Kriechversuche / Zeitstandversuche

ISO 899-1, ISO 899-2, ASTM D 2990, ISO 16770

Im Kriechversuch werden Probekörper einer ruhenden Belastung ausgesetzt. Dies entspricht dem Beanspruchungsfall vieler Bauteile, die aus Kunststoffen hergestellt werden. Im Verlauf der Prüfung, die oft über einen Zeitraum von 1000 Stunden durchgeführt wird, wird die Dehnung des Probekörpers aufgezeichnet. Aus diesen Daten lassen sich Kriechkurven generieren, die eine anschauliche Darstellung des Langzeitverhaltens von Kunststoffen darstellen.

Kriechversuche sind in den Normen ISO 899-1 und ISO 899-2 sowie in der ASTM D 2990 beschrieben. Im Bereich der Rohrprüfung kommt zudem der Full Notch Creep Test (FNCT) nach ISO 16770 zum Einsatz.

Zeitstandmaschine KAPPA Multistation für Kunststoffe

Aufgrund dermeist langen Versuchsdauer ist es üblich, mehrere Probekörper gleichzeitig zuprüfen. So erhält man ein statistisch abgesichertes Prüfergebnis. DiePrüfmaschinen sind dazu mit mehreren Prüfachsen ausgestattet.

Eine großeRolle spielt die Konditionierung während der Prüfungen. Wärmedehnungen aufgrundvon Temperaturschwankungen, die die Kriechdehnung überlagern, sind zuvermeiden. Aus diesem Grund muss sichergestellt werden, dass dieUmgebungsbedingungen während der Prüfdauer sehr konstant sind. Bei Prüfungenaußerhalb der Raumtemperatur werden exakt geregelte Temperierkammerneingesetzt.

DieProbendehnungen werden in modernen Kriechprüfanlagen optisch mit Hilfe von hochgenauenVideomesssystemen bestimmt, die hinter den Prüfachsen angeordnet sind und demBediener so einen freien Zugang von vorn erlauben.

Elektromechanische Kriechprüfmaschinen des Typs KappaMultistation sind mit Kraftaufnehmern und einem Antrieb je Prüfachseausgestattet. Sie können neben den Kriechprüfungen auch für quasistatischePrüfmethoden, zum Beispiel im Zugversuch nach ISO 527-2, eingesetzt werden.

Kriechmodul-Zeit Diagramm Kriechversuch an Kunststoff
Kriechdehnung-Zeitdiagramm Kriechversuch an Kunststoff

Zeitstand-Zugversuch, ISO 899-1

Die Prüfachsen werden mit Zug-Probenhaltern ausgestattet, mit denen die Probekörper, üblicherweise vom Typ 1A nach ISO 527-2, schlupffrei gehalten werden. Die Prüflast wird nach den Erfordernissen berechnet und muss stoßfrei aufgebracht und danach konstant gehalten werden.

Temperatur und Luftfeuchte werden üblicherweise während der gesamten Prüfung aufgezeichnet.

Die Erfassung der Probendehnung erfolgt mit modernen Video-Messsystemen. Die Messintervalle können in der testXpert II Software vorgegeben werden.

Zeitstandversuch bei Zugbeanspruchung ISO 899-1, ASTM D2990

Die Prüfergebnisse sind:

  • Das Zug-Kriechmodul und das nominelle Zug-Kriechmodul
  • Zeitstand-Zugfestigkeit
  • Kriechkurven mit logarithmischer Zeitachse
  • Kriechmodul-Zeit-Kurven mit logarithmischer Zeitachse
  • Isochrone Spannungs-Dehnungs-Kurven
  • Rückstellkurven

Zeitstand-Biegeversuch, ISO 899-2

Als Biegewerkzeug wird ein Dreipunkt-Biegeaufbau, wie in ISO 178 Biegeversuch beschrieben, verwendet. Der Standard Probekörper nach ISO hat die Abmessungen 10 x 4 x 80 mm und wird aus dem mittleren Teil des Vielzweckprobekörpers entnommen. Wie bei allen Biegeversuchen ist die Probenhöhe mit besonderer Sorgfalt zu messen.

Die anhand der Polymereigenschaften und des beabsichtigten Einsatzes vorab festgelegte Prüflast wird stoßfrei aufgebracht.

Die Messung der Durchbiegung erfolgt entweder aus der Bewegung des Biegestempels unter Korrektur der Eigenverformung des Prüfaufbaus, oder mithilfe eines Video-Messsystems.
Temperatur und Luftfeuchte werden üblicherweise während der gesamten Prüfung aufgezeichnet.

Zeitstandversuch bei Biegebeanspruchung  ISO 899-2

Die Prüfergebnisse sind:

  • Das Biege-Kriechmodul
  • Zeitstand-Biegefestigkeit
  • Kriechkurven mit logarithmischer Zeitachse
  • Kriechmodul-Zeit-Kurven mit logarithmischer Zeitachse
  • Isochrone Spannungs-Dehnungs-Kurven

Zwei neue Kappa Multistation Kriechprüfsysteme für UL TTC in Krefeld

Das UL Thermoplastics Testing Center (UL TTC) in Krefeld gehört zu den weltweitführenden Anbietern in den Bereichen Compoundierung, Probenkörperherstellung sowie Prüfung und Zertifizierung von innovativen Kunststoffen. Das Materialspektrum reicht von einfachen Polyolefinen bis hin zu thermoplastischen Hochleistungskunststoffen. Zur Erweiterung der Prüfkapazitäten im Bereich Zeitstandzugversuch hat das Unternehmen in zwei Kappa Multistation Kriechprüfsysteme von Zwick investiert.
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