Fem parametere som definerer det reelle området til en strekkprøvemaskin

To tilbud på en strekkprøvemaskin kan se nesten identiske ut – samme kapasitet, samme hastighetsområde, samme programvare – og likevel tredoble hva de faktisk kan måle. Forskjellen ligger nesten aldri i overskriftstallene.

Denne artikkelen beskriver de fem parameterne som avgjør om en maskin passer til materialporteføljen din, i den rekkefølgen de påvirker testresultatet. Den er skrevet for kjøpere som sammenligner tilbud, og for ingeniører som må forsvare kjøpet internt.

Start med rapporten du skal utstede

Maskinspesifikasjoner skrives for å kunne sammenlignes; testrapporter skrives for å kunne aksepteres. Det nyttige utgangspunktet er derfor den siste siden i din fremtidige rapport – hvilken standard, hvilken verdi, hvilken toleranse.

Et laboratorium som tester bruddforlengelse på plastfilm i henhold til ASTM D882, avskallingsheft på tape i henhold til ASTM D3330 og strippestrekk på vevd stoff i henhold til EN ISO 13934-1, krever tre ganske forskjellige maskiner i praksis, selv om alle tre er «strekktester». Å kjøpe én.strekkprøvingsmaskinå dekke alle tre er mulig – men bare hvis de fem parameterne nedenfor er spesifisert sammen.

1. Kapasitet er et område, ikke et tall

En maskin på 5 kN er ikke nøyaktig ned til 5 kN. Nøyaktigheten verifiseres over en definert brøkdel av kapasiteten, så en lastcelle dimensjonert for toppbelastning blir gradvis mindre pålitelig ved kreftene der filmer og bånd faktisk testes.

Toppkraft og arbeidskraft er sjelden av samme størrelsesorden. En myk emballasjefilm kan brekke ved 30 N; samme laboratoriums vevde pose kan trenge 2 kN. Hvis én sensor dekker begge, ligger lavkraftstesten nær bunnen av området, der oppløsningen er dårligst og støygulvet er synlig i kurven.

Den praktiske regelen i de fleste laboratorier er å holde rutinetester innenfor omtrent den øvre halvdelen av sensorens rekkevidde, og å ha en annen sensor med lavere kapasitet for tynne materialer. Når du sammenligner tilbud, spør hva det brukbare området er – ikke hva det maksimale er.

2. Hastighetskontroll avgjør om dataene dine er sammenlignbare

Polymerer, filmer og lim er viskoelastiske: den målte styrken avhenger av hvor raskt du trekker. Endring av krysshodehastighet og avskallingsstyrke, forlengelse og modulus beveger seg, uten at noe ved materialet endres.

Dette er grunnen til at standarder spesifiserer en konstant tøyningshastighet i stedet for en gjennomsnittshastighet, og hvorfor endatastyrt servo strekkprøvingsmaskiner grunnlinjen for ethvert laboratorium som utsteder sammenlignbare data. En drivenhet med fast hastighet eller én hastighet kan produsere et tall; den kan ikke produsere et forsvarlig tall.

Servokontrollen låser også opp flerløkkemodusene – konstant stress, konstant tøyning, kryp og relaksasjon – som er umulige på en maskin som bare vet hvordan den skal kjøre med én hastighet. Hvis produktsortimentet ditt inkluderer pakninger, tetninger eller geotekstiler, er dette et krav snarere enn et alternativ.

3. Grepene bestemmer hva du kan teste

Rammen er generisk; det er festene og grepene som gjør en maskin egnet for stoff, film, tape, gummi eller papir. To laboratorier med identiske maskiner og forskjellige grepsett vil rapportere forskjellige resultater på samme materiale.

Den vanligste feilen er i kjeven, ikke i prøven. Kilegrep konsentrerer stress og forårsaker for tidlig brudd nær kjeven på tynn film; pneumatiske grep med kontrollert trykk fordeler det jevnere; skum eller elastomer trenger et grep som ikke skjærer. Tekstilstrimmeltester trenger kjever som er brede nok til å holde hele prøvebredden uten å skli.

For avskallingstesting er geometrien like viktig som kraften: 90° og 180° avskalling er forskjellige tester, og det er fiksturen – ikke maskinen – som bestemmer vinkelen. Et tilbud som viser en maskin uten å liste opp grepsettet, er et tilbud for et halvt system.

4. Samplingsfrekvens og hva programvaren kan eksportere

Toppkraften er et enkelt punkt. Modulus, flyteegenskaper og formen på bruddkurven avhenger av hvor tett dataene ble samplet, og om programvaren kan beregne de avledede verdiene standarden ber om.

To praktiske kontroller. For det første, om programvaren beregner de avledede resultatene direkte – forlengelse ved en spesifisert spenning, sekantmodul, bruddenergi – eller om en operatør forventes å etterbehandle i et regneark, som er der sporbarheten stille forsvinner. For det andre, om rådata kan eksporteres med kurven intakt, fordi en rapport som bare viser en dom er vanskelig å forsvare når en kunde bestrider et parti.

5. Rammestivhet og justering

ENuniversell testmaskinEn ramme som bøyer seg under belastning måler seg selv så vel som prøven. På stive prøver er feilen liten; på film med høy forlengelse og fine fibre kan tverrhode-elastisitet og dårlig kolonnejustering endre resultatene med mer enn forskjellene du prøver å oppdage mellom partiene.

Justering er usynlig i et spesifikasjonsark, og det er derfor det er verdt å be om verifiseringsrapporten i stedet for rammetegningen. For rutinemessig kvalitetskontroll er kravet beskjedent; for et laboratorium som utsteder akkrediterte data,ISO 7500-1Klasseverifisering av kraftindikasjon, sammen med en flathets- og justeringskontroll, er beviset en tredjepart faktisk vil se på.

Tre ting mangler i de fleste sitater

• Kalibreringssertifikatet og dets referansestandard. «Nøyaktighet ±0,5 %» betyr lite uten å vite hva det ble verifisert mot og over hvilket område.
• Komplett greplager. En pris som ekskluderer inventaret du trenger er ikke en lavere pris.
• Vilkår for programvarelisens og oppgradering. En ekstra arbeidsstasjonslisens er ofte forskjellen mellom én operatør og et fungerende kvalitetssystem.

En kort kjøpssjekkliste

• List opp alle standardene laboratoriet ditt må rapportere mot, og tilordne deretter hver standard til et kraftområde, en hastighet og en grepstype.
• Spesifiser to sensorer hvis materialene dine spenner over mer enn omtrent én størrelsesorden i bruddkraft.
• Krev servokontroll og bekreft at flerløkkemodusene er inkludert, ikke valgfrie.
• Be om en demonstrasjon på ditt eget materiale, ikke på en standard stålprøve.
• Bekreft at rapportmalen samsvarer med formatet kundene eller akkrediteringsorganet forventer.

Ofte stilte spørsmål