Heat Aging

Was ist Heat Aging?

Der thermische Alterungstest ist der Test, bei dem die Änderung der Eigenschaften der Probe wie Härte, Zugfestigkeit und Bruchdehnung gemessen wird, nachdem sie über einen definierten Zeitraum bei einer definierten Temperatur gehalten wurde.

Zweck von Heat Aging

Ziel ist es, vergleichend zu bewerten, inwieweit das Material seine Eigenschaften über die Zeit bei Betriebstemperatur beibehält.

Bei welchen Produkten wird Heat Aging angewendet?

Elastomerdichtungen und -schläuche
Kabelisolierung und -mäntel
Gummiteile im Motorraum
Kunststoff- und Elastomerkomponenten

In welchen Branchen wird Heat Aging eingesetzt?

GummiAutomobilMaschinen

Normen zu Heat Aging

ISO 188
ASTM D573
IEC 60216-Reihe (Wärmewiderstandsindex)
ISO 23529

Prüfbedingungen für Heat Aging

Temperatur: In der Spezifikation definiert; oberhalb der Betriebstemperatur gewählt wird
Zeit: Im Standard definiert; typischerweise 70, 168 oder 1000 Stunden
Ofentyp: Luftzirkulation; Die Proben werden so aufgehängt, dass sie weder einander noch die Wand berühren.
gemessene Veränderung: Prozentuale Änderung der Härte, Zugfestigkeit und Bruchdehnung

Prüfgerät für Heat Aging

Umluft-Alterungsöfen (für einzelne Materialien bestimmt)
Zugprüfgerät und Durometer
Konditionierungsraum
Musteraufhängung

Probenanforderungen für Heat Aging

Die anfänglichen Eigenschaften sollten an ungealterten Proben gemessen werden
Verschiedene Gummiarten sollten nicht im selben Ofen gealtert werden
Die Proben sollten sich nicht berühren
Die Konditionierungszeit nach der Alterung muss eingehalten werden.

Dauer von Heat Aging

Je nach Dauer von 1 Woche bis zu mehreren Monaten.

Ablauf von Heat Aging

1Die Grundeigenschaften werden gemessen.
2Die Proben werden in den Ofen gehängt.
3Die Reifung erfolgt bei einer definierten Temperatur und Zeit.
4Proben werden entnommen und konditioniert.
5Merkmale werden neu gemessen.
6Die prozentuale Änderung wird berechnet.

Annahmekriterien für Heat Aging

Das Akzeptanzkriterium ist die in der Spezifikation angegebene maximale prozentuale Änderung der Eigenschaften (z. B. ein maximaler Verlust der Bruchdehnung von 30 %).

Auswertung der Ergebnisse

Die Alterung verschiedener Gummiarten im selben Ofen führt zu Kreuzkontaminationen (insbesondere zur Migration von Schwefel und Weichmachern) und verfälscht die Ergebnisse. Verkürzte Stunden können nicht direkt in Dienstjahre umgerechnet werden; Für den zyklischen Betrieb ist die Mehrfachtemperatur-Einstufung gemäß IEC 60216 erforderlich.

Prüfbericht zu Heat Aging

Standard angewendet
Temperatur und Dauer
Ofen- und Probenplatzierung
Vorher/Nachher-Eigenschaftswerte
Prozentuale Veränderung

Akkreditierung

EUROLAB verfügt über eine international anerkannte Akkreditierung, die von Akkreditierungsstellen erhalten wurde, die Vertragspartei der multilateralen Anerkennungsvereinbarungen IAF und ILAC sind, gemäß ISO/IEC 17025 für Labortests, ISO/IEC 17020 für Inspektion und Überwachung sowie ISO/IEC 17021-1 und ISO/IEC 17065 für System- und Produktzertifizierung. Diese Kette stellt sicher, dass die ausgestellten Berichte und Zertifikate weltweit akzeptiert werden.

Ob dieser Test im akkreditierten Rahmen angeboten werden kann, hängt von Ihrem Produkt und der angewandten Norm ab; Da die Akkreditierung methodenbasiert erfolgt, wird der Umfang bereits im Angebotsstadium schriftlich bestätigt.

Geltungsbereich und Berechtigungen

Gummiprüfung — Was umfasst dieser Prüfbereich?

Der folgende Abschnitt beschreibt das Gebiet, zu dem der Test Heat Aging gehört; die Bedingungen und Abnahmekriterien dieses konkreten Tests stehen in den obigen Abschnitten. Der für Ihr Produkt spezifische Umfang wird schriftlich im Angebotsstadium festgelegt.

Kautschukprüfungen bestimmen das mechanische Verhalten eines Elastomers und seine Beständigkeit gegenüber Umwelteinflüssen. Elastomere werden nach einer anderen Logik als Metalle und Kunststoffe bewertet: Die eigentliche Frage ist nicht die Festigkeit, sondern die ELASTISCHE RÜCKSTELLUNG und das Alterungsverhalten.

Die Funktion eines Elastomers besteht meist darin, sich zu verformen und zurückzukehren: Eine Dichtung wird zusammengedrückt und sorgt für Dichtheit, eine Halterung absorbiert Vibrationen, ein Schlauch dehnt sich unter Druck aus. Was in diesem Bereich gemessen wird, ist daher nicht "wie viele Newton hält er aus", sondern "wie weit erholt er sich nach der Verformung und wie lange behält er dieses Verhalten bei".

