Come Confrontare i Test di Caduta per Rivestimenti di Scivoli in Gomma Ceramica?

Come confrontare i test di caduta per rivestimenti di scivoli in gomma ceramica?

Due fornitori offrono rivestimenti di scivoli in gomma ceramica per lo stesso punto di trasferimento minerario. Entrambi forniscono rapporti di test di caduta. Uno afferma una maggiore resistenza all'impatto, mentre l'altro mostra fotografie di un pannello intatto.

Il numero più alto significa davvero una migliore protezione dall'impatto?

Non prima che siano state verificate le condizioni di prova e la costruzione del pannello.

Un test di impatto su rivestimento di scivolo può fornire informazioni utili sulla resistenza all'impatto. Tuttavia, il risultato dipende da più dell'energia applicata. Le dimensioni della ceramica, il supporto in gomma, le condizioni di montaggio e la posizione dell'impatto possono influenzare l'esito.

Innanzitutto, verifica cosa è stato effettivamente testato

Un rivestimento in gomma ceramica è una struttura composita. La ceramica fornisce una superficie di lavoro resistente all'abrasione, mentre il supporto in gomma aiuta ad accogliere il carico d'impatto.

Alcuni rivestimenti di scivoli includono anche una piastra di supporto in acciaio e un sistema di fissaggio meccanico.

Prima di confrontare i rapporti di test di caduta dei rivestimenti in gomma ceramica, stabilisci se i campioni rappresentano lo stesso tipo di costruzione.

Verifica:

• Materiale ceramico, dimensioni delle piastrelle e spessore
• Tipo di gomma, spessore e durezza
• Spessore del supporto in acciaio, se applicabile
• Disposizione del legame tra i materiali
• Dimensioni complessive del pannello e costruzione

Un test eseguito su un piccolo campione di gomma-ceramica non dovrebbe essere automaticamente considerato una prova delle prestazioni di un rivestimento completo in gomma-ceramica-acciaio.

La ricerca presentata alla European LS-DYNA Conference 2021 ha rilevato che le dimensioni della ceramica e le proprietà del supporto in gomma hanno influenzato lo sviluppo dello stress nei materiali ibridi gomma-ceramica. I ricercatori hanno utilizzato la caratterizzazione sperimentale dei materiali e la simulazione numerica per indagare diverse configurazioni. [1]

Ciò aiuta a spiegare perché la struttura completa del pannello è importante quando si confrontano i risultati dei test di impatto.

Confronta le condizioni di impatto, non solo l'energia

Un fornitore può riferire che un rivestimento composito in gomma ceramica ha resistito a una particolare energia d'impatto.

Questa cifra da sola non stabilisce se due test sono equivalenti.

Chiedi come è stata prodotta l'energia d'impatto.

Per una semplice caduta verticale sotto gravità, l'energia d'impatto nominale prima del contatto può essere calcolata dalla massa in caduta e dall'altezza di caduta. Ma i campioni sottoposti alla stessa energia nominale possono rispondere in modo diverso a seconda dell'impatto e della disposizione del test.

Un utile rapporto di test di caduta su rivestimento di scivolo dovrebbe identificare:

• Massa in caduta e altezza di caduta
• Forma dell'impatto e dimensioni del contatto
• Energia d'impatto e metodo di calcolo
• Posizione dell'impatto sul campione
• Numero di impatti per ogni condizione
• Attrezzatura e procedura di test

Un impattore in acciaio arrotondato e un oggetto a spigolo vivo possono produrre diverse condizioni di contatto locali.

Allo stesso modo, un singolo impatto e impatti ripetuti non dovrebbero essere trattati come prove intercambiabili.

Perché la disposizione di montaggio è importante?

Il supporto sotto il pannello di prova influenza il modo in cui l'assemblaggio risponde all'impatto.

Un rivestimento in gomma ceramica testato contro un supporto rigido può comportarsi diversamente da un pannello montato su una struttura flessibile o incompleta.

Per un rivestimento in gomma ceramica-acciaio, il supporto in acciaio, la disposizione di fissaggio e il contatto con la struttura di supporto dovrebbero essere inclusi nella valutazione.

Quando si esamina un rapporto, chiedere:

Il campione era completamente supportato, fissato meccanicamente o testato in un'altra condizione di montaggio?

Il rapporto dovrebbe descrivere la disposizione in modo sufficientemente chiaro affinché il test possa essere compreso e, se necessario, riprodotto.

Ciò è particolarmente importante quando si selezionano rivestimenti in gomma ceramica resistenti all'impatto per scivoli minerari che trasportano grossi blocchi minerali.

