Прочность на разрыв является важнейшим эксплуатационным свойством текстильных изделий, используемых в производстве одежды, промышленных тканей, технического текстиля, защитной одежды, упаковочного текстиля и нетканых материалов. ISO 13937-1 предоставляет стандартизированный метод оценки силы, необходимой для продолжения предварительно нанесенного разрыва в ткани с помощью метода баллистического маятника, широко известного как Прочность на разрыв по Эльмендорфу тест.
Для производителей, лабораторий и специалистов по контролю качества понимание ISO 13937-1 помогает обеспечить, чтобы текстильные изделия выдерживали реальные нагрузки, возникающие при обращении, обработке, транспортировке и конечном использовании. В данной статье объясняются принцип испытаний, процедура, области применения, интерпретация результатов и требования к оборудованию, связанные с испытание ткани на разрыв в соответствии с ISO 13937-1.
Понимание стандарта ISO 13937-1
ISO 13937-1: Текстиль. Характеристики прочности тканей на разрыв. Часть 1. Определение силы разрыва методом баллистического маятника (Эльмендорфа) определяет метод измерения силы, необходимой для продолжения разрыва, который уже начался в образце ткани.
В отличие от испытания на растяжение, при котором измеряется усилие, необходимое для разрушения всего образца, ISO 13937-1 уделяет особое внимание распространению разрыва. Это различие имеет важное значение, поскольку в реальных условиях эксплуатации ткани часто выходят из строя из-за имеющихся порезов, проколов или дефектов, а не под воздействием равномерной растягивающей нагрузки.
Данный метод в первую очередь применим к:
- Тканые материалы
- Многие нетканые материалы
- Текстиль с покрытием
- Технический текстиль
- Промышленные ткани
Как правило, данный стандарт не подходит для:
- Трикотажные ткани
- Высокоэластичные тканые материалы
- Крайне свободные конструкции
- Ткани с высокой степенью анизотропии, у которых направление разрыва может изменяться в ходе испытаний
Почему прочность на разрыв имеет важное значение?
Устойчивость к разрыву часто является ключевым показателем прочности ткани и срока её службы.
Типичные проблемы с качеством, выявляемые при испытании на разрыв
| Заявка | Значение прочности на разрыв |
|---|---|
| Ткани для одежды | Устойчивость к случайному разрыву при ношении |
| Защитная одежда | Предотвращение распространения трещины после повреждения |
| Геотекстиль | Долговечность при эксплуатационных нагрузках |
| Промышленные текстильные изделия | Характеристики при механической нагрузке |
| Нетканые материалы | Сохранность конструкции при транспортировке |
| Ткани для обивки | Устойчивость к повреждениям при эксплуатации |
Ткань может обладать превосходной прочностью на разрыв, но при этом преждевременно выйти из строя, если её сопротивление разрыву недостаточно. Поэтому испытание ткани на разрыв содержит дополнительную информацию, необходимую для всесторонней оценки материала.
Принцип испытания на прочность на разрыв по методу Эльмендорфа
Сайт Прочность на разрыв по Эльмендорфу Данный метод позволяет определить количество энергии, необходимое для распространения разрыва на заданное расстояние в образце ткани.
Как проходит тест
Прямоугольный образец закрепляется между двумя зажимами:
- Один зажим закреплен
- Другой прикреплен к маятнику
В образец делается заранее вырезанная прорезь.
Когда маятник отпускают:
- Потенциальная энергия преобразуется в кинетическую энергию.
- Подвижный зажим быстро тянет ткань.
- Разрыв распространяется на определённое расстояние.
- Измеряется энергия, поглощаемая при разрыве.
- Рассчитывается и указывается соответствующая сила разрыва.
В ходе испытания определяется среднее усилие, необходимое для продолжения разрыва материала.
Визуализация процесса тестирования
Подготовка образца → Предварительная прорезь → Зажим образца → Спуск маятника → Распространение разрыва → Расчет силы
Данные условия быстрой нагрузки имитируют ситуации, когда при реальной эксплуатации внезапно возникает разрыв.
