آزمون سایش لاستیک

آشنایی با آزمون مقاومت سایشی لاستیک، استاندارد DIN ۵۳۵۱۶، روش اجرا، پارامترهای اندازه‌گیری و کاربردهای صنعتی.

اهمیت آزمون سایش لاستیک

سایش یکی از مهم‌ترین مکانیزم‌های تخریب قطعات لاستیکی در کاربردهای صنعتی است. قطعاتی که در تماس مداوم با سطوح زبر، ذرات ساینده یا حرکت نسبی قرار دارند، در صورت نداشتن مقاومت سایشی مناسب، دچار کاهش عمر، افت عملکرد و شکست زودرس می‌شوند.

آزمون سایش به عنوان یکی از شاخص‌های کلیدی کیفیت، امکان ارزیابی توانایی لاستیک در مقاومت در برابر فرسایش مکانیکی را فراهم می‌کند.

مفهوم آزمون سایش لاستیک (Abrasion)

آزمون سایش میزان افت حجم یا جرم نمونه لاستیکی را در اثر تماس کنترل‌شده با سطح ساینده اندازه‌گیری می‌کند. هرچه مقدار سایش کمتر باشد، مقاومت سایشی ماده بالاتر و دوام آن در شرایط عملیاتی سخت بیشتر خواهد بود.

معرفی آزمون مقاومت سایشی مطابق با استاندارد DIN ۵۳۵۱۶

استاندارد DIN ۵۳۵۱۶ یکی از متداول‌ترین و معتبرترین روش‌ها برای اندازه‌گیری مقاومت سایشی لاستیک‌ها است. دستگاه آزمون مربوط به این استاندارد با نام سایش DIN شناخته می‌شود.

این آزمون با استفاده از دستگاه سایش درام چرخان (Rotating Drum Abrasion Tester) انجام می‌شود و نتایج آن به صورت افت حجم بر حسب میلی‌متر مکعب (mm3) گزارش می‌گردد.

تجهیزات آزمون

  • ماشین ساینده
  • ورق ساینده یا کاغذ سمباده
  • ابزار برش آزمونه

مراحل اجرای آزمون سایش

در این روش آزمون، یک قطعه دیسکی‌شکل از نمونه مورد آزمایش تهیه می‌شود و در نگهدارنده مناسب دستگاه قرار می‌گیرد. سپس نمونه به کمک نگهدارنده در طول یک استوانه چرخان که سطح آن با ورقه ساینده پوشانده شده، حرکت می‌کند.

در این حالت، سطح نسبتاً بزرگی از ورق ساینده در اثر چرخش مداوم با نمونه مورد آزمون در تماس قرار می‌گیرد. فرسایش سطح ساینده به شکل آهسته و یکنواخت در سراسر سطح آن رخ می‌دهد و حرکت نسبی بین نمونه و سطح ساینده کاملاً لغزشی است. درجه لغزش در این آزمون برابر با ۱۰۰٪ است.

در چنین شرایطی، حضور روان‌سازها در آمیزه لاستیکی می‌تواند با کاهش اصطکاک سطحی، نتایج آزمون را تحت تأثیر قرار داده و ارزیابی دقیق مقاومت سایشی ماده را با چالش مواجه کند.

گام‌های اجرایی آزمون سایش درام چرخان

  1. آماده‌سازی نمونه لاستیکی با ابعاد استاندارد
  2. اندازه‌گیری جرم اولیه نمونه
  3. تماس نمونه با کاغذ سنباده نصب‌شده روی درام چرخان تحت نیروی مشخص
  4. اعمال حرکت لغزشی در مسیر تعیین‌شده
  5. اندازه‌گیری جرم نهایی نمونه و محاسبه افت حجم

این شرایط به گونه‌ای طراحی شده‌اند که سایش واقعی در محیط‌های صنعتی را تا حدی شبیه‌سازی کنند.

شرایط اجرای آزمون

آزمون در دمای ۲۳±۵ درجه سانتی‌گراد اجرا می‌گردد. پس از پخت آمیزه، لازم است ۱۶ ساعت به آمیزه زمان داده شود و آزمون سایش زودتر از این زمان اجرا نگردد.

دانسیته رابرهای تست‌شده به این روش با استفاده از روش هیدرواستاتیک تعیین می‌شود. برای این موضوع می‌توان به استاندارد ASTM D297 مراجعه کرد.

روش‌های اجرای آزمون مطابق استاندارد

مطابق با استاندارد آزمون سایش، چهار روش برای اجرای آزمون وجود دارد. تفاوت این روش‌ها در جدول زیر آمده است.

روش اجرای آزمون ویژگی آزمونه رابر استاندارد مرجع
Method A Non-rotating #1
Method B Rotating #1
Method C Non-rotating #2
Method D Rotating #2

در آزمایشگاه شرکت سایان بسپار سپاهان، آزمون مقاومت سایشی مطابق با استاندارد DIN ۵۳۵۱۶ و روش اجرای آزمون منطبق با Method A است.

پارامترهای اندازه‌گیری‌شده در آزمون سایش

افت حجم (Abrasion Loss - mm3)

افت حجم، شاخص اصلی مقاومت سایشی لاستیک است. هرچه مقدار عددی افت حجم کمتر باشد، مقاومت سایشی لاستیک بالاتر است. در مقابل، عدد بزرگ‌تر به معنای فرسایش سریع‌تر و عمر کوتاه‌تر قطعه خواهد بود.

شاخص مقاومت سایش (Abrasion Resistance Index)

شاخص مقاومت سایش با حروف اختصاری ARI مشخص می‌شود. این شاخص نسبت حجم از دست‌رفته یک آزمونه رابری استاندارد به حجم از دست‌رفته یک آزمونه رابری است. این نسبت بدون بعد بوده و پارامتر ARI با درصد (%) بیان می‌شود.

