Mút polyurethane linh hoạt được sử dụng trong ghế ngồi ô tô, nệm, nội thất và đệm công nghiệp. Những vật liệu này được thiết kế để biến dạng, nhưng cũng phải chịu được lực kéo trong quá trình sản xuất, lắp ráp và bảo trì.
Việc đo các tính chất kéo của chúng không phải lúc nào cũng đơn giản. Một mẫu cắt kém, áp lực bám quá cao hoặc đo giãn nở không chính xác có thể ảnh hưởng đến kết quả trước khi hành vi kéo thực sự của vật liệu được xác định.
ISO 1798:2008 quy định phương pháp xác định độ bền kéo và độ giãn dài khi đứt gãy của các vật liệu polymer tế bào linh hoạt. Phương pháp này sử dụng mẫu đã chuẩn bị được kéo dài với tốc độ kiểm soát cho đến khi vỡ.
Hướng dẫn này bao gồm các yêu cầu kiểm tra chính, chuẩn bị mẫu, quy trình kiểm tra, các lỗi phổ biến và cách chọn máy kiểm tra bọt kéo phù hợp.
Yêu
cầu kiểm tra ISO 1798 tóm tắt
ISO 1798:2008 được thiết kế cho các vật liệu polymer tế bào linh hoạt, bao gồm cả các loại bọt polyurethane linh hoạt phù hợp.
Thử nghiệm xác định hai tính chất vật liệu: độ bền kéo và độ giãn ra khi đứt.
Phiên bản tiêu chuẩn áp dụng và bất kỳ yêu cầu kiểm tra cụ thể nào của khách hàng cần được xác nhận trước khi thử nghiệm.
Nguồn: ISO 1798:2008, các điều khoản 4–7. Xem Tiêu chuẩn và Tài liệu Tham khảo Kỹ thuật bên dưới.
ISO 1798 đo lường những gì?
độ bền kéo
Độ bền kéo mô tả lực kéo tối đa mà một mẫu bọt chịu được so với diện tích mặt cắt ngang ban đầu của nó.
Kết quả được tính dựa trên lực tối đa ghi nhận và diện tích mặt cắt ban đầu của mẫu.
Độ bền kéo (kPa) = Lực tối đa (N) × 1.000 / Diện tích mặt cắt ngang ban đầu (mm²)
Ví dụ, nếu một mẫu vật có diện tích tiết diện ban đầu là 130 mm² và đạt lực tối đa 20 N:
Độ bền kéo = 20 × 1.000 / 130 = 153,8 kPa
Đây chỉ là phép tính minh họa, không phải kết quả thử nghiệm thực tế.
Độ bền kéo hữu ích để so sánh các công thức bọt, giám sát độ đồng nhất sản xuất và điều tra các lỗi vật liệu.
sựgiãn dài khi đứt gãy
Độ giãn nở khi đứt đo sự tăng chiều dài gauge xác định ngay trước khi mẫu vật bị rách.
Độ giãn nở khi đứt (%) = [(Chiều dài chuẩn khi đứt − Chiều dài chuẩn gốc) / Chiều dài chuẩn gốc] × 100
Nếu mẫu vật có chiều dài đo ban đầu là 40 mm và đạt 120 mm ngay trước khi vỡ, độ giãn dài tính toán khi đứt là 200%.
Bọt có thể có độ bền kéo tương đối thấp nhưng vẫn giãn ra đáng kể trước khi bị vỡ.
Vì lý do này, nên đánh giá độ bền kéo và độ giãn ra khi đứt gãy.
Những vật liệu xốp nào có thể được kiểm tra?
Các ứng dụng điển hình bao gồm bọt polyurethane linh hoạt được sử dụng trong:
-
Ghế ngồi ô tô và đệm nội thất
-
Nệm và nội thất bọc vải
-
Bao bì linh hoạt và đệm bảo vệ
-
Các thành phần xốp công nghiệp
-
Các sản phẩm polymer tế bào linh hoạt khác
ISO 1798 không nên tự động được sử dụng cho nhựa tế bào cứng hoặc cao su đặc. Những vật liệu này có thể cần các phương pháp kiểm tra khác, như ISO 1926 cho nhựa tế bào cứng hoặc ISO 37 cho cao su lưu hóa và cao su nhiệt dẻo.
