorky sa kondicionujú podľa príslušných špecifikácií.
• Počiatočné preskúmanie: Zaznamenajú sa rozmery, vzhľad a relevantné počiatočné charakteristiky.
• Klimatický cyklus: Vzorky sú vystavené špecifikovanej sekvencii prostredia.
• Vystavenie korózii: Príslušný krok korózie sa vykonáva na určených miestach vrátane normy SAE J1389.
• Podmieňovanie po teste: Vzorky sa nechajú dosiahnuť špecifikovaný vyhodnocovací stav.
• Vizuálna kontrola: Kontrolujú sa praskliny, deformácie, delaminácie alebo iné poškodenia.
• Funkčné vyhodnotenie: Toto určuje, či je zachovaná tesniaca funkcia.
• Akceptačné posúdenie: Výsledky sa porovnajú s požiadavkami príslušnej špecifikácie GMW.
• Podávanie správ: Dokumentujú sa testovacie podmienky, pozorovania, merania, odchýlky a konečné výsledky.

Záverom možno povedať, že cyklické testovanie GMW je prístup k environmentálnej trvanlivosti, ktorý sa používa na hodnotenie toho, či vonkajšie tesniace materiály automobilov dokážu odolať kombinovanému klimatickému a koróznemu namáhaniu. Hlavným cieľom je určiť, či si tesniaci systém dokáže zachovať svoju fyzickú integritu a ochrannú funkciu po starnutí vplyvom prostredia.

Naša organizácia so svojím kompetentným a skúseným tímom už mnoho rokov rozumie potrebám svojich klientov, poskytuje im pokročilé testovacie služby a pomáha im pri zavádzaní, implementácii a zlepšovaní systémov riadenia. V tomto rámci poskytujeme firmám aj služby testovania cyklických GMW.