DIN 53504 Skúšanie ťahom gumy a elastomérov

Norma „DIN 53504 Skúšanie gumy - Stanovenie pevnosti v ťahu pri pretrhnutí, ťahového napätia na medzi klzu, predĺženia pri pretrhnutí a hodnôt napätia pri skúške ťahom“, vydaná Nemeckým inštitútom pre normalizáciu (DIN), opisuje postupy na stanovenie pevnosti v ťahu pri pretrhnutí, ťahového napätia na medzi klzu, predĺženia pri pretrhnutí a hodnôt napätia skúšobných vzoriek špecifických tvarov vyrobených z gumy a elastomérov, keď sa skúšobné vzorky naťahujú konštantnou rýchlosťou až do pretrhnutia.

Pri skúškach ťahom, keďže pevnosť v ťahu a predĺženie pri lome samotné dostatočne necharakterizujú správanie elastomérov pri ťahovom napätí, musí sa zaznamenať celá krivka závislosti sily od predĺženia.

DIN 53504 je norma definujúca metódy na stanovenie pevnostných vlastností v ťahu vulkanizovanej gumy a elastomérov. Táto norma sa používa už mnoho rokov a naďalej sa široko uplatňuje, najmä v európskom gumárenskom priemysle, na kontrolu kvality, špecifikáciu materiálov a vývoj produktov z elastomérnych materiálov, ako sú tesnenia, hadice, pneumatiky, tlmiče vibrácií, dopravné pásy a technické gumové výrobky.

Test ťahá štandardizovanú gumovú vzorku konštantnou rýchlosťou, kým sa neroztrhne, a zaznamenáva sa správanie závislosti sily od predĺženia. Stanovené kľúčové vlastnosti sú nasledovné:

• Pevnosť v ťahu pri pretrhnutí: Maximálne namáhanie, ktoré materiál znesie pred pretrhnutím.
• Ťahové napätie na medzi klzu: Či existuje medza klzu alebo nie (menej bežné u elastomérov).
• Predĺženie pri pretrhnutí: Percentuálne predĺženie pri pretrhnutí je u dobrých gúm typicky v stovkách percent.
• Hodnoty napätia pri špecifických deformáciách: Napríklad napätie pri 100 %, 200 % alebo 300 % predĺžení (moduly, napr. 100 % modul, 300 % modul) sú kľúčové pre charakterizáciu gumových zmesí.

Tieto hodnoty pomáhajú vyhodnotiť kvalitu materiálu, zloženie zmesi, stupeň vulkanizácie, rozloženie plniva, odolnosť voči starnutiu a vhodnosť pre špecifické aplikácie.

Táto norma používa predovšetkým skúšobné vzorky v tvare činky (psia kosť) s definovanými rozmermi. Najbežnejšie typy sú:

• S1 (preferované pre väčšinu testov): Celková dĺžka približne 115 mm, úzka rovnobežná časť 33 mm dlhá x 6 mm široká.
• S2 a S3: Menšie varianty pre obmedzené množstvá materiálu.
• V niektorých prípadoch sa môžu použiť aj vzorky v tvare prstenca (typ R).

Vzorka S2 sa veľmi často používa, obzvlášť obľúbená na rutinné testovanie vďaka svojej praktickej veľkosti a spoľahlivým výsledkom. Typické charakteristiky vzorky S2 sú nasledovné:

• Úzky paralelný testovací úsek
• Špecifická dĺžka merania
• Štandardizovaná šírka a hrúbka.

Vzorky sa vyrezávajú z lisovaných plechov (zvyčajne s hrúbkou 2 mm) pomocou presných foriem. Pre štatistickú spoľahlivosť sa odporúča minimálne 5 vzoriek na testovacie podmienky.

Postup testovania sa vo všeobecnosti riadi týmito krokmi:

• Kondicionovanie: Vzorky sa zvyčajne kondicionujú v štandardnej laboratórnej atmosfére (teplota 23 stupňov Celzia plus/mínus 2 stupne Celzia, relatívna vlhkosť 50 percent plus/mínus 5 percent).
• Meranie: Presné meranie hrúbky a šírky úzkej časti na výpočet počiatočnej plochy prierezu.
• Kompresia: Konce činiek sa stláčajú na ťahovom skúšobnom stroji (typ s konštantnou rýchlosťou).
• Rýchlosť testu: Typicky 500 mm/min pre činky (veľmi rýchlo v porovnaní s testami s tvrdým plastom).
• Meranie napätia: Pre presnejšie určenie modulu sa to vykonáva buď rozpojením spojky (nominálne napätie), alebo kontaktným/bezkontaktným extenzometrom.
• Záznam: Spojitá krivka závislosti sily od predĺženia až do lomu.