Tiêu chuẩn ISO 1798: Hình dạng, Chuẩn bị và Điều kiện
hóaChuẩn bị mẫu vật là nguồn biến đổi lớn trong thử nghiệm bọt kéo linh hoạt.
Khác với mẫu nhựa đặc, bọt mềm có thể bị nén hoặc hư hại trong quá trình cắt, thao tác và cầm nắm. Những khuyết tật nhỏ dọc theo mép mẫu vật có thể trở thành vị trí gãy sớm.
Mẫu Loại 1 và Loại 1A
ISO 1798:2008 quy định hai cấu hình mẫu hình tạ đơn.
Kích thước đề cập đến hình dạng cắt được chỉ định và yêu cầu chuẩn bị mẫu. Các phòng thí nghiệm nên tham khảo bản vẽ tiêu chuẩn chính thức cho toàn bộ hồ sơ, bán kính và dung sai của dao cắt.
Chất lượng cắt và hướng lấy mẫu
Các mép mẫu nên mịn và không bị hư hại nhìn thấy.
Dụng cụ cắt cùn có thể nén bọt hoặc tạo ra các vết rách nhỏ dọc theo phần hẹp. Những khuyết tật này có thể tạo ra nồng độ ứng suất cục bộ và khiến mẫu vật bị gãy sớm.
Hướng tế bào cũng có thể ảnh hưởng đến hành vi kéo.
Khi có hướng tế bào chủ đạo, ISO 1798 chỉ định hướng lấy mẫu so với hướng đó. Nếu không đạt được định hướng yêu cầu, phải báo cáo hướng đi thực tế.
Để thử nghiệm so sánh, mẫu vật nên được chuẩn bị nhất quán từ lô vật liệu này sang lô vật liệu khác.
Điều kiện hóa trước khi thử nghiệm
Theo quy trình tiêu chuẩn, vật liệu thường không được kiểm tra cho đến ít nhất 72 giờ sau khi sản xuất, trừ các ngoại lệ quy định trong ISO 1798.
Trước khi thử nghiệm, mẫu vật hoặc vật liệu dùng để cắt thường được điều kiện ít nhất 16 giờ trong một trong các môi trường sau:
-
23 ± 2°C và độ ẩm tương đối 50 ± 5%
-
27 ± 2°C và độ ẩm tương đối 65 ± 5%
ISO 1798 cũng cung cấp các quy định cụ thể cho các ứng dụng kiểm tra và kiểm soát chất lượng trước đó. Những ngoại lệ này không nên được coi là thủ tục mặc định.
Bảnthân thử nghiệm nên được tiến hành trong cùng điều kiện nhiệt độ và độ ẩm như khi điều kiện điều chỉnh.
Nguồn: ISO 1798:2008, các điều khoản 5.1–5.4 và 6.4.
Cách thực hiện kiểm tra lực kéo bọt ISO 1798
Một bài kiểm tra đáng tin cậy bắt đầu từ mẫu thử và phương pháp đo cần thiết, không chỉ bằng việc nhấn nút khởi động.
Bước 1 — Chuẩn bị và kiểm tra mẫu vật
Chuẩn bị mẫu Loại 1 hoặc Loại 1A bằng dụng cụ cắt phù hợp.
Kiểm tra các khuyết điểm nhìn thấy, cạnh không đều và hư hại gây ra trong quá trình lấy mẫu.
Chuẩn bị đủ mẫu để đạt được số lượng kết quả hợp lệ cần thiết. Theo quy trình ISO 1798 thông thường, việc thử nghiệm tiếp tục cho đến khi đạt được năm điểm đứt gãy thỏa đáng trong chiều dài đo, trừ khi có thỏa thuận khác.
Bước 2 — Đo độ dày và đánh dấu chiều dài đồng hồ đo
Sau khi điều kiện, xác định độ dày mẫu theo tiêu chuẩn và phương pháp đo kích thước tham chiếu.
ISO 1798 yêu cầu đo độ dày tại năm vị trí phân bố đều trong khu vực vật liệu liên quan, với giới hạn biến thiên được quy định.
Đánh dấu chiều dài gauge ban đầu bằng hai đường tham chiếu.
Khoảng cách giữa các đường này phải được xác định chính xác vì nó được dùng để tính toán độ giãn dài khi đứt.
Bước 3 — Lắp mẫu vật vào tay cầm
Đặt mẫu vật một cách đối xứng sao cho lực kéo được phân bố đều nhất có thể trên mặt cắt của nó.