Процедура испытаний по стандарту ISO 13937-1
1. Подготовка образцов
Размеры и ориентация образца должны соответствовать требованиям стандарта.
Тестирование, как правило, проводится в обоих случаях:
- Направление основы
- Направление утка
Для обеспечения статистической достоверности готовится несколько образцов.
3. Проведение теста
Образец аккуратно закрепляется между зажимами.
Оператор:
- Возвращает маятник в исходное положение
- Проверяет калибровку по нулю
- Освобождает маятник
- Записывает измеренное усилие разрыва
Выбранная мощность маятника должна обеспечивать показания в диапазоне: 15% и 85% при полной мощности для достижения оптимальной точности.
2. Создание первоначального монтажа
Измерение щели:
20 мм ± 0,5 мм
перед испытанием в образце делается надрез.
Оставшийся путь слезы выглядит следующим образом:
43 мм ± 0,5 мм
Такая контролируемая геометрия обеспечивает согласованность результатов между лабораториями.
4. Проверка достоверности
Разрыв должен:
- Следуйте по указанному направлению разрыва
- Сохранять стабильность на протяжении всего процесса размножения
- Не допускать чрезмерного проскальзывания нити
Результаты следует отклонить, если вместо фактического разрыва наблюдается проскальзывание нити. Если три или более образца из пяти признаны недействительными, данный метод может оказаться неподходящим для данного материала.
Основные факторы, влияющие на прочность на разрыв по Элмендорфу
На результаты испытаний влияют несколько характеристик материала.
Состав ткани
- Номер пряжи
- Плотность ткани
- Узор плетения
- Частота переплетения нитей
Как правило, плотные конструкции демонстрируют иные характеристики разрыва, чем рыхлые.
Тип волокна
К примерам относятся:
- Хлопок
- Полиэстер
- Нейлон
- Арамид
- Полипропилен
- Смешанные волокна
Прочность волокон и их удлинение напрямую влияют на распространение разрыва.
Процедуры по уходу за кожей
Химические и механические методы отделки могут существенно повлиять на разрывную прочность:
- Покрытия
- Обработка смолой
- Водонепроницаемые покрытия
- Огнезащитная обработка
Направление нитей ткани
Прочность на разрыв по основе и по утку зачастую существенно различается в связи с различиями в структуре ткани.
По этой причине, ISO 13937-1 требует проведения испытаний по каждому соответствующему направлению.
Интерпретация результатов тестов
Основным показателем является сила разрыва, которая обычно выражается в:
Ньютоны (Н)
Более высокие значения, как правило, свидетельствуют о большей устойчивости к распространению разрыва.
Пример данных
| Пример | Сила разрыва пространства (N) | Усилие разрыва по утку (Н) |
|---|---|---|
| Ткань А | 28.5 | 24.8 |
| Ткань B | 42.1 | 38.7 |
| Ткань C | 15.6 | 18.2 |
Эти значения можно использовать для:
- Разработка продукции
- Квалификация поставщиков
- Приемный контроль материалов
- Контроль качества продукции
- Сравнительный анализ конкурентоспособности
Применение стандарта ISO 13937-1 в различных отраслях
Текстильное производство
Производители используют ISO 13937-1 для проверки соответствия требованиям к долговечности и обеспечения стабильного качества продукции.
Защитная одежда
Защитная одежда должна обладать достаточной устойчивостью к разрыву, чтобы сохранять безопасность даже после появления незначительных повреждений.
Технический текстиль
Промышленные ткани, применяемые в транспортной отрасли, строительстве и системах фильтрации, часто требуют проверки на разрывную прочность.
Нетканые изделия
Многие нетканые материалы, используемые в гигиенической, медицинской и промышленной отраслях, оцениваются с помощью Прочность на разрыв по Эльмендорфу метод.
