ГОСТ 9.029: остаточная деформация сжатия резины и выбор материала кольца

Стандарт отвечает на один вопрос: насколько резина теряет способность вернуть высоту после того, как её долго держали сжатой в тепле. Для уплотнения это главный механизм потери прижима, поэтому цифра по ГОСТ 9.029 стоит в техусловиях на кольцевые смеси рядом с твёрдостью и прочностью.

Стандарт действует и применяется к резинам 30–95 Шор А

ГОСТ 9.029-74 «ЕСЗКС. Резины. Методы испытаний на стойкость к старению при статической деформации сжатия» введён с 1 января 1976 года взамен части ГОСТ 11099-64 (текст стандарта). По каталогу на октябрь 2026 года он действует, в тексте учтено изменение № 1. Метод А соответствует СТ СЭВ 1217-78, международный ряд того же назначения сегодня представлен ГОСТ Р ИСО 815-1.

Область применения узкая и ясная: резины твёрдостью от 30 до 95 единиц Шор А, без губчатых. Сущность метода записана так: образцы сжимают, выдерживают сжатыми при заданной температуре и по относительной остаточной деформации судят, насколько резина сохраняет эластические свойства. Почему плоское кольцо начинает течь при остывании, видно по остаточной деформации сжатия в узле; ГОСТ 9.029 отвечает за другое, за лабораторную цифру, по которой смеси сравнивают до заказа.

Метод А сжимает цилиндр ровно на 25 %

Образец метода А цилиндрический. Тип I диаметром 29,0 ± 0,5 мм и высотой 12,5 ± 0,5 мм основной, тип II 13,0 ± 0,5 × 6,3 ± 0,3 мм применяют, когда материала мало. Цилиндры вулканизуют в пресс-форме или вырубают из пластины вращающимся ножом, смоченным мыльным раствором. Если монолитный образец нужной высоты не получается, допускается набор из слоёв не тоньше 2 мм без клея и без зазоров.

Сжатие задаёт струбцина из двух стальных пластин толщиной от 10 мм с полированными поверхностями: шероховатость 0,32–0,63 мкм, для ржавеющей стали хромирование. Между пластинами ставят ограничители высотой 9,38 ± 0,01 мм для типа I и 4,72 ± 0,01 мм для типа II, болты тянут до касания. Так получается 25 % сжатия у обоих типов, и сжатие не зависит от руки лаборанта.

Высоту меряют толщиномером с ценой деления 0,01 мм и усилием 850 ± 20 мН через сферические наконечники радиусом 12,5 мм. Образцы перед сжатием выдерживают не меньше 3 часов при 23 ± 2 °C, а в одной закладке их высоты не должны отличаться больше чем на 0,2 мм.

Температуру старения выбирают по группе каучука

Таблица 2 стандарта делит резины на четыре группы и даёт каждой свой ряд температур. Ряд нужен, чтобы ускоренное старение было заметным, но не превращалось в разрушение материала.

Для смеси полимеров температуру берут по каучуку, которого больше, а при равных долях по менее термостойкому. Длительность старения при нагреве составляет 24 часа или кратное 24, но не больше 10 суток; конкретный режим для марки резины задают стандарт или техусловия на смесь. Отсчёт идёт с момента, когда струбцина попала в нагретый термостат, а поставить её туда нужно не позже 30 минут после сжатия.

Результат считают от заданного сжатия, а не от высоты

После старения образцы сразу достают из горячей струбцины, кладут на деревянную или асбестовую плиту и дают им «отдых» 30 ± 3 минуты при 23 °C. Затем снова меряют высоту. Относительная остаточная деформация C = (h₀ − h) / (h₀ − hₛ) × 100 %, где h₀ высота до испытания, h после отдыха, hₛ высота ограничителя.

Пример: образец типа I высотой 12,50 мм сжат до 9,38 мм, то есть на 3,12 мм. После 24 часов при 100 °C и отдыха высота 11,20 мм. Тогда C = (12,50 − 11,20) / 3,12 × 100 = 41,7 %. Резина не вернула почти половину заданного сжатия. Если бы тот же образец восстановился до 12,00 мм, результат был бы 16,0 %.

Результатом служит среднее по трём и более образцам с округлением до 0,1. Каждый образец может отклоняться от среднего не больше чем на ±5 %, иначе испытание повторяют на удвоенном числе образцов. Образцы с пузырьками воздуха на разрезе из расчёта исключают: пустоты проседают сами и завышают цифру.

Что показывает остаточная деформация сжатия по ГОСТ 9.029?