Tay cầm phải tránh trượt mà không làm hỏng lớp xốp.
Tránh làm xoắn mẫu vật hoặc tạo lực căng không đều giữa hai bên.
Tiêu chuẩn cho phép tải trước giới hạn, nhưng điều này nên được áp dụng theo quy trình quy định và tính đến khi thiết lập tham chiếu đo giãn dài.
Bước 4 — Đặt tốc độ thử nghiệm
Đặt máy ở tốc độ tách hàm yêu cầu:
500 ± 50 mm/phút
Xác nhận rằng cấu hình thiết bị được chọn có thể duy trì tốc độ yêu cầu trong điều kiện thử nghiệm dự kiến.
Bước 5 — Kéo dài mẫu cho đến khi vỡ
Bắt đầu kiểm tra và ghi lại lực kéo tối đa.
Xác định chiều dài đồng hồ ngay trước khi vỡ bằng phương pháp đo đáp ứng các yêu cầu áp dụng.
Quan sát mẫu vật trong quá trình thử nghiệm, đặc biệt là các trường hợp trượt nhẹ, biến dạng bất thường hoặc hỏng hóc gần tay cầm.
Bước 6 — Kiểm tra độ hợp lệ của kết quả
Mẫu vật bị gãy ngoài chiều dài chuẩn xác định phải bị loại bỏ theo quy trình ISO 1798.
Tiếp tục kiểm tra cho đến khi đạt được số lượng kết quả đạt yêu cầu.
Không tự động chấp nhận mọi đường cong lực chỉ vì máy ghi nhận lực tối đa.
Bước 7 — Tính toán và Báo cáo Kết quả
Tính toán độ bền kéo và độ giãn dài khi đứt cho mỗi mẫu hợp lệ.
Đối với báo cáo kiểm tra tiêu chuẩn, ISO 1798 quy định các yêu cầu báo cáo bao gồm kết quả độ bền kéo trung vị và độ giãn nở trung vị khi đứt, cùng với thông tin liên quan về vật liệu, mẫu vật và điều kiện thử nghiệm.
Nếu khách hàng cũng cần trung bình, độ lệch chuẩn hoặc đường cong kéo dài lực riêng lẻ, những thông tin này có thể được cung cấp như thông tin bổ sung.
Nguồn: ISO 1798:2008, Điều khoản 6–8.
Những lỗi phổ biến trong kiểm tra lực kéo bọt và cách nhận biết chúng
Kiểm tra lực kéo bọt linh hoạt có thể cho kết quả không nhất quán ngay cả khi máy kiểm tra hoạt động bình thường.
Các vấn đề sau đây cần được nghiên cứu trước khi quy kết các kết quả bất ngờ cho chính vật liệu.
trượt của mẫu vật
Nếu tay cầm không giữ chắc mút, mẫu có thể bị dịch chuyển trong quá trình nạp.
Điều này có thể làm sai lệch mối quan hệ đo được giữa lực và độ duỗi, đặc biệt khi chuyển động máy được sử dụng trong phép đo giãn dài.
Những gì cần kiểm tra: Bề mặt tay cầm, lực cầm, vị trí mẫu vật và bất kỳ chuyển động nào có thể nhìn thấy ở ranh giới tay cầm.
Tăng lực kẹp không phải lúc nào cũng là giải pháp đúng vì áp suất quá cao có thể làm hỏng vật liệu.
Gãy sớm gần tay cầm
Hỏng gần vùng bám có thể chỉ ra sự tập trung ứng suất cục bộ, tải trọng không đều hoặc hư hại từ bề mặt tay cầm.
Điều cần kiểm tra: Căn chỉnh tay cầm, khu vực tiếp xúc, mép hàm, tình trạng mẫu vật và cách kẹp kẹp.
Theo ISO 1798, mẫu vật bị gãy ngoài chiều dài chuẩn đã đánh dấu sẽ không được chấp nhận là kết quả thỏa đáng.
Đo giãn dài không chính xác
Chuyển động của đầu chéo máy không nhất thiết đồng nghĩa với sự thay đổi chiều dài thước đo đã đánh dấu của mẫu.
Chuyển động tay cầm, trượt mẫu và độ tuân thủ của máy có thể ảnh hưởng đến mối quan hệ giữa các phép đo này.
