DIN 53509-1 Skúšky gumy - Stanovenie odolnosti voči praskaniu ozónom - Časť 1 Statické podmienky

DIN 53509-1 Skúšky gumy - Stanovenie odolnosti voči praskaniu v ozóne - Časť 1: Statické podmienky

Norma „DIN 53509-1 Skúšky gumy - Stanovenie odolnosti voči praskaniu ozónom - Časť 1: Statické podmienky“, vydaná Nemeckým inštitútom pre normalizáciu (DIN), opisuje skúšobné metódy na stanovenie odolnosti gumy a elastomérov voči praskaniu ozónom.

Atmosférický ozón, a to aj pri veľmi nízkych koncentráciách, môže spôsobiť povrchové praskanie mnohých vulkanizovaných alebo termoplastických kaučukov, najmä tých, ktoré obsahujú dvojité väzby (napr. prírodný kaučuk, SBR, NBR). Toto je kritický problém pre tesnenia, pneumatiky, hadice, O-krúžky a iné gumové výrobky vystavené vonkajšiemu prostrediu alebo prostrediu vo vysokých nadmorských výškach.

Hlavnou časťou je v podstate norma DIN 53509-1. Opisuje, ako vystaviť gumové skúšobné vzorky kontrolovanej ozónovej atmosfére za statického ťahového namáhania a ako vyhodnotiť praskanie. Táto norma obsahuje dve bežné metódy:

Metóda A: Vyhodnotenie praskania po konštantnom čase expozície pri špecifickej koncentrácii ozónu a napätí. Táto metóda je metódou hodnotenia s pevným časom:
- Skúšobné vzorky sa natiahnu na jednu alebo viac definovaných úrovní predĺženia (deformácia, napr. 10 percent, 20 percent, 30 percent, 50 percent).
- Je vystavený ozónovej komore po určitý čas (zvyčajne 24 hodín, 48 hodín, 72 hodín alebo dlhšie, v závislosti od špecifikácie alebo požiadavky zákazníka).
- Po skončení expozičného obdobia sa vzorky odoberú a skontrolujú na prítomnosť, počet, dĺžku a hĺbku/závažnosť trhlín (zvyčajne vizuálne a pod 2- až 10-násobným zväčšením).

Trhliny sa klasifikujú podľa klasifikačnej schémy (zvyčajne založenej na hustote a veľkosti trhlín). Bežné stupnice hodnotenia sa pohybujú od 0 (žiadne viditeľné trhliny) po vyššie čísla, ktoré označujú rastúcu závažnosť (napr. veľa malých trhlín, málo veľkých trhlín, hlboké trhliny). Niekedy sa používa jednoduché kritérium vyhovenia/zotrvania (napr. „trhliny nie sú povolené“).

Medzi typické použitia patrí kontrola kvality, porovnávanie materiálov alebo kontrola, či zmes zodpovedá špecifikácii za realistických expozičných časov podobných prevádzkovým. V praxi je to bežnejšie používaná metóda.

Metóda B: Stanovenie kritického napätia alebo času prvého praskania. Táto metóda je metódou času porušenia alebo prahovou metódou. Pri použití testu,
- Skúšobné vzorky sa natiahnu na jednu alebo viac definovaných úrovní predĺženia (rovnako ako pri metóde A).
- Vzorky sa umiestnia do ozónovej komory a pravidelne sa kontrolujú (napr. každých niekoľko hodín) počas celej doby expozície.
- Test pokračuje, kým sa na povrchu neobjavia prvé viditeľné trhliny.

Počas hodnotenia sa výsledok uvádza ako čas expozície (v hodinách) potrebný na vytvorenie prvých trhlín pri danej úrovni napätia. Dlhší čas do vzniku prvých trhlín naznačuje lepšiu odolnosť voči ozónu. Môže sa tiež použiť na určenie kritického napätia alebo prahového napätia (maximálne napätie, pri ktorom sa trhliny nevytvoria ani po veľmi dlhej expozícii).

Medzi typické aplikácie patrí výskum a vývoj, sekvenovanie rôznych zlúčenín alebo stanovenie limitu bezpečného pracovného napätia pre gumu v prostredí ozónu.

Testovacie podmienky zvyčajne zahŕňajú koncentrácie ozónu 25 – 200 pphm (častíc na sto miliónov), teploty okolo 40 stupňov Celzia a úrovne predĺženia (napr. 10 – 60 percent pevnosti v ťahu). Trhliny sa zvyčajne vizuálne posudzujú pri 10-násobnom zväčšení a klasifikujú podľa ich závažnosti.

