Gummialterungstest mit Ozon für Haltbarkeitsvorhersagen

Durch den Einsatz von Ozon werden höhere Qualitätsstandards erreicht: Unsere Ozonsysteme können zur Vorhersage der Haltbarkeit von Gummiproben mit Alterungstests oder zum Schutz von Gummiprodukten vor Ozoneinfluss eingesetzt werden.

Gummirisstest – Warum ist der Test wichtig?

Anseros Ozonprüfschränke ermöglichen die Untersuchung von altersbedingter Ermüdung sowie von Witterungs-, Klima- und Druckeinflüssen. Dadurch können Rückschlüsse auf die Lebensdauer eines Produktes gezogen werden, bevor dessen Produktion beginnt. Durch den Einsatz von Ozon lassen sich höhere Qualitätsstandards erreichen: Mit unseren Ozonanlagen können Gummiproben auf ihre Haltbarkeit getestet oder Gummiprodukte vor Ozoneinfluss geschützt werden.

Neben der Langlebigkeit ist die Zuverlässigkeit von Gummiprodukten ein wesentliches Merkmal der Produktqualität. Um die strengen Industriestandards zu erfüllen, müssen kautschukverarbeitende Unternehmen ihr Ausgangsmaterial sorgfältig prüfen. Dadurch, dass das Gummimaterial für unterschiedliche Anwendungen verwendet wird, wirken unterschiedliche Umwelteinflüsse auf die Kunststoffe ein. Beispielsweise werden Autoreifen anderen Belastungen ausgesetzt als Dichtungen oder Schläuche. Mit zunehmender Beanspruchung und Abnutzung steigt die Zahl der Materialfehler. Dies erfordert die kontinuierliche Verbesserung der Gewebezusammensetzung, um eine entsprechende Haltbarkeit zu gewährleisten. Auf diese Weise werden Kosten und Ressourcen beim Materialtausch vermieden. Denn der Test ermöglicht eine Vorhersage über die Lebensdauer und Beanspruchung eines Gummiprodukts. Dadurch können Mängel früher erkannt und Maßnahmen zur Qualitätsverbesserung vor dem eigentlichen Einsatz ergriffen werden. Die Gummiproben werden mit Ozongas auf ihre mechanische Stabilität geprüft.

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Unsere Alterungs- und Haltbarkeitsprüfgerät

Wofür wird Ozon eingesetzt?

Ozon kommt in gasförmiger Form in der Atmosphäre vor. Als dreiatomiges Sauerstoffmolekül ist es ein wichtiger Bestandteil unserer Luft. In der Natur entsteht unter dem Einfluss von UV-Strahlung Ozongas. Die Konzentration ändert sich je nach Umgebungsbedingungen. Da der dreiatomige Sauerstoff sehr reaktiv ist, greift er bei Kontakt organische und anorganische Verbindungen an. Bei hoher Ozonkonzentration wird das Materialgefüge angegriffen und die Kohlenstoffverbindung zerstört. Bei der Reaktion mit einem herkömmlichen Nitrilkautschuk (NBR) zersetzt das Ozon das Material bis zum Bruch. Dadurch ist die Zuverlässigkeit des Kunststoffmaterials nicht mehr gegeben. Beim Gummialterungstest mit Ozon zur Lebensdauervorhersage wird dieser Effekt genutzt, um die Mischung der Gummimischung zu verbessern und damit die Materialeigenschaften zu optimieren.

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Wozu werden Alterungstests mit Ozon benötigt?

Das wachsende Sicherheitsbewusstsein der Verbraucher und immer strengere regulatorische Anforderungen von Standardorganisationen auf der ganzen Welt haben dazu geführt, dass die Qualität des Gummis, das für die Herstellung von Kabeln, Rohren, Schläuchen, Dichtungen, Isolatoren, Reifen und Gummiteilen verwendet wird, erneut in den Vordergrund gerückt wird. Um diese neuen Qualitätsstandards zu erreichen, muss eine verbesserte Technologie eingesetzt werden, um die Lebensdauer von Gummi zu testen. Die Technologie zur Erfüllung dieser Anforderungen ist die Ozonprüfung. Gummialterungstests mit Ozon zur Vorhersage der Haltbarkeit wurden in Gegenwart von Umwelt- und Nicht-Umweltfaktoren wie Temperatur, Druck, Feuchtigkeit und mechanischem Verschleiß durchgeführt, die in behördlichen Testverfahren vordefiniert sind.

Wie wird ein Ozontest durchgeführt?