ISO 1798 yêu cầu các chiều dài gauge liên quan phải được đo trong giới hạn độ chính xác quy định. Máy đo giãn cơ học hoặc quang học có thể được sử dụng khi thích hợp, với điều kiện đáp ứng các yêu cầu áp dụng.
Phương pháp đo nên được lựa chọn dựa trên tiêu chuẩn, độ giãn dài dự kiến của bọt và đặc điểm vật lý của mẫu.
Sựbiến đổi quá mức giữa các mẫu vật
Sựkhác biệt lớn giữa các kết quả có thể xuất phát từ độ dày mẫu, chất lượng cắt, hướng buồm, điều kiện hoặc thiết lập đồ gá.
Một chuỗi khắc phục sự cố thực tế là:
-
Kiểm tra các cạnh và vị trí nứt của mẫu vật.
-
Kiểm tra kích thước mẫu và hướng lấy mẫu.
-
Xác nhận căn chỉnh tay cầm và kiểm tra độ trượt.
-
Xác minh điều kiện và tốc độ kiểm tra.
-
Xem lại các phép đo lực và độ giãn dài.
Chỉ sau khi các yếu tố này đã được đánh giá, sự biến động mới nên được hiểu chủ yếu là một thuộc tính vật chất.
Cách Chọn Máy Kiểm Tra Bọt Kéo
Một thiết bị kiểm tra kéo bọt phù hợp phải cung cấp tốc độ kiểm tra cần thiết và đo lực đáng tin cậy, đồng thời đáp ứng các yêu cầu về độ bám và kéo dài của mẫu.
Chọn tế bào tải xung quanh lực dự kiến
Cácmẫu bọt linh hoạt thường tạo ra lực kéo tương đối thấp.
Chỉ chọn máy dựa trên tải trọng tối đa có thể khiến lực thử nghiệm thực tế nằm ngoài phạm vi đo phù hợp nhất.
Cảm biến tải được chọn nên cung cấp độ chính xác phù hợp so với các lực dự kiến trong quá trình kiểm tra.
Đối với ISO 1798:2008, hệ thống đo lực phải đáp ứng lớp độ chính xác ISO 7500-1 quy định trong phạm vi tải sử dụng.
Xác nhận tốc độ yêu cầu
ISO 1798 sử dụng tốc độ tách hàm danh định là 500 mm/phút.
Tốc độ tối đa định mức của máy cần được kiểm tra cùng với cấu hình thực tế và điều kiện vận hành cần thiết.
Chọn tay cầm cho mẫu mềm, dễ nén
Tay cầm phải cố định mẫu vật mà không gây hư hại hoặc nén quá mức.
Tay cầm cơ học hoặc khí nén có thể được xem xét tùy thuộc vào hình học mẫu và đặc điểm vật liệu.
Thiết kế tay cầm phù hợp nên được xác nhận bằng mẫu xốp thực tế khi có thể.
Kiểm tra các phép đo hành trình và độ giãn dài có sẵn
Mút mềm có thể giãn ra đáng kể trước khi bị vỡ.
Máy phải cung cấp đủ hành trình sử dụng sau khi lắp tay cầm.
Hệ thống đo giãn dài cũng phải thích ứng với biến dạng dự kiến đồng thời đáp ứng các yêu cầu về độ chính xác áp dụng.
Những cân nhắc này nên được đánh giá cùng nhau, thay vì coi chiều dài hành trình và phạm vi đo là các thông số không liên quan.
ITM-LAB RS-8010A cho Kiểm tra Kéo Bọt Mềm
ITM-LAB RS-8010A là máy kiểm tra đa năng điều khiển bằng servo dành cho các ứng dụng kiểm tra cơ học lực thấp.
Các cấu hình tải và dải tốc độ thử nghiệm sẵn có khiến nó trở thành ứng viên cho thử nghiệm kéo bọt linh hoạt, tùy thuộc vào việc xác minh tế bào tải đã chọn, tay cầm, phương pháp đo giãn dài và thiết lập kiểm tra hoàn chỉnh.
Thông số kỹ thuật thiết bị liên quan
Tốc độ kiểm tra danh định ISO 1798 nằm trong phạm vi tốc độ RS-8010A đã nêu.