Verifica dove e quante volte il pannello è stato colpito

Il punto di impatto può cambiare la risposta al danno.

Un colpo vicino al centro di una piastrella ceramica non è necessariamente equivalente a uno vicino a un bordo, una giunzione o una posizione di fissaggio.

Il rapporto dovrebbe identificare se gli impatti sono stati applicati a:

• Il centro di una piastrella ceramica
• Un bordo o una giunzione ceramica
• Ripetutamente nella stessa posizione
• Diverse posizioni sul pannello

Se il test include energie d'impatto crescenti, dovrebbe essere registrata anche la sequenza.

Impatti ripetuti possono causare danni non visibili dopo il primo colpo.

Le fotografie che mostrano il campione prima e dopo il test sono preziose, ma dovrebbero essere accompagnate da una descrizione del metodo di ispezione e del danno osservato.

Cosa significa realmente un test di caduta superato?

La parola "superato" richiede un criterio di accettazione definito.

La ceramica è rimasta completamente intatta? Erano ammesse piccole crepe? La scheggiatura dei bordi era accettabile? Il legame è rimasto sicuro?

Laboratori o fornitori diversi possono applicare criteri di fallimento diversi.

Un rapporto sulla resistenza all'impatto di rivestimenti in gomma ceramica dovrebbe indicare cosa è considerato un fallimento, come ad esempio:

• Crepe o fratture ceramiche visibili
• Scheggiatura dei bordi ceramici o perdita di materiale
• Separazione tra ceramica e gomma
• Danni al supporto o al sistema di fissaggio
• Altri danni definiti nella procedura di test concordata

La ricerca del 2021 sui materiali ibridi gomma-ceramica ha riportato energie d'impatto fino a 500 J per specifiche geometrie ceramiche. [1]

Ciò non stabilisce 500 J come requisito di accettazione universale per i rivestimenti di scivoli in gomma ceramica.

La geometria testata, le proprietà dei materiali e le condizioni di supporto devono essere considerate prima di interpretare quel risultato.

Un risultato di impatto di laboratorio non può nemmeno essere convertito direttamente in una vita di servizio garantita in uno scivolo funzionante.

Cosa dovrebbero richiedere gli acquirenti prima di approvare un rapporto?

Quando si confrontano i fornitori di rivestimenti in gomma ceramica, richiedere informazioni sufficienti per stabilire se i loro risultati affrontano lo stesso requisito ingegneristico.

Oltre al rapporto di prova, richiedere il disegno della costruzione del pannello, l'identificazione del materiale, la disposizione del test, le condizioni di impatto e i criteri di accettazione.

Per l'applicazione dello scivolo prevista, fornire informazioni sul materiale gestito, la dimensione massima del blocco, l'altezza di caduta, la posizione dell'impatto, la temperatura operativa e i danni esistenti al rivestimento.

Se i rapporti utilizzano procedure diverse, identificare le differenze prima di classificare i prodotti.

Dove il confronto è importante per la decisione di acquisto, testare campioni rappresentativi secondo un'unica procedura concordata può fornire prove più utili rispetto al confronto di affermazioni non correlate dei fornitori.

Presso ELACERA, esaminiamo le dimensioni della ceramica, il supporto in gomma, il supporto in acciaio e i requisiti di installazione insieme quando valutiamo i rivestimenti compositi in gomma ceramica per scivoli minerari, tramogge e altre applicazioni di impatto-abrasione.

La domanda non è semplicemente quale fornitore riporta la maggiore energia d'impatto. È se il test fornisce prove significative per la costruzione del rivestimento e le condizioni operative di cui hai effettivamente bisogno.

Se stai confrontando fornitori di rivestimenti in gomma ceramica per un progetto imminente, invia a ELACERA i tuoi disegni del rivestimento, i rapporti di test di impatto disponibili e le condizioni operative di base. Possiamo aiutarti a rivedere la costruzione del pannello proposta e identificare le condizioni di test che necessitano di chiarimenti prima di finalizzare le specifiche.

ELACERA — Esperto di protezione dall'usura

Riferimenti tecnici

[1] Herr, M.; Varga, M.; Mermagen, J.; Rodinger, S.; Harwick, W. Materiali ibridi gomma-ceramica – Un modo per sostenere applicazioni di impatto pesante abrasivo. 13a European LS-DYNA Conference, Ulm, Germania, 2021.

Ricerca originale: https://www.dynalook.com/conferences/13th-european-ls-dyna-conference-2021/elastomers-and-polymers/herr_ac2t_research.pdf

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