Изучение влияния продолжительности процесса растяжения до разрыва

Аннотация

С. В. Комиссаров

В работе рассмотрено влияние продолжительности процесса растяжения нити на физико - механические характеристики арамидных нитей. В исследуемом диапазоне физико - механические характеристики арамидных нитей не зависят от скорости деформации.
Ключевые слова: арамиды, нити, испытания, разрыв, деформация.
Стр. 89-94
№ гос. регистрации 0421000096\0017

05.17.11 - Технология силикатных и тугоплавких неметаллических материалов

ОАО «Каменскволокно» выпускает арамидные нити используемые в производстве продукции специального назначения (средства баллистической защиты и композиционные материалы) а также в таких областях, как производство резинотехнических и кабельных изделий, фрикционных изделий и термостойких материалах, а также при изготовлении специальной термостойкой одежды, высоконагруженных текстильных материалов и изделий, подверженных высоким статистическим и динамическим нагрузкам.
Испытание продукции является ответственной стадией, гарантирующей качество продукции перед потребителем и одновременно, это последний производственный этап.
Испытания арамидных нитей в России  проводятся согласно ГОСТ 6611. Данная серия государственных стандартов включает в себя 5 стандартов  6611.0 – 6611.4 разработанные в 1973 году.
ГОСТ 6611.2-73 Нити текстильные. Методы определения разрывной нагрузки и удлинения при разрыве строго регламентирует  (пункт 5.3) продолжительность процесса растяжения нити до разрыва и она должна быть для нитей (20 ± 3) сек. Однако, надо учесть, что когда разрабатывался указанный ГОСТ (1973 год),  арамидных нитей в СССР не было (в промышленном масштабе они производятся с 1978 года) и следовательно уровень этой величины никак не обоснован для арамидных нитей.
Столь продолжительное время процесса растяжения до разрыва связано с тем, что практически все нити, кроме арамидных и углеродных, обладают высоким удлинением и при быстром растяжении релаксационные процессы, связанные с деформацией нити проходят не полностью. Это может привести к искажению результатов (вероятно это приведет к снижению величины удлинения).
Однако, как уже указывалось мной выше, арамидные нити обладают низким удлинением и релаксационные процессы вызванные деформацией быстрые.
Для унификации процесса испытания нити вместо времени растяжения более корректно использовать величину скорости деформации, которая характеризует абсолютное удлинение нити в единицу времени.
Удлинение текстильных нитей различного класса разное и соответственно, будет разная скорость деформации нити при испытании этих нитей в условиях предусмотренных          ГОСТ 66111.2 (база испытаний 500 мм, продолжительность процесса растяжения нити до разрыва 20 сек). Удлинение некоторых нитей и скорость деформации при испытаниях показана в таблице 1.
Таблица 1.  – Удлинение и скорость деформации при испытании различных нитей.

Из таблицы видно, что скорость деформации арамидных нитей в 5 раз ниже скорости деформации текстильных нитей (вискозы, капрона, лавсана).
Для обеспечения скорости деформации арамидных нитей на уровне текстильных нитей продолжительность процесса растяжения нити до разрыва должен быть не менее 3 сек.
Таким образом, снижение продолжительности процесса растяжения нити до разрыва вплоть до 3 секунд не должно оказывать влияние на разрывную нагрузку и разрывное удлинение арамидных нитей.
Изучение влияния скорости до разрыва на физико — механические свойства арамидной нити проводили в физико — механической лаборатории ЦЗЛ (свидетельство № Л 003 об оценке состояния измерений в лаборатории от 28.12.2009)
Целью проводимого эксперимента являлось выяснение влияния скорости до разрыва арамидной нити А на ее физико — механические свойства.
Для этого были проанализированы несколько партий арамидных нитей при средних продолжительностях процесса растяжения нити до разрыва (7 ± 3) сек, (12 ± 3) сек и (20 ± 3) секунды.
Полученные результаты приведены в таблице 2.

Таблица 2. – Результаты испытаний арамидных нитей.

Как видно из таблицы 2  уменьшение времени до разрыва не приводит к каким либо значимым искажениям результатов при анализе арамидных нитей. Поэтому можно утверждать что в исследуемом диапазоне влияние времени до разрыва на физико — механические показатели нити не выявлено.  Следовательно, можно рекомендовать внесение в нормативную документацию на испытание арамидной нити продолжительности  процесса растяжения нити до разрыва не более 7 сек.
Внесение этой поправки позволит на 30 % сократить время анализа нити и увеличит производительность труда лаборанта по физико — механическим испытаниям.