При испытании на растяжение ткань тянут в одном направлении. Трикотаж, нетканые материалы и ламинаты в эксплуатации редко нагружаются так — колено или локоть давят наружу сразу во всех направлениях. Именно это воспроизводит испытание на продавливание: образец зажимают над резиновой диафрагмой, диафрагму раздувают и фиксируют давление в момент разрыва.
Диафрагму можно раздувать жидкостью или воздухом. От того, какой способ вы используете и как учитываете саму диафрагму, зависит, можно ли сравнивать ваш результат с чьим-либо ещё.
Три документа, два принципа
| Стандарт | Рабочая среда | Примечания |
|---|---|---|
| ISO 13938-1 | Гидравлический (жидкость, подача с постоянной скоростью) | Прочность и прогиб |
| ISO 13938-2 | Пневматический (сжатый воздух) | Прочность и прогиб |
| ASTM D3786 | Гидравлический или пневматический диафрагменный прибор | Прочность на продавливание |
Обе части ISO были пересмотрены в 2019 году и распространяются на трикотажные, тканые, нетканые и ламинированные материалы, испытываемые в кондиционированном или мокром состоянии. ASTM D3786 в рамках одного метода допускает прибор с диафрагмой любого типа.
Когда гидравлика и пневматика совпадают
Область применения ISO даёт полезное правило: при давлениях до 800 kPa существенной разницы между гидравлическими и пневматическими результатами, по-видимому, нет. Этот диапазон охватывает большую часть массовой одежды. Для специальных текстильных материалов, требующих более высокого давления продавливания, стандарт считает более подходящим гидравлический прибор.
На практике это означает:
- Для футболочного кулирного полотна, белья и большинства модного трикотажа оба принципа дадут сопоставимые значения — при условии, что остальные условия совпадают.
- Для технических тканей, материалов с покрытием или ламинированных материалов и плотного трикотажа, которые разрываются значительно выше 800 kPa, выбирайте гидравлику. Пневматическая система, накапливающая большой объём сжатого воздуха, к тому же резко высвобождает эту энергию в момент разрыва, что само по себе требует внимания при эксплуатации.
Поправка 1: диафрагма не «бесплатна»
Часть считываемого давления расходуется на растяжение резиновой диафрагмы, а не ткани. Методы требуют это учитывать: из общего давления продавливания вычитается давление, необходимое для раздувания одной диафрагмы, без образца, до того же прогиба.
Типичные ошибки:
- Поправка не вводится вовсе. На лёгком трикотаже доля диафрагмы составляет заметную часть результата. Нескорректированные значения выглядят прочнее, чем есть на самом деле.
- Одна поправка на все времена. Резина стареет, твердеет и истончается. Поправка, определённая на новой диафрагме, через полгода уже неверна. Определяйте её заново с периодичностью, установленной стандартом, и при каждой замене диафрагмы.
- Поправка при неверном прогибе. Давление диафрагмы нужно брать при том прогибе, которого образец фактически достиг в момент разрыва, а не при фиксированном значении.
Большинство современных приборов вводят поправку автоматически, но холостой прогон всё равно кто-то должен запустить. Сделайте его частью процедуры начала рабочего дня.
Поправка 2: испытываемая площадь
Давление продавливания зависит от площади ткани под нагрузкой. ISO 13938-1 допускает несколько испытываемых площадей, при этом общепринятой базой служат 50 cm²; ASTM D3786 обычно выполняется на значительно меньшей площади.
Значение в kPa без указания испытываемой площади неполно. Две лаборатории с разными зажимными кольцами могут получить для одной ткани разное давление, и ни одна из них не ошибается. Указывайте испытываемую площадь в каждом протоколе и в каждом нормативе. Если в спецификации заказчика норма дана без площади, уточните до начала испытаний.
Поправка 3: скорость
Испытание на продавливание проходит быстро, и скорость имеет значение. ISO 13938 регламентирует скорость увеличения объёма или — на приборах без регулирования объёма — время до разрыва. В ASTM D3786 собственное требование к скорости. Испытание быстрее заданного обычно даёт более высокое давление.
Если прибор позволяет регулировать скорость, устанавливайте её по стандарту, записывайте в карту настройки и блокируйте, если это позволяет программное обеспечение. Дрейф скорости между операторами — классический источник разброса от недели к неделе.
Где ещё результаты искажаются
Проскальзывание в зажиме. Если образец вытягивается из-под зажимного кольца, прогиб увеличивается, и разрыв происходит не там, где должен. Разрывы, начинающиеся у края зажима, недействительны; фиксируйте и исключайте их, как требует стандарт.
Испытание в мокром состоянии. Обе части ISO допускают испытание в мокром состоянии. Результат во влажном состоянии — это иное свойство, чем результат после кондиционирования, и он должен быть соответственно обозначен. Образцы для испытаний в кондиционированном состоянии следует выдерживать в стандартной атмосфере по ISO 139.
Прогиб не учитывается. ISO 13938 предусматривает указание не только прочности, но и прогиба при продавливании. Две ткани с одинаковым давлением продавливания могут сильно различаться тем, насколько они выпучиваются до разрушения, — важный показатель качества для трикотажа, который вытягивается на коленях. Если ваш прибор его измеряет, указывайте его в протоколе.
Диафрагма или шарик?
При продавливании шариком (ASTM D3787, ISO 9073-5 для нетканых материалов) полированный стальной шарик проталкивается через ткань на механической разрывной машине. Это отдельное семейство методов с собственными результатами, и пересчёта усилия продавливания шариком в давление диафрагмы не существует. Если в спецификации указано «прочность на продавливание» без названия метода, уточните, какой принцип имеется в виду.
Перед выдачей протокола
- ISO 13938-1, ISO 13938-2 или ASTM D3786 — и превышает ли ожидаемое давление 800 kPa?
- Определялась ли поправка на диафрагму недавно и при правильном прогибе?
- Указана ли испытываемая площадь?
- Установлена ли скорость по стандарту, а не по привычке?
- Исключены ли разрывы у края зажима?
- Кондиционированное или мокрое состояние — и указано ли это в протоколе?
Наш гидравлический прибор для испытания на продавливание работает до 7000 kPa со стандартной испытательной головкой 50 cm², что с запасом охватывает область высоких давлений, где предпочтителен гидравлический метод. Он изготавливается в нашей собственной мастерской в Стамбуле.