سختی سنج لاستیک و پلاستیک

سختی سنج لاستیک و پلاستیک
دورومتر یا سختی سنج شور یا سختی سنج لاستیک یک روش استاندارد شده برای ارزیابی سختی موادی مانند لاستیک (الاستومرها) و پلاستیک است. مقیاس ارزیابی دورومتر یا سختی سنج شور بین 0 تا 100 قرار دارد اما چیزی تحت عنوان واحد دورومتر یا سختی سنج شور وجود ندارد. به بیانی دیگر دورومتر یا سختی سنج شور یک معیار بدون بعد است.

اعداد دورومتر یا سختی سنج شور به سادگی نشان‌دهنده مقایسه نسبی سختی بین مواد متفاوت و یا مشابه است که سختی آنها به وسیله مقیاس دورومتر یا سختی سنج شور یکسان، ابزار و معیارهای استاندارد ارزیابی میشود. به طور کلی دورومتر یا سختی سنج شور الاستومر بالا، سختتر از دورومتر یا سختی سنج شور الاستومر پایین است. برای مثال، دورومتر یا سختی سنج شور یک تیوب پلیاسترین 90A سختتر از تیوب پلیاسترین 70A است.
سختی سنج یا دورومتر یا سختی سنج شور در حقیقت مجموعه‌ای از معیارهای شناسایی شده بین المللی و استاندارد بر اساس دورومتر یا سختی سنج شورهای سختی آزمایی است. سختی سنج به ارزیابی دستگاههایی می‌پردازند که از روشهای استاندارد و مشخصی برای ارزیابی سختی استفاده می‌کنند. استانداردهای سختی یک منبع دائمی، جهانی و
قابل تکرار فراهم میکنند که هر کسی میتواند بر اساس آن سختی مواد خود را مقایسه کند.
سختی سنج SHORE A و سختی سنج SHORE D چه هستند؟
برای بیشتر مواد لاستیکی سختی سنج ها معمولا در دو نوع مقیاس SHORE A یا SHORE D قرار میگیرند، که دو مقیاس سختی سنج مرتبط اما متفاوت هستند. دورومتر یا سختی سنج شور A معمولا برای مواد نرمتر استفاده میشوند و لاستیکهای منعطف تا پلاستیکهای نیمه سخت با هیچ انعطافی را پوشش میدهند. دورومتر یا سختی سنج شور D
برای مواد سختتر هستند و لاستیکهای سخت، پلاستیکهای نیمه سخت و پلاستیکهای سخت را مقایسه میکنند.

استاندارد ASTM d2240 : 12 مقیاس سختی متفاوت برای آزمایش سختی لاستیک شناسایی کرده است. رایجترین مقیاس سختی سنج شور OO، A و D است. سختی سنج شور OO به ارزیابی مواد بسیار نرم و ژلها میپردازد. به همین دلیل دورومتر یا سختی سنج شورهای OO در رابطه با کنترل ترکیبی کمتر استفاده میشوند. یک استاندارد
ارزیابی سختی لاستیک مشابهی نیز به نام درجه سختی لاستیک بینالمللی یا (IRHD) وجود دارد. هیچ رابطه مستقیمی بین معیارهای IRHD و سختی سنج وجود ندارد. سختی سنجها معمولا برای منابع سختی لاستیک و پلاستیکها استفاده میشوند زیرا به طور وسیعی مورد پذیرش قرار گرفتهاند و برای ارزیابی سریع و آسان هستند.
روشهای IRHD و سختی سنجی در آزمایشهای سختی لاستیک:
توسط اچ.دبلیو والاس 1 و شرکتهای محدود که تامین کننده دستگاههای آزمایش مواد پلاستیکی و لاستیکی هستند، ارائه شده است. این مقاله یک مقایسه عمیق بین ابزارهای 1 H.W. Wallace آزمایش سختی سنجی و IRHD و تفاوت بین این آزمونها انجام داده است. علاوه بر این به توصیف مزایا و محدودیتهای هر استاندارد میپردازد.
منشا آزمونهای سختی چیست؟
استاندارد سختی SHORE A ، دستگاه ارزیابی و نحوه استفاده از آن توسط آلبرت فردیناند 2 در دهه 1920 ارائه شد. سختی سنج در حقیقت نام یک دستگاه ارزیابی است. در طول زمان نام این دستگاه (به صورت کوتاه یعنی دورومتر یا سختی سنج شور) به عنوان روشی برای اشاره به سختی مواد دستگاه انتخاب شده است. روند آزمون دانش تخصصی ترکیبات الاستومری: که توسط ریچتر گمب و اورینگ پروفلبر 3 ارائه شد، یک سیستم آزمایشگاهی برای آزمایش الاستومرها و قوانین آن معرفی نمود. این مقاله یک بازبینی عمیق تاریخی و تکنیکی در
زمینه توسعه سختی سنج A از طریق ابزارها و روشهای مدرن ارائه نموده است.