Научно-исследовательская и опытно-конструкторская деятельность
Разработчики материалов используют этот стандарт для сравнения новых конструкций тканей, волокон и технологий отделки.
Требования к испытательному прибору Эльмендорфа для определения разрыва
Один Прибор Эльмендорфа для определения разрывной прочности необходимо предоставить:
- Точное измерение энергии маятника
- Стабильные условия зажима
- Контролируемое позиционирование образца
- Надежные возможности калибровки
- Механизм повторяемого спуска маятника
Поскольку сила разрыва может в значительной степени зависеть от условий испытаний, качество оборудования играет важную роль в обеспечении повторяемости и воспроизводимости результатов.
Cell Instruments SLD-01 — испытатель на разрыв по методу Эльмендорфа
Для лабораторий, осуществляющих ISO 13937-1 тестирование, SLD-01 — испытатель на разрыв «Элмендорф» из Cell Instruments предназначен для проведения стандартизированных испытаний на сопротивление разрыву текстильных изделий, бумаги, пленок, нетканых материалов и аналогичных материалов.
Основные особенности
- Система с ПЛК-управлением и сенсорным интерфейсом HMI
- Пневматическое зажатие образца для обеспечения постоянного усилия зажима
- Автоматическое отключение маятника для снижения влияния оператора
- Параметры многомаятниковых систем:
- 200 гф
- 400 гф
- 800 гф
- 1600 гс
- 3200 гс
- 6400 гс
- Встроенная проверка калибровочных гирь
- Автоматизированные статистические вычисления
- Дополнительное профессиональное программное обеспечение для управления данными
- Дополнительный микропринтер и интерфейс RS-232
Технические характеристики
| Параметр | Технические характеристики |
|---|---|
| Грузоподъёмность маятника | 200–6400 гс |
| Длина разрывного рычага | 104 ± 1 мм |
| Начальный угол разрыва | 27,5° ± 0,5° |
| Газоснабжение | 0,6 МПа |
| Источник питания | 110–220 В переменного тока, 50/60 Гц |
Система предназначена для лабораторий, стремящихся обеспечить надежное соблюдение ISO 13937-1 а также другие требования к испытаниям на сопротивление разрыву.
Соответствующие стандарты по испытанию на разрыв
Хотя ISO 13937-1 хотя этот метод широко применяется, в зависимости от типа материала и отраслевых требований могут использоваться и другие методы испытания на разрыв.
| Стандарт | Метод |
|---|---|
| ISO 13937-1 | Метод маятника Эльмендорфа |
| ISO 13937-2 | Метод «одиночной слезы» |
| ISO 13937-3 | Метод разрыва брюк |
| ISO 13937-4 | Метод «разрыва языка» |
| ASTM D1424 | Метод Эльмендорфа для определения прочности текстильных изделий на разрыв |
| ASTM D5734 | Метод разрыва брюк |
| TAPPI T414 | Индекс Эльмендорфа, характеризующий сопротивление бумаги разрыву |
Выбор подходящего метода зависит от структуры ткани, требований к применению и технических условий заказчика.
ISO 13937-1 остаётся одним из наиболее широко признанных стандартов для оценки сопротивления распространению разрыва в тканых и многих нетканых материалах. Путем измерения Прочность на разрыв по Эльмендорфу, производители и испытательные лаборатории могут лучше понять долговечность тканей, сравнить эксплуатационные характеристики материалов и обеспечить соответствие требованиям заказчиков и отраслевым стандартам.
Правильно выполненный испытание ткани на разрыв предоставляет ценные данные по контролю качества, которые способствуют разработке продукции, аттестации поставщиков и обеспечению стабильности производственного процесса. В сочетании с высококачественным Прибор Эльмендорфа для определения разрывной прочности, данный метод обеспечивает надежные и воспроизводимые результаты, которые помогают сохранить эксплуатационные характеристики текстиля на протяжении всего жизненного цикла изделия.