Продавливание шариком — испытание на прочность на продавливание, широко применяемое в спецификациях на трикотажные изделия, особенно по методам ASTM. Кольцевой зажим удерживает круглый участок ткани, и полированный стальной шар продавливается через него до разрыва. Результат — сила, а не давление.
Выглядит просто. Но одна и та же ткань может дать разные значения при продавливании шариком в двух лабораториях, каждая из которых уверена, что провела «испытание на продавливание шариком», — потому что таких испытаний несколько.
Один шар, несколько стандартов
| Стандарт | Материал | Принцип машины |
|---|---|---|
| ASTM D3787 | Тканые и трикотажные текстильные материалы | Постоянная скорость перемещения (CRT) |
| ASTM D6797 | Тканые и трикотажные текстильные материалы | Постоянная скорость растяжения (CRE) |
| ISO 9073-5 | Нетканые материалы | Механическое продавливание шаром |
| ISO 3303-1 | Ткани с резиновым или пластмассовым покрытием | Метод стального шара |
Первые две строки — источник большей части путаницы. Сам ASTM D6797 отмечает, что машины CRT и CRE дают разные результаты. Покупатель, указывающий D3787, и лаборатория, проводящая D6797 на современной универсальной испытательной машине, выполняют разные испытания, даже с тем же шаром и тем же кольцом.
Указывайте номер метода, а не «продавливание шариком».
Геометрия задана — сохраняйте её
ASTM D3787 использует полированный стальной шар диаметром 25.4 mm (1 in) и кольцевой зажим с отверстием 44.45 mm (1.75 in). Эти размеры определяют, какая площадь ткани нагружается и насколько круто она изгибается вокруг шара. Любое изменение влияет на результат.
Типичные проблемы на рабочем месте:
- Повреждённый шар. Шар, который роняли, поцарапали или который подвергся коррозии, уже не скользит по ткани чисто. Трение возрастает, и результат меняется. Осматривайте шар при хорошем освещении и заменяйте его, если на поверхности есть следы.
- Не то кольцо. В том же ящике могут лежать насадки для других стандартов. Кольцо другого диаметра механически подходит, но меняет условия испытания.
- Шар не по центру. Шар должен проходить через центр кольца. Смещённый шар сначала нагружает одну сторону образца и разрывает его преждевременно.
Зажим влияет сильнее, чем шар
Ткань должна удерживаться так, чтобы её не втягивало в кольцо при продвижении шара. Если она проскальзывает, часть хода шара тратится на втягивание ткани, а не на её растяжение, и измеренная сила уже не характеризует ткань.
- Вырезайте образцы достаточно большими, чтобы они со всех сторон заметно выходили за пределы зажима.
- Используйте усилие зажима, на которое рассчитан прибор; при винтовых зажимах обучите операторов затягивать их единообразно.
- Осматривайте каждый продавленный образец. Разрыв, начинающийся у края кольца, или кольцевой след проскальзывания ткани означают недействительное испытание.
Наиболее склонен к проскальзыванию высокорастяжимый трикотаж — что досадно, поскольку именно для таких полотен продавливание шариком применяется чаще всего.
Скорость и тип машины
D3787 задаёт постоянную скорость перемещения шара (305 mm/min, 12 in/min). На машине CRT шар движется с постоянной скоростью независимо от сопротивления ткани. На разрывной машине CRE с насадкой для продавливания шариком постоянной поддерживается скорость растяжения, и зависимость нагрузки от времени иная.
Если ваша лаборатория проводит продавливание шариком на универсальной испытательной машине, вы почти наверняка выполняете испытание CRE. Это нормально — так и указывайте. Ненормально маркировать результат CRE как ASTM D3787.
Продавливание шариком или мембраной?
Продавливание мембраной (ISO 13938-1/-2, ASTM D3786) создаёт давление жидкости по всей испытуемой площади. Продавливание шариком прикладывает сосредоточенную механическую нагрузку в центре. Они отвечают на несколько разные вопросы, и пересчёта силы продавливания шариком в давление продавливания мембраной не существует.
Продавливанию шариком обычно отдают предпочтение для очень растяжимого трикотажа и эластичных нетканых материалов. ISO 9073-5 указывает, что метод предназначен прежде всего для нетканых материалов, обладающих определённой эластичностью, к которым обычное испытание на продавливание неприменимо. Мембрана может достичь предела собственного растяжения раньше, чем разрушится высокорастяжимая ткань; шар же продолжает давить.
Кондиционирование и испытания в мокром состоянии
Сила продавливания шариком чувствительна к влажности, особенно для трикотажа из целлюлозных волокон и полиамида. Кондиционируйте образцы по ISO 139 и испытывайте сразу после извлечения из атмосферы кондиционирования. Если требуется результат в мокром состоянии, следуйте процедуре смачивания по методу и маркируйте результат как полученный в мокром состоянии.
Краткий порядок настройки
- Уточните метод: ASTM D3787, ASTM D6797, ISO 9073-5 или ISO 3303-1.
- Проверьте диаметр шара, отверстие кольца и поверхность шара.
- Убедитесь, что шар проходит через центр кольца.
- Установите скорость по стандарту и запишите её.
- Обнулите показание силы, когда шар не касается образца.
- Прежде чем принять результат, осмотрите каждый образец на разрыв у края зажима или проскальзывание.
Лаборатория, соблюдающая эти шесть шагов, сможет защитить свои результаты продавливания шариком при любом аудите покупателя. Лаборатория, пропускающая шаг 1, рано или поздно обнаружит, что сравнивает числа CRT и CRE, сама того не подозревая.
Наш прибор для испытания на продавливание шариком поставляется с полированным стальным шаром 25.4 mm, испытательной головкой 44.45 mm и выводом данных по USB. Он изготавливается в нашей собственной мастерской в Стамбуле.