دقت کنید که کلمه دورومتر یا سختی سنج شور بیان کننده:

یک ابزار ارزیابی و روند آزمایش است.
یک مقیاس تخصصی و منبعی برای مقایسه سختی گروهی از مواد است.

نکته: ارزیابی سختی، بدون بعد است. همین موضوع دلیل اصلی است که مقایسه اعداد سختی بین مقیاسهای سختی متفاوت توصیه نمیشود. اگرچه این گونه جداول در حد گستردهای قابل دسترس هستند، مقایسه مقیاسهای سختیهای مختلف برای ترکیبات سخت مفید نخواهد بود.
سختی به چه معناست؟
سختی و یا سختی مواد، مقاومت آن مواد در برابر سوراخ شدن و یا فرو رفتگی است. مشخص است که دانش در زمینه میزان سختی مواد، قبل از استفاده از آنها برای اجرای یک برنامه بسیار مهم است. این موضوع برای پلاستیک و لاستیکها بسیار اهمیت دارد. برای تمام مواد، سختی سنج و ارزیابی عمق فرورفتگی آنها بر اساس استانداردهای فشاری فوت و یا فرورفتگی تعیین میشود.

یک دستگاه سختی سنج لاستیک شور را در نظر بگیرید. بار فشاری به دورومتر یا سختی سنج شور به ماده اعمال می شود. این فشار از نوک ابزار و یا دستگاه اعمال میشود. تفاوت خاصی بین شکل نوک دستگاه‌ها وجود دارد. نوع A یک زاویه مخروطی ۳۵ درجه دارد و نوع D یک زاویه مخروطی ۳۰ درجه دارد. نوع A نوک تیزتر است و انتهای گرد دارد که قطر آن ۰.۱ میلیمتر است.

2 Albert Ferdinand
3 O-Ring Prüflabor Richter GmbH

شرکت رکس گاج به عنوان منبع، یک جدول دارد که فشارهای اعمال شده و فرمهای تورفتگی برای استانداردهای سختی سنج 9 هسته را معرفی کرده است.

چرا دورومتر یا سختی سنج شور برای لولههای پلاستیکی منعطف اهمیت دارد؟

آگاهی از دورومتر یا سختی سنج شور لولههای پلاستیکی منعطف بسیار اهمیت دارد. به این دلیل که لوله دورومتر یا سختی سنج شور معرفی شده برای یک طراحی خاص، بهترین میزان مقاومت را فراهم میکند. علاوه بر این استحکام بیشتری برای مواجه با خطر نشت ایجاد می‌کند.
مقیاسهای سختی مواد دیگر مانند راکول چگونه است؟
از آنجایی که سختی مواد دانش بسیار مهمی است، به همین دلیل سختی سنج و مقیاسهای سختی متفاوتی وجود دارد. دو مقیاس شناخته ‌شده و گسترده در زمینه مقیاس سختی، راکول و سختی سنج (دورومتر یا سختی سنج شور) است. سختی راکول برای مقایسه سختی فلزات استفاده می‌شود، اما مقیاسهای سختی مناسبی نیز برای پلاستیکهای سخت مانند پلی کربنات(PC)، نایلون(PA) و استال(POM) نیز در آن وجود دارد. به طور کلی ۳۰ مقیاس سختی مختلف در راکول وجود دارد زیرا مانند سختی آزمایی روند آزمایش یکسان برای تمام فلزات مطلوب نیست.

به طور کلی مقایسه مقیاسهای سختی دشوار است زیرا آنها از ابزارها و روشهای آزمایش متفاوت استفاده میکنند. تنها می‌توان یک مقایسه کلی در زمینه سختی مواد انجام داد.
چرا نمیتوان مقیاسهای سختی مختلف را با هم مقایسه نمود؟
اعداد سختی:

1-  معیارهایی هستند که از طریق روشهای آزمایشی و دستگاهها و ابزارهای خاص به دست آمدهاند

2- اعداد بدون بعدی هستند که سختی مواد را تنها در گروه خاصی از مواد مرتبط ارزیابی میکنند.