Остаточная деформация сжатия по ГОСТ 9.029-74 выражается в процентах от 25 % сжатия, заданного ограничителем струбцины: 0 % значит, что цилиндр после горячей выдержки и 30 минут отдыха вернул исходную высоту, 100 % значит, что он остался высотой ограничителя 9,38 мм. Для резины кольца меньший процент в одном режиме по таблице 2 означает больший запас прижима в канавке после нагрева.

Метод Б меняет образец, сжатие и время отдыха

Метод Б нужен, когда режим задают техусловия на конкретную резину. Образец меньше: 10 ± 0,5 мм в диаметре и 10 ± 0,2 мм высотой, пластины струбцины от 5 мм, а ограничители дают сжатие от 20 до 40 %. Температура по той же таблице 2, но стандарт допускает и другие режимы, если они записаны в документе на резину.

Сильнее всего метод Б отличается охлаждением и отдыхом. Струбцину сначала остужают на плите до 2 часов, не разжимая, и только потом достают образцы. Отдых длится 30 ± 3 минуты для групп 1 и 2 и для силиконов, а для групп 3 и 4, кроме силиконов, 24 ± 1 час. Резина, остывшая в сжатом состоянии, «запоминает» деформацию сильнее, поэтому метод Б даёт результат, близкий к работе кольца в узле, который остыл под нагрузкой.

Можно ли сравнивать остаточную деформацию по методам А и Б ГОСТ 9.029?

Сравнивать остаточную деформацию по методам А и Б ГОСТ 9.029-74 нельзя. Метод А сжимает образец 29 × 12,5 мм на 25 % и разгружает горячим, метод Б сжимает цилиндр 10 × 10 мм на 20–40 %, остужает под нагрузкой до 2 часов и для EPDM и фторкаучуков даёт отдых 24 часа. Пункты 1.4.4 и 2.4.2 считают сопоставимыми только результаты при одинаковом образце, сжатии, температуре и времени.

Лист испытаний сравнивают по режиму до сравнения процентов

Приложение 1 рекомендует протокол, где кроме результата стоят условия вулканизации образцов и дата начала, обозначение резины, метод А или Б, тип образца и как его получили, режим старения, процент сжатия и обе высоты. Получив от двух изготовителей смесей по такому листу, снабженец без лаборатории видит, можно ли ставить их цифры рядом.

Пять строк проверяют первыми: метод, тип образца, сжатие, температуру и время. Если хотя бы одна различается, сравнение двух резин по цифре теряет смысл, и решение принимают после испытания обеих смесей в одном режиме. Отдельно смотрят способ изготовления образца: вырубленный из листа цилиндр и отформованный в пресс-форме могут дать разные числа даже из одной смеси.

Материал кольца выбирают по цифре в рабочем режиме

Для кольца, работающего при 100 °C в масле, сравнивают NBR в режиме группы 2, то есть 100 °C, а FKM в этом режиме обычно не испытывают: его ряд начинается со 150 °C. Отсюда практическое правило выбора. Требование в ТУ или в заявке записывают одной строкой с режимом, например «остаточная деформация сжатия не более 30 % по ГОСТ 9.029-74, метод А, тип I, 100 °C, 24 ч», и у всех кандидатов просят протокол именно в этом режиме. Цифра 30 % здесь пример формы записи, норму для смеси задаёт документ на неё.

Если в паспорте одной смеси стоит 25 % при 125 °C, а у другой 20 % при 100 °C, первая может оказаться стойче, несмотря на большую цифру: режим у неё жёстче. Для уплотнительных колец нестандартных размеров такой разбор делают при подборе материала по температуре и среде, а среду проверяют отдельно, по набуханию, как в ГОСТ 9.030.

Срок службы кольца из этой цифры не выводят

Испытание по ГОСТ 9.029 длится сутки или несколько суток на воздухе. Кольцо в узле годами работает в масле, воде или паре, с циклами нагрева, давлением и трением. Поэтому протокол сравнивает смеси между собой, но не обещает ресурс конкретного уплотнения. Для детали на заказ изготовитель подтверждает смесь документом и, если это оговорено, протоколом в согласованном режиме; срок службы в узле подтверждают только эксплуатацией опытной партии или испытанием на стенде, близком к рабочему.

Для формовой детали или кольца по чертежу в заявке указывают рабочую температуру, среду, сжатие в канавке и требуемый режим проверки, если он есть в документации. Детали формуют в пресс-форме с вулканизацией, и пластину-свидетель для испытаний по ГОСТ 9.029 удобно заказать из той же закладки смеси, что и партию колец.