Назад в библиотеку

Исследования влияния тротила на эксплуатационные свойства резинотехнических изделий.

Автор: Праздникова Т. Н., Козаренко Д. С., Самохина А. С.
Источник: Т. Н. Праздникова. Исследования влияния тротила на эксплуатационные свойства резинотехнических изделий. / Праздникова Т. Н., Казаренко Д. С., Самохина А. С. // Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов / Сборник докладов IХ международной научной конференции аспирантов и студентов. Т. 1 – Донецк: ДонНТУ, ДонНУ – 2015. – с. 462-465.

Аннотация

Праздникова Т. Н., Козаренко Д. С., Самохина А. С. – Изучение прочностных свойств резин в тротиловой среде. В докладе рассмотрена сравнительная характеристика картины разрушения образцов резины в воздушной среде и картины разрушения образцов в среде расплава тротила при помощи стенда для статистических испытаний.

Резиновые изделия в процессе эксплуатации в различных отраслях промышленности, контактируют с разнообразными агрессивными средами. Основным требованием к резинам для таких изделий является стабильность их свойств, то есть отсутствие взаимодействия с агрессивными средами. Влияние тротиловой среды на образцы резин различных марок необходимо проверять экспериментальным путем, чтобы не допускать преждевременного выхода из строя резиновых деталей, подбирая необходимую марку резины наилучшим образом. Стойкость резин характеризуется их проницаемостью, а интенсивность коррозии – диффузией среды к поверхности материала.

На основании вышеизложенного материала можно заключить, что выбранная тема исследований является актуальной. Цель исследования состоит в том, чтобы изучить прочностные свойства образцов из резин различных марок в среде расплавленного тротила.

Для исследований были взяты марки резин, отличающиеся главным образом каучуком и наполнителями.

Резина марки НО-68-1 на бутадиен-нитрильном и хлоропреновых каучуках марок СКН-18М и РР-50 основной наполнитель сажа ламповая, марка 51-1595 уретановый каучук СК У-8ТБ с пироксилином и техническим углеродом П-324, ИРП-1347 и К3-140 на изопреновом и бутадиеновом каучуках марок СКИ-3 и СКД с наполнителем углеродом техническим П-803 и П-354.

Испытания образцов резин проводились на стенде создающим статическое нагружение. Образцы во время испытаний находились в среде расплавленного тротила при температурах 85, 100 и 110 градусов.

Для статистических испытаний использовали механический стенд. Конструкция данного стенда может быть разнообразна и зависит от прочностных свойств исследуемого материала, типа деформирования, температурных условий испытания и использованной среды. Данный стенд может быть получен частичной реконструкцией существующих стендов на растяжение-сжатие. Экспериментальные данные были получены на стенде следующей конструкции. На сварной станине стенда установлен стол. На столе двумя колонками крепится верхняя плита, на которой смонтированы индикатор и упор.

Между столом и верхней плитой помещена обогреваемая (водой до 100 °С, глицерином, свыше 100 °С) термокамера, в которую во время испытаний помещают образец, закрепленный в зажимах, и система измерения деформаций. Нагрузка на образец от груза передается через рычаг. Для контроля хода деформации предусмотрен контрольный индикатор часового типа, удаленный от места крепления (не жесткого) рычага на такое же расстояние, как и тяга, и фиксирующие перемещение рычага.В прошлом трудности науки и техники в основном сводились к проблемам аппаратурно-механического или конструкционного характера. Теперь, и, по-видимому, в возрастающей степени в будущем, ограничение технологических достижений в отдельных областях науки и техники связано с выбором и всесторонним обоснованием основных и вспомогательных конструкционных материалов. С усложнением технологических условий основные трудности заключаются в выборе материалов, характеризующихся совокупностью свойств, определяющих природность материала, для использования его в реальных условиях эксплуатации, а так же требования по относительному постоянству этих свойств, в рабочих условиях.

Своеобразную картину разрушения наблюдали у образцов марки Кз-140. Разрушение происходило плавно, чередуясь со скачками в связи с постепенным отрывом волокон. Для данной марки резины в среде тротила характерен волокнистый разрыв.

После «тренировки» образец нагружали до заданной величины статистического напряжения. Относительную деформацию рассчитывали по формуле

pиc1

Деформация образца регистрировали через 1;2;3;5;10 минут после нагружения, вплоть до разрушения образца, фиксировали время начала испытаний и время момента разрушения образца. Все испытания повторяли на образцах минимум 3 раза и обрабатывали методом комплексного дисперсионного анализа. Значение усредненных деформаций для каждого уровня напряжений и температур и время разрушения записывали в таблицу 1.

Проведя сравнительный анализ резиновых образцов, было исследовано влияние четырех различных технических марок резин с широко используемым ВВ тротилом. Под влиянием воздействия агрессивной среды тротила происходит взаимодействие химически активного вещества с резиной, приводящее к различным процессам (структурированию, деструкции, окислению и т. п.), что вызывает изменение структуры каучука и ухудшение физико-механических свойств резины. Воздействие расплава тротила приводит в основном к снижению прочностных характеристик резин. Резины марок ИРП-1347, 51-1595, Кз-140, НО-68-1 более стойкие к воздействию взрывчатого вещества, что позволяет применять их в производстве и обеспечивает большую прочность деталей, выполненных из данных типов резин. Образцы, принимающие участие в эксперименте, совместимы с взрывчатым веществом, ввиду того, что резины данных марок, имея низкие энергетические характеристики допущены для применения в промышленности.

Исследование долговечности резин в этих условиях имеет большое практическое значение в этих условиях для оценки эксплуатационных свойств резиновых изделий.

Следующим этапом работы планируется математическая обработка полученных экспериментальных данных для последующего определения долговечности и прогнозирования работоспособности резин, эксплуатирующихся в среде расплавленного тротила.

Зависимость изменения прочностных характеристик резин во времени
Марка резины МПа Время разрушения (минуты) при Т, °С
85 100 110
Кз-140 7,4 200 107 72
Кз-140 9,0 50 24 11
Кз-140 10,2 18 7 4
51-1595 2,6 180 58 25
51-1595 2,8 150 24 19
51-1595 3,0 90 4 1
НО-68-1 2,5 87 75 30
НО-68-1 2,7 59 48 15
НО-68-1 2,9 27 23 2
ИРП-1347 5,4 120 83 29
ИРП-1347 6,2 15 5 4
ИРП-1347 6,6 3 2 -