اندیس A که در پارامترهای ARIA و AA مشاهده می‌شود، بیانگر این است که آزمون با روش A اجرا شده است.

سایندگی اسمی ورق ساینده (Nominal Abrasiveness)

این پارامتر با حرف S0 مشخص می‌شود و بیانگر میزان سایندگی اسمی ورق ساینده است. اگر یک آزمونه رابری از کامپاند استاندارد، تحت شرایط مشخص و هنگام حرکت بر روی ورق ساینده متصل به درام چرخشی با ابعاد مشخص، ۲۰۰ میلی‌گرم جرم خود را از دست بدهد، این کاهش جرم آزمونه رابری استاندارد S0 نامیده می‌شود و واحد آن میلی‌گرم (mg) است.

استاندارد آزمون سایش

آزمون سایش لاستیک مطابق استاندارد DIN ۵۳۵۱۶ انجام می‌شود. این استاندارد شرایط دقیق دستگاه، نوع ساینده، نیروی اعمالی، مسیر حرکت و نحوه گزارش نتایج را مشخص می‌کند. رعایت این استاندارد، امکان مقایسه‌پذیری نتایج و کنترل کیفیت یکنواخت را فراهم می‌سازد.

کاربردهای آزمون سایش لاستیک

این آزمون به طور ویژه برای ارزیابی قطعاتی که در معرض سایش مکانیکی هستند، اهمیت دارد؛ از جمله:

  • نوار نقاله‌ها
  • قطعات معدنی و صنعتی سنگین
  • چرخ‌ها و رولرهای لاستیکی
  • کف‌پوش‌ها و قطعات تماس لغزشی

محدودیت‌ها

  • آزمونه‌هایی که دارای حباب، تخلخل یا هر دو باشند، منجر به نتایج نامعتبر می‌شوند.
  • آزمونه‌هایی که به جای حرکت روان بر روی ورق ساینده می‌جهند یا ضربه وارد می‌کنند، نتایج غیر دقیق ایجاد می‌کنند.
  • آزمونه‌هایی که سطح ورق ساینده را آغشته و لکه‌دار می‌کنند، منجر به نتایج بی‌معنی می‌شوند.

نتایج به‌دست‌آمده تحت هر کدام از شرایط بالا، برای نتیجه‌گیری درباره مقاومت سایشی نسبی رابرها نامعتبر هستند.

آزمون سایش به عنوان شاخص کیفیت در سایان بسپار سپاهان

در شرکت سایان بسپار سپاهان، آزمون مطابق استاندارد DIN ۵۳۵۱۶ و با Method A به عنوان یکی از شاخص‌های کلیدی کنترل کیفیت انجام می‌شود. نتایج این آزمون به مهندسان امکان می‌دهد تا فرمولاسیون‌های مقاوم به سایش را توسعه داده و از عملکرد مطمئن قطعات لاستیکی در شرایط کاری سخت اطمینان حاصل کنند.

سوالات متداول

آیا عدد سایش کمتر همیشه بهتر است؟

در اغلب کاربردها بله، اما باید در کنار خواصی مانند سختی، کشش و خستگی تفسیر شود.

آزمون سایش DIN ۵۳۵۱۶ چه چیزی را شبیه‌سازی می‌کند؟

این آزمون سایش لغزشی لاستیک در تماس با سطوح زبر را شبیه‌سازی می‌کند که مشابه شرایط تماس لاستیک با سطوح زبر، ذرات معدنی و حرکت نسبی در کاربردهای صنعتی است.

چرا نتیجه آزمون سایش به صورت افت حجم (mm3) گزارش می‌شود؟

زیرا افت حجم مستقل از دانسیته ماده است و امکان مقایسه دقیق بین ترکیبات مختلف لاستیکی را فراهم می‌کند، در حالی که افت جرم می‌تواند گمراه‌کننده باشد.

چه عواملی بیشترین تأثیر را بر نتیجه آزمون سایش دارند؟

نوع و ساختار پلیمر، مقدار و گرید فیلر به‌ویژه دوده، دانسیته شبکه پخت، سختی نهایی و کیفیت پراکندگی اجزا، مهم‌ترین عوامل مؤثر بر مقاومت سایشی هستند.

ارتباط نتایج آزمون سایش با عملکرد واقعی قطعه چگونه است؟

نتایج این آزمون در صورت انتخاب صحیح شرایط آزمون، همبستگی بالایی با عملکرد قطعه در تماس‌های لغزشی صنعتی دارد، اما باید همراه با آزمون‌های کشش و خستگی تحلیل شود.

چرا دو کامپاند با سختی یکسان می‌توانند نتایج سایش متفاوتی داشته باشند؟

زیرا مقاومت سایشی به ریزساختار شبکه، نوع پلیمر، اتصالات عرضی و تعامل فیلر-پلیمر وابسته است و نه صرفاً سختی ظاهری.

آیا DIN ۵۳۵۱۶ برای تمام کاربردهای سایشی مناسب است؟

این استاندارد برای سایش لغزشی بسیار مناسب است، اما برای کاربردهای با سایش ضربه‌ای یا فرسایش ذره‌ای شدید ممکن است نیاز به آزمون‌های تکمیلی باشد.

نقش دوده در نتایج آزمون سایش چیست؟

دوده با افزایش تقویت مکانیکی و بهبود انتقال تنش، معمولاً مقاومت سایشی را افزایش می‌دهد؛ با این حال، گرید، ساختار و پراکندگی آن تعیین‌کننده نتیجه نهایی هستند.

مشاوره و راهکار سفارشی

همین امروز برای مشاوره و دریافت راهکار سفارشی با تیم ما تماس بگیرید.