ГОСТ 34261-2017. Стекловолокно. Ровинги. Изготовление образцов и определение прочности на растяжение пропитанных ровингов

Ровинг (Р) – это композит, жгут из нитей стекловолокна, который применяется в производстве стеклотканей, стеклофибры, стеклосетки и др. материалах.

Отличительная черта ровинга – он состоит из нескольких комплексных нитей, собранных без скручивания.

Изготавливается с номинальной линейной плотностью 84-5040 текс. Диаметр элементарного стекловолокна от 10 ± 1 мкм до 13 ± 1 мкм (микрон).

Виды, преимущества и применение ровинга

К основным видам Р относятся:

• Стеклоровинг (изготовляется из алюмоборосиликатного стекла);
• Базальтовый (из непрерывных базальтовых волокон);
• Карбоновый (в основе лежит углеродное волокно);
• Ассемблированный (пучок из предварительно подготовленных отдельных стекловолокон).

Стеклоровинг обладает высокой прочностью и долговечностью. Устойчив к агрессивным химическим средам, не реагирует на УФ-излучение. Является экономически выгодным материалом.

Базальтовый Р отличается повышенной сопротивляемостью воздействиям высоких температур (выдерживает до + 1000 °С). Имеет высокую механическую прочность, противостоит электрохимической коррозии. Морозостойкий.

Карбоновый, или углеродный ровинг обладает свойствами базальтового. Дополнительно имеет малый удельный вес, незначительное расширение при нагреве. Электропроводимый материал.

Ассемблированный Р идентичен стеклоровингу.

В настоящее время ровинг играет ключевую роль во многих современных технологиях. Он с успехом применяется в различных отраслях народного хозяйства:

• Аэрокосмической;
• Судостроении;
• Энергетике;
• Легкой промышленности;
• Строительстве;
• Оборонной промышленности;
• Автомобилестроении и др.

В процессе производства ровинг подвергается различным видам испытаний по проверке его качества. Одним из них являются испытания по определению предела прочности и модуля упругости Р.

ГОСТ 34261-2017

Стандарт определяет способы изготовления образцов для испытаний и метод определения их прочности на растяжение. Суть метода заключается в растяжении с постоянной скоростью приложенной нагрузки для получения значений предела прочности и модуля упругости при растяжении.

Пробы для испытаний отбираются в соответствии с требованиями ГОСТ 30177-94 или ГОСТ 6943.0-93. Затем их кондиционируют не менее 12 часов в соответствии требованиям ГОСТ 12423-2013.

Образцы изготавливаются двумя способами – стандартным и быстрым. В качестве примера рассмотрим стандартный способ.

Оборудование. Применяется установка для пропитки.

Натяжение ровинга от 0,2 до 20,0 Н (обеспечивается натяжителем шпулярника). Температура в ванне поддерживается в пределах 130 ± 5 °С терморегулятором.

Фильера должна соответствовать табличным параметрам (см. табл. 1).

Таблица 1

Кроме установки для испытания необходим шкаф сушильный (для осушки пропитанного ровинга) с принудительной циркуляцией воздуха, нагревателем и терморегулятором.

Изготовление образца заключается в пропитке и оснащении ровинга накладками. Для пропитки устанавливают соответствующую фильеру (см. табл. 1), в ванну заливают эпоксидную или полиэфирную смолу и нагревают ее до заданной температуры. Затем ровинг пропускают через ванну и наматывают на оправку, после чего ее помещают в сушильный шкаф. После отверждения смолы с оправки отбирается 10 образцов.

Процесс испытания. Для испытания образцов используется разрывная машина по ГОСТ 28840-90. Машина должна обеспечивать постоянную скорость растяжения и измерение нагрузки с погрешностью не более ± 1 %.

Испытываемый образец фиксируют в захватах машины так, чтобы продольные оси образца и захватов совпадали. Включением машины задается скорость перемещения активного захвата 5 мм/мин. Одновременно к образцу прикладывается нагрузка до его полного разрушения. Значения скорости и нагрузки фиксируется КИП машины. Таким образом происходит сбор данных для определения предела прочности при растяжении.

Модуль упругости определяется по той же схеме, но при достижении нагрузки 2/3 от разрушающей испытание прекращаются и оценивается изменение продольной деформации образца по таблице (см. табл. 2).

Таблица 2

Обработка полученных результатов производится по специальным математическим формулам. В результате высчитываются предел прочности при растяжении и модуль упругости.

После получения окончательных результатов составляется протокол испытаний, где указываются:

• Ссылка на настоящий стандарт;
• Идентификационные данные испытанного ровинга;
• Способ подготовки образца;
• Количество образцов;
• Значение линейной плотности ровинга;
• Плотность ровинга;
• Массовая доля ровинга;
• Предел прочности при растяжении;
• Модуль упругости при растяжении;
• Вид разрушения каждого образца;
• Дата проведения испытаний.

Кроме рассмотренного испытания стандартного образца ГОСТ определяет методику испытания образцов быстрого изготовления и порядок формования накладок.