Tento postup je do značnej miery v súlade s normou ISO 37 (medzinárodná ekvivalentná norma pre skúšky ťahom gumy), existujú však určité národné preferencie a menšie rozdiely.

V laboratóriách na testovanie gumy po celom svete sú výsledky normy DIN 53504 zahrnuté takmer v každom materiálovom liste pre elastoméry. Vysoká pevnosť v ťahu a predĺženie naznačujú dobrú kvalitu zmesi, zatiaľ čo hodnoty napätia pri konštantných predĺženiach odhaľujú správanie sa tuhosti pri zaťažení.

Stručne povedané, norma DIN 53504 je jednou z najpoužívanejších testovacích noriem na hodnotenie mechanických vlastností vulkanizovaného kaučuku a termoplastických elastomérov. Táto norma zohráva kľúčovú úlohu pri kontrole kvality, vývoji produktov a porovnávaní materiálov v odvetviach, ako je automobilový priemysel, stavebníctvo, zdravotnícke pomôcky a priemyselné výrobky.

Táto norma platí pre:

• Vulkanizovaná guma
• Termoplastické elastoméry (TPE)
• Elastomérové ​​plechy a lisované diely

Používa sa na určenie nasledujúcich vecí:

• Pevnosť v ťahu
• Predĺženie prestávky
• Napätie pri špecifikovaných predĺženiach

Táto norma sa často uvádza spolu s normou ISO 37, pretože definuje podobné metódy skúšania ťahom gumových materiálov.

Skúška sa vykonáva pomocou univerzálneho ťahového skúšobného stroja vybaveného nasledujúcim:

• Konštantná regulácia rýchlosti priečnej hlavy
• Vhodné držiaky pre elastoméry.
• Systém merania sily
• Extenzometer

Rýchlosť testu sa určuje na základe typu vzorky a požiadaviek na materiál.

Kľúčové merané parametre sú nasledovné:

• Pevnosť v ťahu: Maximálne ťahové napätie pred lomom.

Pevnosť v ťahu = Maximálna sila / Pôvodná plocha prierezu.

• Predĺženie pri pretrhnutí: Percentuálne predĺženie dĺžky v momente pretrhnutia.

Predĺženie pri pretrhnutí (percentá) = Predĺženie pri pretrhnutí / Pôvodná nameraná dĺžka x 100.

• Napätie pri špecifických hodnotách predĺženia: Hodnoty napätia merané pri špecifických percentách predĺženia (napr. 100 %, 200 %, 300 %). Tieto hodnoty sú dôležité pre hodnotenie tuhosti a elasticity.

Norma DIN 53504 je potrebná pre nasledujúce:

• Vývoj materiálov: Porovnanie receptúr gumy
• Kontrola kvality: Zabezpečenie konzistentnosti šarží.
• Kvalifikácia dodávateľa: Overenie súladu so špecifikáciami.
• Analýza porúch: Skúmanie problémov s mechanickým výkonom.

Medzi odvetvia, ktoré sa vo veľkej miere spoliehajú na tento štandard, patria:

• Automobilový priemysel (tesniace prvky, tesnenia, hadice, armatúry)
• priemyselné stroje
• Lekárske elastoméry
• Spotrebné výrobky

Záverom možno povedať, že norma DIN 53504 zostáva jednou z najdôležitejších noriem pre mechanické testovanie gumových materiálov. Definovaním presných geometrií vzoriek, skúšobných podmienok a výpočtových metód zabezpečuje spoľahlivé a porovnateľné merania pevnostných vlastností v ťahu. Pre výrobcov a laboratóriá pracujúce s elastomérmi je dodržiavanie normy DIN 53504 nevyhnutné pre udržanie výkonnosti, bezpečnosti a akceptácie produktu na trhu.

Naša organizácia s kompetentnými a skúsenými zamestnancami už mnoho rokov rozumie potrebám svojich klientov, poskytuje im pokročilé testovacie služby a pomáha im pri zavádzaní, implementácii a zlepšovaní systémov manažérstva. V tomto rámci poskytujeme aj testovacie služby v súlade s normou EN 53504.