Na stanovenie koncentrácie ozónu v laboratórnych testovacích komorách sa používajú referenčné metódy (mokré chemické referenčné metódy). To zabezpečuje presnú kontrolu hladín ozónu počas testovania.

Norma DIN 53509-1 je technicky veľmi podobná norme „ISO 1431-1 Kaučuk, vulkanizovaný alebo termoplastický – Odolnosť voči praskaniu v dôsledku ozónu – Časť 1: Statické a dynamické skúšky ťahom“ a vo všeobecnosti sa považuje za ekvivalent alebo za národnú adaptáciu. Mnohé laboratóriá v súčasnosti uprednostňujú aktualizovanú verziu ISO, ktorá zahŕňa statické aj dynamické skúšky ťahom. Norma DIN 53509 sa stále používa ako referencia v starších špecifikáciách, najmä v nemeckom a európskom priemysle (ako napríklad v automobilovom priemysle a v oblasti tesniacich technológií).

Stručne povedané, norma DIN 53509 špecifikuje metódy na hodnotenie odolnosti gumy a elastomérnych materiálov voči praskaniu spôsobenému ozónom. Ozón v atmosfére môže degradovať gumové materiály, najmä pri namáhaní. Táto norma poskytuje kontrolovaný spôsob simulácie takýchto podmienok a posúdenia trvanlivosti materiálu.

Norma DIN 53509 sa zameriava na nasledovné:

Testovanie gumy a elastomérov
Vystavenie prostrediu bohatému na ozónovú vrstvu
Posúdenie tvorby trhlín pod napätím.

Opisaná testovacia metóda zahŕňa:

Príprava testovacích vzoriek gumy
Aplikácia špecifického ťahového napätia
Vzorky sa umiestnia do uzavretej ozónovej komory.
Kontrolovaná expozícia nasledujúcim faktorom:
- Koncentrácia ozónu
- teplota
- čas

Po expozícii sa vzorky vizuálne skontrolujú na praskliny alebo poškodenie povrchu.

Tento test určuje, ako odolný je materiál voči pôsobeniu ozónu v reálnych podmienkach.

Základné testovacie vybavenie používané pri testoch zahŕňa:

Ozónová testovacia komora (svetlotesná a vzduchotesná)
Systém produkcie a monitorovania ozónu
Držiaky vzoriek, ktoré aplikujú konštantné napätie.

Typické kontrolované podmienky sú nasledovné:

Koncentrácia ozónu (úroveň ppm)
teplota
Doba vystavenia

Po teste sa výsledky vyhodnocujú podľa nasledujúcich pravidiel:

Prítomnosť alebo neprítomnosť trhlín
Hustota a veľkosť zlomenín
Čas vzniku trhliny

Materiály sa klasifikujú podľa ich odolnosti voči ozónu, ktorá je rozhodujúca pre trvanlivosť.

Norma DIN 53509 sa široko používa v odvetviach, kde je guma vystavená vzduchu a namáhaniu. Napríklad

Automobilový priemysel (tesniace prvky, hadice, pneumatiky)
Elektrická izolácia
Stavebné materiály
Priemyselné gumové komponenty

Táto norma sa považuje za dôležitú z nasledujúcich dôvodov:

Ozón môže spôsobiť predčasné poškodenie gumových dielov.
Pomáha zabezpečiť dlhodobú odolnosť a bezpečnosť.
Podporuje výber materiálov a kontrolu kvality.
Zabraňuje nákladným poruchám v kritických aplikáciách.

Záverom možno konštatovať, že norma DIN 53509 zohrala významnú úlohu pri štandardizácii spôsobu posudzovania odolnosti gumových materiálov voči ozónu. Hoci bola nahradená normou ISO 1431, jej metodika zostáva základom pre pochopenie starnutia gumy a jej environmentálnej trvanlivosti.

V súčasnosti boli niektoré časti normy DIN 53509-1 stiahnuté v prospech kompatibilnej série noriem ISO 1431, ale táto norma sa stále hojne odvoláva v technickej literatúre, listoch údajov o materiáloch a starších špecifikáciách. Laboratóriá v Nemecku a Európe často majú zariadenia kalibrované podľa noriem DIN 53509 aj ISO 1431, aby sa zabezpečil súlad s požiadavkami zákazníkov.

Naša organizácia s kompetentnými a skúsenými zamestnancami už mnoho rokov rozumie potrebám svojich klientov, poskytuje im pokročilé testovacie služby, ktoré potrebujú, a pomáha im pri zavádzaní, implementácii a zlepšovaní systémov manažérstva. V tomto rámci poskytujeme aj testovacie služby v súlade s normou DIN 53509-1.