Zunächst werden die zugeschnittenen Prüflinge in die entsprechende Probenaufnahme der Prüfkammer eingespannt. Je nach Probengröße stehen unterschiedliche Größen der Prüfkammern zur Verfügung. Hauptsächlich werden Teststreifen oder komplette Prüfkörper untersucht. Sobald die Prüfkammer dicht verschlossen ist, wird der Prüfvorgang automatisch durch das vorprogrammierte Prüfprogramm gestartet. Die eingespannten Proben werden einer nachsimulierten Umweltbedingung entsprechend der gewählten Norm ausgesetzt und einer statischen oder dynamischen Belastung ausgesetzt.

Zu den gewählten Prüfbedingungen gehören der Ozongehalt in der Raumluft, die Luftfeuchtigkeit sowie die Temperatur und Strömungsgeschwindigkeit in der Prüfkammer. Eine Änderung der Prüfparameter beeinflusst die Beständigkeit des Materials und damit das Prüfergebnis. Der Ozontest unter dynamischer Belastung nach Prüfnorm erfordert zusätzliche mechanische Modulwerkzeuge.

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Warum ist die Vorhersage der Haltbarkeit wichtig?

Langlebigkeit bedeutet mehr als nur Qualität: Sie ist eine Frage des Designs, eine Frage der Sicherheit. Der Isolator eines Kabels, der Reifen eines Autos, die Verkabelung in einem Flugzeug oder in einem Aufzug, der Schlauch einer hydraulischen Bremse, verfärbtes Papier, zusammengebundene Textilien, Gummidichtungen. Sie alle können eine Gefahr für Mensch und Natur darstellen.

Um eine Aussage über die Zuverlässigkeit treffen zu können, sind Untersuchungen notwendig. Die Rissprüfung ist ein Verfahren zur Fehlervermeidung und Gewährleistung des Schutzes von Elastomerwerkstoffen. Heutzutage arbeiten Entwickler ständig daran, die Zusammensetzung verschiedener Gummimischungen zu optimieren. Dies reduziert ungewollten Verschleiß und den Austausch von Ersatzteilen innerhalb kürzester Zeit. Da unsere Ressourcen begrenzt sind, müssen wir sorgfältig damit umgehen und den Lebenszyklus eines Produkts maximieren.

Wie greift das Ozon das Gummi an?

Atmosphärisches Ozongas hat eine starke Tendenz, Gummi anzugreifen. Denn Gummiartikel werden häufig unter Verwendung von Elastomeren hergestellt. Die Kunststoffe enthalten sogenannte Olefine mit ozonempfindlichen Doppelbindungen.

Ozon baut die Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindungen ab und hat somit einen großen Einfluss auf die Alterung und Ermüdung von Gummi. Durch die Belastung des Materials entstehen Risse an der Oberfläche oder sogar der gesamte Gummi bricht. Dadurch werden Gummiteile wie Kabelisolierungen, Dichtungen und Reifen zerstört und ihre Lebensdauer verkürzt.

Welche Arten von Gummimaterialien können getestet werden?

Grundsätzlich gibt es zwei Haupttypen von Gummimaterialien, die in Industrieprodukten verwendet werden. Beide sind ozonempfindlich.

NBR – Eine durch Ozon verursachte Verschlechterung tritt auf, wenn Ozon auf die NBR-Doppelbindung einwirkt. Die Moleküle des Gummis brechen auseinander.

HNBR – Anders verhält es sich mit der Grundstruktur der HNBR, die sich immer mehr zum Standard entwickelt. Hier bricht die Doppelbindung von NBR durch die Anlagerung von Wasserstoff auf. Es verbleibt eine winzige Menge an Doppelbindung in der Struktur. Die HNBR-Struktur weist eine hervorragende Ozonbeständigkeit auf.

Wie stark ist die Ozonbeständigkeit von NBR vs. HNBR?

Die Ozonbeständigkeit von NBR und HNBR ist je nach Struktur unterschiedlich. Ein Experiment wurde unter Testbedingungen gemäß ISO 1431 und unter Verwendung von Luft durchgeführt, die 1 ppm Ozon enthielt. Die Testbedingungen (Ozonkonzentration, Temperatur und Zugbelastung) waren viel härter als in einer normalen Betriebsumgebung; Daher waren Risse in NBR nach nur 1 bis 25 Stunden Einwirkung von ozonischer Luft offensichtlich. Wenn andererseits die gleichen strengen Bedingungen auf HNBR angewendet wurden, traten selbst nach 1000 Stunden Exposition keine Risse auf.

Welche internationalen Standards können erfüllt werden?

Deutsche Industrieverbände wie VDE, VDI oder DIN haben die Notwendigkeit von Qualitätsstandards erkannt und strenge Maßnahmen zur Gewährleistung von Sicherheit und Qualität definiert.

