ГОСТ 267-73: методы определения плотности резины

Плотность резины в паспорте выглядит как одно число, например 1,25 г/см³, но за ним стоит один из трёх методов ГОСТ 267-73 со своей точностью, и от метода зависит, какую разницу между двумя партиями можно считать настоящей.

Стандарт 1973 года действует и охватывает смесь, резину и эбонит

По карточке на files.stroyinf.ru ГОСТ 267-73 «Резина. Методы определения плотности» действует, введён с 1 января 1975 года взамен ГОСТ 267-60, соответствует СТ СЭВ 2593-80 и ИСО 2781-81. Издание 2001 года включает изменения № 1–3, ограничение срока действия снято в 1991 году.

Стандарт распространяется на резиновую смесь, резину, эбонит и резинотехнические изделия. Исключения перечислены прямо: пористые резины, герметики, изделия, дублированные тканью, кордом и металлокордом, детали с рифлёной поверхностью или внутренними прорезями. Во всех этих случаях в образце остаётся воздух или чужой материал, и взвешивание в жидкости показывает не плотность резины.

Три метода различаются точностью и посудой

Испытания проводят при 23 ± 2 °C или 27 ± 2 °C. Образцы выдерживают после вулканизации и кондиционируют по ГОСТ 269-66, с них удаляют тальк щёткой и протирают тканью со спиртом. Масса образца не меньше 2,5 г, для ускоренного метода допустима меньше, образцов не меньше трёх.

Гидростатический метод взвешивает образец в воде на проволоке

Образец взвешивают в воздухе, накалывают на проволоку из нержавеющей стали диаметром 0,7–1,5 мм и взвешивают в свежепрокипячённой дистиллированной воде так, чтобы он был ниже поверхности не меньше чем на 10 мм и не касался стенок. Потом взвешивают одну проволоку на той же глубине. Весы нужны с пределом 20 г второго класса точности.

Пример расчёта по смыслу метода: образец в воздухе 3,000 г, образец с проволокой в воде 0,620 г, проволока в воде 0,020 г. Образец в воде весит 0,600 г, значит, вода вытолкнула 2,400 г, и при плотности воды около 0,9975 г/см³ при 23 °C объём образца 2,406 см³. Плотность 3,000 / 2,406 = 1,247 г/см³. За результат берут среднее трёх образцов, каждый должен отличаться от среднего не больше чем на 1 %.

Для резины плотностью ниже 1 г/см³ стандарт рекомендует этиловый спирт вместо воды или дополнительный груз плотностью не меньше 7 г/см³ на проволоке. Массу груза прибавляют в расчёте. Хрупкие резины и эбонит кладут на сетчатую подложку из нержавеющей стали.

Как определить плотность резины по ГОСТ 267-73?

Плотность резины по ГОСТ 267-73 чаще всего определяют гидростатическим методом: образец массой не меньше 2,5 г взвешивают в воздухе и в дистиллированной воде при 23 ± 2 °C, а плотность считают как отношение массы к объёму вытесненной воды. Берут три образца, расхождение каждого со средним не больше 1 %, погрешность метода не больше 0,2 %. При споре повторяют пикнометрическим методом с погрешностью 0,05 %.

Пикнометр решает спор с точностью 0,05 %

Нарезанный образец кладут в чистый взвешенный пикнометр типа ПКЖ, ПМЖ или ПТТ, взвешивают, заливают кипячёной и охлаждённой водой. Пузырьки удаляют в водяной бане при 50–70 °C, затем пикнометр охлаждают до температуры испытания, термостатируют 10–15 минут и взвешивают. Тот же пикнометр взвешивают с одной водой, и по четырём массам считают плотность.

Метод медленнее гидростатического, но точнее в четыре раза. Для смеси плотностью 1,250 г/см³ погрешность 0,05 % означает ± 0,0006 г/см³, а погрешность 0,2 % гидростатического метода ± 0,0025 г/см³. Если две партии разошлись на 0,003 г/см³, гидростатика этого не различит, а пикнометр различит.

Ускоренный метод сортирует образцы по растворам

Готовят ряд растворов с шагом 0,02 г/см³: водно-спиртовые от 0,90 до 1,00 г/см³, дистиллированная вода как 1,00 и растворы хлористого цинка от 1,02 г/см³ и выше. Плотность растворов проверяют ареометром с ценой деления 0,001 г/см³. Образец пинцетом опускают в раствор, близкий к ожидаемой плотности, и переносят в соседний, пока он не повиснет или не окажется между двумя растворами.

Результат равен плотности раствора, в котором образец плавает, или середине между двумя соседними растворами, в одном из которых он тонет, а в другом всплывает. Отсюда разрешение метода около ± 0,01 г/см³. Для отбраковки партии, где вместо резины плотностью 1,25 г/см³ пришла смесь 1,45 г/см³, этого с избытком хватает, а для сравнения двух близких рецептур нет.

Плотность выдаёт подмену смеси, но не её стойкость

Плотность монолитной резины задают каучук и наполнитель, и ориентиры по маркам общего назначения дают таблицы плотности резины по типам каучука. Для приёмки важнее другое: у одной смеси одного изготовителя плотность от партии к партии держится в узкой полосе. Если паспорт смеси даёт 1,25 г/см³, а деталь показала 1,32 г/см³, разница почти в 6 % далеко за погрешностью любого метода, и это повод запросить у изготовителя рецептуру партии.

Обратного правила нет. Совпадение плотности с паспортом не доказывает, что смесь та же: две разные рецептуры могут иметь одинаковую плотность. Поэтому при входном контроле РТИ плотность ставят рядом с твёрдостью, а стойкость к среде проверяют отдельно.

Образец 2,5 г из тонкой детали набирают по площади

Масса не меньше 2,5 г для гидростатического и пикнометрического методов ограничивает работу с мелкими деталями. Пример: резина плотностью 1,25 г/см³, масса 2,5 г соответствует объёму 2,0 см³. Из пластины толщиной 2 мм это квадрат примерно 32 × 32 мм, из прокладки толщиной 1 мм уже около 2 000 мм², то есть квадрат 45 × 45 мм.

Если одной детали мало, стандарт по пункту 1.5 отсылает к документу на изделие: сколько изделий берут на образцы, решает он. Для мелких колец и шайб чаще применяют ускоренный метод, где масса образца может быть меньше 2,5 г, но тогда и точность ниже.

Протокол плотности читают по методу и жидкости

Раздел 3 требует в протоколе марку и номер партии резины, название метода, способ изготовления образцов, испытательную жидкость, температуру, результат, номер стандарта и дату. Строка «плотность 1,25 г/см³» без метода не говорит, с какой погрешностью получено число, а без жидкости нельзя проверить расчёт для резин легче воды.

Для резиновых деталей, которые заказывают повторно, плотность смеси полезно записать в карточку изделия вместе с методом её определения. Тогда при повторном заказе замер плотности первой и новой партии одним методом сразу покажет, та ли пришла смесь. Ресурс детали по плотности мы не оцениваем и не обещаем: плотность говорит о составе, а работу в среде подтверждают отдельные испытания.

Для расчёта детали с контролем плотности пришлите чертёж, марку смеси, норму плотности с допуском и метод, по которому её проверять. Если норма жёсткая, например ± 0,01 г/см³, укажите пикнометрический метод: ускоренным с шагом растворов 0,02 г/см³ такую норму не подтвердить, а у гидростатического метода запас по точности небольшой.