Як правильно вибрати твердість за Шором А для гумового шланга?

У промислових рідинних системах гумовий шланг часто служить найбільш універсальним елементом. Їй потрібно гнутися навколо обладнання, витримувати стрибки внутрішнього тиску та підтримувати стійке до протікання з’єднання за допомогою металевих фітингів. У той час як інженери схильні наголошувати на типі полімеру (наприклад, EPDM або NBR) або армуючих шарах, часто ігнорується важливий технічний аспект: твердість гумового матеріалу за Шором А. Вибір надто м’якого шланга може призвести до перегинання та згортання в умовах вакууму, тоді як вибір надто жорсткого може призвести до поломки з’єднання або недостатньої гнучкості в холодних ситуаціях.

Твердість гуми оцінюється за допомогою дурометра, який зазвичай відповідає вимогам ASTM D2240 або ISO 48-4. Для еластомерів шкала "Shore A" загальновизнана як стандарт промисловості. Ця шкала варіюється від 0 до 100, причому нижчі значення представляють м’які та еластичніші матеріали, а вищі значення означають твердіші та жорсткіші речовини.
У виробництві шлангів твердість, зокрема, стосується стійкості гумової поверхні до вдавлень. Тим не менш, для готового шланга це вимірювання поверхні значно впливає на загальні механічні властивості як трубки, так і її кришки. Більшість промислових гумових шлангів класифікуються в діапазоні від 50 A до 90 A.
 

Вибір твердості є технічним компромісом між двома суперечливими фізичними вимогами:
1. Гнучкість і радіус вигину:Більш м’який гумовий склад (50A–60A) дозволяє легко деформувати шланг. Це має вирішальне значення для застосувань, які потребують малого радіусу вигину, або для обставин, за яких операторам потрібно вручну регулювати шланг у обмеженому просторі. Менший показник твердості зменшує «силу--вигину», зменшуючи напругу в точках з’єднання.
2. Стійкість до тиску та перегинів:З іншого боку, міцніша суміш (70A–80A) забезпечує чудову структурну підтримку. Коли на шланг діє внутрішній тиск або зовнішні стискаючі сили, твердість гуми допомагає зберегти круглу форму поперечного-перерізу. Якщо гума надто м’яка, шланг може «зігнутися» (локально згорнутися) під час згинання, спричиняючи перешкоди потоку та створюючи точку напруги, яка може призвести до раннього виходу з ладу.

Різні галузі промисловості встановили «еталонні» рівні твердості на основі основної функції шланга:

Ключовим елементом конструкції шланга є взаємодія між гумою та гофрованим фітингом.
Якщо гумовий матеріал є надмірно жорстким (вище 85A), він може неправильно «втікати» в зубці муфти під час фази обтиску. Це може призвести до з’єднання, яке залежить виключно від тертя, що може призвести до «розривів» під тиском. Крім того, більш тверді сполуки мають більшу ймовірність «розтріскування під напругою» в кінці з’єднання.

І навпаки, якщо гума надто м’яка (нижче 50 А), вона може продемонструвати підвищену «холодну текучість» або постійну деформацію. Під постійним тиском обтискної втулки гума з часом відсувається від точки тиску, що призводить до ослаблення з’єднання та наступних витоків. Для більшості промислових установок твердість внутрішньої труби 70A ± 5 вважається ідеальним "герметизуючим" дурометром.
 

Важливо відзначити, що твердість за Шором А, зазначена в технічному паспорті, оцінюється за температури навколишнього середовища (23 градуси). У практичних сценаріях умови навколишнього середовища сприяють «варіації твердості»:
• Тепловий вплив:З підвищенням температури гума розм’якшується, а при зниженні температури – твердне. Шланг з номінальним струмом 70 А може виглядати як шланг 90 А в надзвичайно холодну арктичну погоду, стаючи крихким і чутливим до тріщин.
• Хімічне розширення:Якщо матеріал шланга не зовсім сумісний з рідиною (наприклад, NBR у високоароматичному паливі), рідина може проникнути в гумову структуру. Ця інфільтрація призводить до набухання гуми, значно знижуючи її твердість і порушуючи структурну цілісність стінки шланга.
• Погіршення ультрафіолету та озону:Тривалий вплив сонячного світла спричиняє-утворення поперечних зв’язків у певних полімерах (таких як NR або SBR), що призводить до «зміцнення поверхні». Збільшення твердості зазвичай є початковим показником того, що термін служби кришки шланга наближається до кінця.
 

Щоб вибрати відповідну твердість за Шором A, розгляньте ці чотири запити під час процесу проектування:
1. Який найменший радіус згину?Якщо радіус менше ніж у 10 разів перевищує внутрішній діаметр, подумайте про використання більш м’якої суміші або гофрованої конструкції стіни.
2. Він призначений для всмоктування чи нагнітання?Всмоктувальні шланги вимагають більшої твердості (або внутрішнього армування дротом), щоб уникнути згортання в умовах вакууму.
3. Що таке спосіб складання?Переконайтеся, що твердість дозволяє забезпечити адекватне стиснення на основі вашого конкретного обжимного або затискного пристрою.
4. Який діапазон робочих температур?Якщо ви працюєте в дуже холодних умовах, оберіть склад, який містить низько{0}}температурні пластифікатори, щоб гарантувати, що дурометр залишатиметься функціональним.

Вибір відповідної твердості за Шором А залежить не тільки від того, як шланг «відчувається» на дотик; він охоплює питання механічної стабільності, ефективності ущільнення та довговічності. Дюрометр 70 А не дарма є промисловим еталоном, оскільки він забезпечує оптимальний баланс для численних застосувань перекачування рідини. Однак для спеціальних середовищ, таких як абразив, високий-тиск або кріогенні умови, твердість потрібно точно відкалібрувати.

Qingdao Bright Rubber & Plastic Co., Ltd. спеціалізується на індивідуальному виготовленні гумових сумішей. Ми маємо можливість змінювати твердість за Шором A шлангів з нітрієвого каучуку, EPDM, силікону та FKM відповідно до ваших конкретних інженерних потреб. Щоб отримати технічну оцінку ваших поточних характеристик шланга, повідомте нашій групі інженерів про робочий тиск, діапазон температур і тип з’єднання.