Darüber hinaus werden weltweit entsprechende amerikanische Normen (ASTM), IEC- und ISO-Normen verwendet. Die gesamte Branche setzt sich stark dafür ein, die Zuverlässigkeit und ausreichende Sicherheit von Gummimaterialien umfassend zu verbessern.

Erfüllte Hauptnormen für Bau der Kammer:

+ DIN 53509

+ ISO 1431

+ ASTM D 1149

+ EN 1337-3

+ ISO 105-G03

+ GB/T 7762

Erfüllte die wichtigsten Standards für den Test Bedingungen, Testverfahren und Testwerkzeuge:

+ ASTM D 1149

(Including formerly ASTM D 3395)

+ SAE J 1401

+ ISO 7326

+ VDE 0472, Part 805

+ CENELEC HD 505.2.1/8

+ CENELEC HD 22.2

+ IEC 60811-2-1

+ IEC 811-2-1

+ ASTM D 518

+ DIN 53509-1/-2/-3

+ NFT 46-019

+ EN ISO 10960

+ EN 1337-3

+ GB/T 7762

+ GB/T 9571

Erfüllte Hauptnormen zur Messung von Ozongas:

+ ISO 1431-3

+ ISO 13964

Welches Ozon-Testsystem benötige ich?

Ozonalterungskammern bestehen im Allgemeinen aus drei Hauptteilen, nämlich Alterungsprüfschrank, Ozongenerator, Ozonmessgerät und Ozonkonzentrationskontrolle.

In der Ozonprüfanlage von ANSEROS, Deutschland, entspricht die Auslegung der Luftströmungsrichtung vollständig den Normanforderungen.

Die von ANSEROS in Deutschland hergestellte Ozonbox der Serie SIM6000 kann einen orthogonalen Luftstrom erzeugen.

Ozonboxen der Serie SIM7000, hergestellt von ANSEROS in Deutschland, können einen parallelen Luftstrom erzeugen, und das Design der Luftstromrichtung entspricht vollständig den Standards ISO 1431-1 und GB/T 7762.

Zur Erzeugung von Ozon wird ein Anseros-Ozongenerator verwendet. Das Ozon wird nach dem Koronaentladungsprinzip erzeugt. Das Ozongas wird in hochwertigen Quarzglasröhren erzeugt und ist somit absolut frei von Metallrückständen.

Der selbstgebaute Generator hat weitere vorteilhafte Eigenschaften:

+Hohe Ozonerzeugungseffizienz, geeignet für Ozonalterungstests mit hoher und niedriger Konzentration

+Mit dem Ozonanalyse- und Kontrollsystem von Anseros ist die Kontrollgenauigkeit der Ozonkonzentration hoch

+ Das doppelwandige Quarzrohrdesign stellt sicher, dass die Elektrode nicht mit Ozon in Kontakt kommt, die Elektrode nicht durch Ozon oxidiert wird und nicht ausfällt, die beschädigten Teile nicht ersetzt werden müssen und die Garantie 10 Jahre beträgt.

Der Anseros Ozongasanalysator MP misst die Ozonkonzentration im Prüfraum. Das Photometer verfügt über ein patentiertes Einstrahl-Messverfahren. Mit Hilfe der doppelten Selbsttestfunktion führt das Messgerät die Kalibrierung selbstständig durch.

In Verbindung mit der integrierten Steuereinheit kann der Prüfablauf entsprechend der Parametereingabe gesteuert und überwacht werden. Auf diese Weise wird eine kontinuierliche Ozonprüfung gewährleistet und eine unbeabsichtigte Zerstörung der Gummiprobe beim Einschalten der Prüfmaschine verhindert.

Weitere Vorteile:

+ Kann die Ozonkonzentration genau messen

+ Seine Drift ist innerhalb eines Jahres nahe Null

+ Entworfen und hergestellt von Anseros

+ Patentierte „One-Beam-Technologie“

+Es kann verwendet werden, um die Schwächung der UV-Lampe im Analysator, den Temperatureinfluss, den Einfluss von Feuchtigkeit und den Einfluss von Druck zu eliminieren

Welche Testtools benötige ich?

Aufgrund der Entstehungsgeschichte der Norm und aufgrund der unterschiedlichen Anwendungen von Elastomerwerkstoffen sind die Normen nicht gleich. Es gibt unterschiedliche Testverfahren und damit auch unterschiedliche Testwerkzeuge. Nationale Zertifizierungsinstitute fordern einen einzigen allumfassenden Simulator, der alle Standards abdeckt und dabei hilft, das Risiko mehrerer Installationen zu vermeiden.

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