هر نوع از مقیاسهای سختی از روندهای آزمایشی و ابزارهای خاصی استفاده میکنند که برای آن دسته از مواد مناسب است. این بدین معنی است که هیچ رابطه مستقیم و ساده‌ای بین درجه سختی مواد در مقیاسها و سختیهای مختلف وجود ندارد.
سایر خصوصیات فیزیکی مواد:
یک موضوع مورد توجه دیگر این است که سختی به تنهایی یک معیار قابل پیشبینی برای مواد نیست و خصوصیات دیگری مانند مقاومت و استقامت در برابر سایش و یا فرسودگی نیز اهمیت دارد. برای مثال سختی لاستیک و مدولهای ارزیابی مقایسهای برای نشان دادن عملکرد آببندی حلقههای O بسیار دقیقتر از دورومتر یا سختی سنج شور است. با این حال سختی یک ویژگی مهم برای مواد است و آزمون‌های استاندارد سختی روشهای قابل تکرار و هدفمند برای مقایسه مواد ایجاد میکنند.

نکات کلیدی

چندین نکته کلیدی در زمان استفاده از دورمترهای سختی وجود دارد.
 هر آزمایش سختی از روند مخصوص به آن دسته از مواد استفاده میکند.
 دورومتر یا سختی سنج شور یک مقیاس خود ارجاع است که سختی گروه خاصی از مواد را مقایسه میکند:
الاستومرها و پلاستیکها.
 مقیاسهای سختی سنجی مختلفی وجود دارد اما سختی سنج A و سختی سنج D مفیدترین و رایجترین نوع هستند.
روشهای ارزیابی
مانند تمام سختی سنجها، دورومتر یا سختی سنج شورعمق فرورفتگی در ماده را از طریق ایجاد فشار استاندارد بر مبنای فوت تعیین میکند. این عمق وابسته به درجه سختی ماده، ویژگیهای ویسکوالاستیک، شکل دستگاه فشار و مدت زمان آزمایش است. دورومتر یا سختی سنج شور ASTM d2240 این امکان را فراهم میسازد که سختی اولیه و یا سختی تو رفتگی را پس از یک زمان مشخص به دست آوریم. آزمون اولیه نیازمند اجرای اعمال نیرو به صورت
دائمی و بدون شوک است تا سختی اندازهگیری شود (عمق فرورفتگی). اگر سختی زمانی مورد نیاز است این نیرو به اندازه زمان مورد نیاز اعمال خواهد شد و سپس اندازهگیری میشود. ماده مورد آزمایش باید حداقل ۶ میلیمتر(۰.۲۵ اینچ) ضخامت داشته باشد. پیش زمینه نظری در آزمون به عنوان مثال در نظر گرفته میشود.

برخی از شرایط و روندها باید بر اساس استاندارد DIN ISO 7619-1 در نظر گرفته شود:

 برای ارزیابی سختی سنج A ماده فرو رفته میشود در حالی که برای سختی سنج D ماده سوراخ میشود.
 مواد مورد آزمایش باید حدود 1 ساعت قبل در فضای آزمایشگاه قرار بگیرند.
 زمان ارزیابی ۱۵ ثانیه است.
 فشار اعمال شده برای سختی سنج A یک کیلوگرم تا 0.1 کیلوگرم است و برای سختی سنج D 5 کیلوگرم تا 0.5 کیلوگرم است.

  پنج ارزیابی باید انجام شود.
 درجه بندی دورومتر یا سختی سنج شور در هر هفته بر اساس سختی الاستومرهای مختلف انجام میشود.

ارزیابی نهایی در زمینه سختی از طریق عمق فرورفتگی پس از اعمال فشار به مدت ۱۵ ثانیه بر روی ماده به دست می‌آید. اگر فرورفتگی ۲.۵۴ میلیمتر(۰.۱۰۰ اینچ) و یا بیشتر باشد دورومتر یا سختی سنج شور برای آن مقیاس 0 است. اگر اصلا فرو رفتگی و یا سوراخ ایجاد نشود، آنگاه دورومتر یا سختی سنج شور برای آن مقیاس 100 است. به همین دلیل است که مقیاسهای متفاوتی وجود دارد. اما اگر درجه سختی کمتر از 10 درجه یا بیشتر از 90 درجه
باشد، آنگاه نتایج قابل اطمینان نیست. ارزیابی باید