Tuy nhiên, chỉ riêng các thông số kỹ thuật máy móc không đủ để đảm bảo tuân thủ đầy đủ ISO 1798. Hệ thống đo lực, bố trí giá đế, hiệu suất tốc độ thử nghiệm và phương pháp đo độ giãn dài phải được kiểm tra cho cấu hình đề xuất.
Ví dụ: Cấu hình hệ thống cho bọt PU linh hoạt
Hãy cân nhắc một phòng thí nghiệm cần kiểm tra bọt polyurethane linh hoạt theo ISO 1798:2008.
Trước khi đề xuất cấu hình máy, cần trả lời các câu hỏi sau:
Mẫu vật nào sẽ được kiểm tra?
Xác nhận loại 1 hoặc loại 1A, độ dày, hướng lấy mẫu và hành vi vật liệu dự kiến.
Lực kéo được mong đợi là bao nhiêu?
Sử dụng dữ liệu vật liệu sẵn có hoặc thông tin thử nghiệm sơ bộ để chọn loại cảm biến tải phù hợp.
Mẫu vật sẽ được cầm như thế nào?
Xem xét độ dày, khả năng nén và yêu cầu tiếp xúc tay cầm của mẫu để giảm thiểu trượt và hư hại.
kiến gia hạn bao lâu?
Kiểm tra hành trình máy sử dụng được và xác định cách đo chiều dài đồng hồ trước khi vỡ.
có những giấy tờ nào?
Xác nhận phiên bản tiêu chuẩn, yêu cầu hiệu chuẩn, định dạng báo cáo kiểm tra và bất kỳ tiêu chí chấp nhận cụ thể nào của khách hàng.
Đây là ví dụ về quy trình lựa chọn thiết bị, không phải báo cáo về một bài kiểm tra khách hàng đã hoàn thành.
Mục tiêu là xác định các yêu cầu kiểm thử trước rồi cấu hình máy phù hợp.
Câu hỏi thường gặp
ISO 1798 được sử dụng để làm gì?
ISO 1798 quy định phương pháp thử kéo để xác định độ bền kéo và độ giãn dài khi đứt gãy của các vật liệu polymer tế bào linh hoạt, bao gồm cả các loại bọt polyurethane linh hoạt phù hợp.
Tốc độ thử kéo cho ISO 1798 là bao nhiêu?
ISO 1798:2008 quy định tốc độ tách hàm là 500 ± 50 mm/phút.
ISO1798 cần bao nhiêu mẫu vật?
Trừ khi có thỏa thuận khác, cần kiểm tra đủ mẫu để đạt được năm kết quả thỏa đáng, trong đó có sự đứt gãy xảy ra trong chiều dài đường ray đã đánh dấu.
Máykiểm tra đa năng có thể thực hiện kiểm tra ISO 1798 không?
Có, với điều kiện cấu hình máy hoàn chỉnh đáp ứng các yêu cầu áp dụng về đo lực, tốc độ kiểm tra, độ nắm, kéo dài mẫu thử và đo độ giãn dài.
ISO 1798 có giống với ASTM D3574 Test E không?
Không. Cả hai đều đề cập đến tính chất kéo của bọt mềm, nhưng yêu cầu kỹ thuật của chúng khác nhau. Kết quả thu được bằng hai phương pháp này không nên được giả định là có thể thay thế trực tiếp.
Cấu hình Hệ thống Kiểm tra Kéo Bọt của Bạn với ITM-LAB
Kiểm tra lực kéo bọt đáng tin cậy phụ thuộc vào sự tương tác giữa mẫu, tay cầm, tế bào tải, chuyển động máy và phương pháp đo độ giãn dài.
Đối với các ứng dụng ISO 1798, việc lựa chọn thiết bị phù hợp bắt đầu từ yêu cầu kiểm tra thay vì dung lượng tối đa của máy.
ITM-LAB có thể xem xét vật liệu xốp linh hoạt, kích thước mẫu, lực kéo dự kiến và quy trình kiểm tra cần thiết để giúp xác định cấu hình RS-8010A phù hợp.
Bạn đang lên kế hoạch cho một dự án thử nghiệm lực kéo bọt linh hoạt?
Gửi cho chúng tôi ảnh mẫu hoặc bản vẽ, tiêu chuẩn áp dụng, phạm vi lực dự kiến và yêu cầu đo độ giãn dài.
Đội ngũ của chúng tôi có thể xem xét cấu hình máy móc và thiết bị dự kiến trước khi báo giá.