Der DRUCKVERFORMUNGSREST ist daher die entscheidendste Messung in diesem Bereich. Kann sich eine Dichtung nach langer Kompression nicht mehr erholen, hat sie ihre Dichtfunktion verloren, selbst wenn sie überhaupt nicht gerissen ist. Diese Messung erfolgt zusammen mit der Temperatur, da der Druckverformungsrest mit der Temperatur schnell zunimmt.

Härte ist die häufigste Messung in diesem Bereich und nutzt die Shore-A- und IRHD-Skalen. Sie ist schnell und praktisch, definiert den Werkstoff aber nicht allein: Zwei verschiedene Mischungen gleicher Härte können völlig unterschiedliches Alterungs- und Flüssigkeitsbeständigkeitsverhalten zeigen. Härte ist wertvoll bei der Überwachung der Mischungskonsistenz.

Auf der Seite der Umweltbeständigkeit werden Heißluftalterung, Quellung in Flüssigkeiten, Ozonrissbildung und Tieftemperaturverhalten untersucht. Die FLÜSSIGKEITSBESTÄNDIGKEIT ist besonders kritisch: dasselbe Elastomer verhält sich in Kraftstoff, Öl, Kühlmittel und Bremsflüssigkeit unterschiedlich — es quillt in einem, schrumpft in einem anderen, härtet in einem dritten. Der Werkstoff wird daher mit der tatsächlichen Kontaktflüssigkeit und bei der tatsächlichen Temperatur geprüft.

Ozonrissbildung ist eine stille Ausfallursache bei im Freien eingesetzten Teilen. Geringe Ozonkonzentrationen in der Atmosphäre erzeugen Oberflächenrisse in unter Spannung stehenden ungesättigten Elastomeren; das Teil reißt, obwohl es scheinbar keiner Last ausgesetzt ist. Eine Ozonkammer beschleunigt und offenbart dieses Verhalten.

Das Tieftemperaturverhalten ist das zweite stille Risiko. Nähert sich ein Elastomer seiner Glasübergangstemperatur, verliert es an Elastizität und verhält sich wie ein starrer Kunststoff; eine Dichtung beginnt in der Kälte zu lecken. Tieftemperatur-Rückstellungs- und Sprödigkeitsprüfungen legen diese Grenze fest.

Ein Wechsel der Mischung ist in dieser Familie keine stille Änderung. Ändern sich Füllstoffgehalt, Weichmacher oder Vulkanisationssystem, verschieben sich mechanische Eigenschaften und Flüssigkeitsbeständigkeit gemeinsam; die Verifizierung wird wiederholt.

Methodengruppen in diesem Bereich

Mechanisch
Zug-Spannungs-Dehnungs-Eigenschaften, Weiterreißfestigkeit, Abrieb (Drehtrommel und Pico), Ermüdung und Weiterreißausbreitung.
Härte
Shore-A- und IRHD-Eindringhärte; ein schneller Indikator für die Mischungskonsistenz.
Dauerhafte Verformung
Druckverformungsrest und Spannungsrelaxation; entscheidend für Dichtungselemente.
Flüssigkeitsbeständigkeit
Quellung in Kraftstoff, Öl, Kühlmittel und Chemikalien, Änderung von Masse und Volumen, Verlust von Härte und Festigkeit.
Altern
Warmluftalterung, Ozonrissbildung, Einflüsse von UV und Feuchte.
Tiefe Temperatur
Messungen zu Kälteelastizität, Sprödigkeitstemperatur und Flexibilität.

Häufig verwechselt in diesem Bereich

Härte definiert den Werkstoff nicht; zwei Mischungen gleicher Härte können unterschiedliches Alterungs- und Flüssigkeitsbeständigkeitsverhalten zeigen.
Die Flüssigkeitsbeständigkeit muss mit der tatsächlichen Flüssigkeit und der tatsächlichen Temperatur geprüft werden; eine allgemeine Aussage zur Ölbeständigkeit reicht nicht aus.
Ohne Messung des Druckverformungsrests kann keine Entscheidung über die Dichtungslebensdauer getroffen werden.
Ozonrissbildung tritt unter Spannung auf; eine Prüfung mit unbelastetem Prüfkörper zeigt nicht das tatsächliche Risiko.
Eine Mischungsänderung erfordert eine Wiederholung der Verifizierung; ein Lieferant kann seine Mischung stillschweigend ändern.
Eine Dichtung, deren Tieftemperaturverhalten nicht angegeben ist, führt in kalten Klimazonen zu unerwarteten Leckagen.

Welche Entscheidungen diese Ergebnisse unterstützen

Werkstoffauswahl für Dichtungen und Dichtelemente
Freigabe von Automobil- und Industriebauteilen
Verifizierung einer Mischungsänderung
Ursachenanalyse von Feldleckagen und Rissbildung
Erklärung des Betriebstemperaturbereichs und der Flüssigkeitsverträglichkeit

Häufige Fragen zu Heat Aging

Wie viele Jahre Lebensdauer entsprechen 168 Stunden Alterung bei 100 °C?

Die Lebenserwartung kann nicht aus einem Experiment bei einer einzigen Temperatur vorhergesagt werden. Die Lebensdauerschätzung erfordert eine Arrhenius-Bewertung mit Multitemperatur-Ansätzen wie IEC 60216.