ГОСТ 9.068-76: стойкость герметиков к жидким агрессивным средам

ГОСТ 9.068-76 относится к серии «Единая система защиты от коррозии и старения», но из старения в нём одна сторона: действие жидкости на отверждённый герметик при заданной температуре.

Стандарт охватывает вулканизованные герметики и жидкие среды

Полное название документа: «Единая система защиты от коррозии и старения. Герметизирующие материалы. Методы испытаний на стойкость к воздействию жидких агрессивных сред». Он введён с 1 января 1978 года, переиздан в 1988 году с двумя изменениями и по карточке стандарта действует. Предмет испытания: вулканизованные эластичные герметики, то есть отверждённые составы на тиоколе, силоксане, фторкаучуке, изоцианатных форполимерах.

Нормы стойкости в стандарте нет. Какой показатель определять и до какого значения он может упасть, задают стандарт или технические условия на герметик. Методы предназначены для сравнительной оценки: один герметик в разных средах или разные герметики в одной.

Четыре метода отвечают на четыре вопроса

Метод А показывает, что стало с самим материалом. Метод Б и метод Г показывают, что стало со сцеплением герметика с металлом, а это отдельный вопрос: герметик может сохранить прочность и при этом отойти от фланца, если жидкость проникла по границе. Метод В самый быстрый и дешёвый, но набухание по массе ничего не говорит о прочности и адгезии.

Температуру выдержки выбирают по полимеру герметика

Конкретную температуру и время задают документы на герметик. Отклонения по температуре берут из ГОСТ 9.024, по времени не больше ±1 часа; время нагрева и охлаждения в продолжительность испытания не входит. Допускается испытание при повышенной температуре с периодическим охлаждением, что ближе к циклической работе узла. Термостат и раскладку образцов при нагреве стандарт тоже берёт из ГОСТ 9.024, и устройство этого испытания видно на примере старения резины по ГОСТ 9.024.

Объём среды считают от массы пластин и вместимости ёмкости

Для метода А пластины подвешивают так, чтобы между ними, стенками и дном было не меньше 5 мм. Ёмкость заполняют не больше чем на 75 % объёма, слой среды над образцами не меньше 1 см, на 1 г образца приходится 7–10 см³ среды. При температуре выше 23 °C пластины держат в закрытом контейнере, который проверяют на утечку до нагрева.

Пример: три пластины по 12 г, всего 36 г. Среды нужно от 252 до 360 см³. Если взять 360 см³ и учесть объём пластин около 25 см³ при условной плотности герметика 1,4–1,5 г/см³, загрузка около 385 см³, и при пределе 75 % контейнер нужен вместимостью не меньше 515 см³. Для метода В соотношение другое: объём среды к объёму образцов не меньше 15 : 1, и среду меняют после каждой выдержки.

Промывка и пауза перед замером входят в метод

После выдержки ёмкость охлаждают до 23 °C, пластины на 30–40 секунд опускают в промывочную жидкость: бензин, этиловый спирт, этилацетат или воду, в зависимости от среды. Если среда вода или топливо, промывка не нужна. Жидкость меняют после каждых 10 пластин, её объём на 10 пластин не меньше 1,5 л. Затем образцы вытирают фильтровальной бумагой и кладут в эксикатор.

Прочность, удлинение и отслаивание определяют не раньше чем через 3 часа и не позже чем через 24 часа после извлечения из среды. Массу по методу В меряют не позже чем через 3 часа. Эти окна важны: летучая среда за сутки частично выходит из герметика, и замер через 2 часа и через 20 часов даёт разные цифры для одного образца.

Коэффициенты стойкости показывают долю сохранённых свойств

По методу А допускается считать коэффициент стойкости по прочности Kп = fр.ср / fр · 100 и по удлинению Kу = εр.ср / εр · 100, где в числителе значение после среды, в знаменателе исходное. Показатели до и после среды определяют на разных образцах, не меньше пяти в каждой группе.

Пример: условная прочность герметика до среды 2,4 МПа, после выдержки в топливе 1,8 МПа, Kп = 1,8 / 2,4 · 100 = 75 %. Удлинение 250 % и 190 %, Kу = 76 %. Сами по себе 75 % ни хороши, ни плохи: норму на Kп задают технические условия на герметик для конкретной среды и режима.

Как определяют стойкость герметика к жидкой среде по ГОСТ 9.068-76?

Стойкость вулканизованного герметика к жидкой агрессивной среде по ГОСТ 9.068-76 определяют после выдержки образцов в среде при температуре, выбранной по типу полимера, одним из четырёх методов: по прочности и удлинению при растяжении, по прочности связи с металлом при отслаивании, по изменению массы или по скорости отслаивания от металла под грузом. Результат сравнивают с исходным значением; норму задают технические условия на герметик.

Метод Г ловит отслаивание под постоянной нагрузкой

Соединение герметика с металлом подвешивают в приборе, к свободному концу металлической сетки прикладывают груз из ряда 0,5; 1,0; 2,0; 3,0; 4,0; 5,0 и 6,0 кг, подобранный так, чтобы герметик отслоился не меньше чем на 1 мм за 2 часа. Испытание длится не больше 6 часов. Скорость отслаивания v = l / t считают до и после среды, результат принимают по пяти образцам, расхождение между которыми не больше 15 %.

Пример: до среды за 120 минут отслоилось 6 мм, v = 0,05 мм/мин. После выдержки в масле при той же нагрузке за 120 минут отслоилось 18 мм, v = 0,15 мм/мин. Сцепление под нагрузкой ослабло втрое, хотя прочность самого герметика по методу А могла почти не измениться. Для шва на фланце, который работает с перепадом давления, такой протокол информативнее любого другого.

Протоколы сравнивают по среде, температуре, времени и способу изготовления

Протоколы испытаний герметиков по ГОСТ 9.068-76 сопоставимы только при одинаковом способе изготовления образцов и одинаковых условиях: тип среды, температура, продолжительность, а для метода Г ещё масса груза. Для резин похожие задачи решают ГОСТ 9.030 и ГОСТ 9.070, и цифры по резине и по герметику в одной среде сравнивать можно только как ориентир: образцы и пороги у них разные.

Замену герметичного шва прокладкой не обещаем без проверки среды

Когда шов на герметике в химической промышленности раз за разом отходит от металла, его часто предлагают заменить прокладкой. Мы подбираем материал резиновой прокладки или фторопласта по среде, концентрации и температуре и пишем в КП основание выбора. Если стойкость к этой среде подтверждается только общей таблицей, в КП так и указано, а ресурс узла без пробы в рабочей жидкости мы не называем.

Для такой замены пришлите состав и концентрацию среды, температуру, давление, чертёж или фото стыка с размерами, материал фланцев и протокол на прежний герметик, если он есть. Предварительно стойкость кандидатов можно сверить по таблице химической стойкости, окончательно её подтверждает выдержка образцов в вашей среде.