Отчет о научно-исследовательской работе. Односторонняя печать

2.2 Методика определения твердости полимерных покрытий 

---

64 
 
 
Для определения твердости низкомодульных материалов – полимеров ис-
пользуют методы Шора (метод внедрения стального стержня) и Бриннеля (метод 
вдавливания стального шарика). 
2.2.1 Определение твердости по Шору 
Цель испытаний и определяемые параметры 
Испытания проводятся по ГОСТ 263-75. Стандарт распространяется на рези-
ну и резиновые изделия. Устанавливает метод определения твердости от 0 до 100 
ед по Шору А. Цель испытаний заключается в измерении сопротивления резины 
погружению в нее интентора в виде стального стержня. 
Методика включает выбор приборов и оборудования, подготовку к образцов 
для испытаний, проведение исследований и обработку их результатов.
Приборы и оборудование 
Испытания проводятся с помощью твердомеров по Шору, тип А и D. Кон-
структивно прибор состоит из следующих элементов: 
- опорной поверхности с отверстием диаметром от 2,5 до 3,5 мм, центр кото-
рого находится на расстоянии не менее 6 мм от любого края опоры; - индентора в 
виде закаленного стального стержня диаметром 1,10 - 1,40 мм, форма и размеры 
которого для твердомеров по Шору типа А показаны на рисунке 2.6 (а), для твер-
домеров по Шору типа D – на рисунке 2.6 (б). 
а б 
Рисунок 2.6 – Размеры основных элементов твердомеров по Шору: а) тип А; б) 
тип D 

---

65 
 
 
- индикаторного устройства, показывающего степень выдвижения кончика 
индентора за пределы опорной поверхности. Степень выдвижения может быть 
измерена непосредственно в условных единицах в диапазоне от 0, для полного 
выдвижения кончика индентора, равного 2,50 + 0,04 мм, до 100 при отсутствии 
какого-либо выдвижения, что происходит, например, в том случае, когда опорную 
поверхность индентора плотно прижимают к поверхности твердого материала; 
- калиброванной пружины для приложения к индентора определенного уси-
лия. 
Усилие, создаваемое сжатой пружиной, может быть рассчитано по следую-
щим выражениям 
D
D
A
A
H
475
F
H
75
550
F





,
(2.10) 
где F
A
, F
D
– прилагаемая сила, мН; Н
А
– твердость, определенная твердомером по 
Шору, тип А; H
D
– твердость, определенная твердомером по Шору, тип D. 
Тип используемого прибора определяется в зависимости от твердости мате-
риала, которая может изменяться в следующих диапазонах: 
- 10 – 90 при измерениях прибором типа А; 
- 20 – 90 при измерениях прибором типа D. 
Если при измерениях, число твердости больше или меньше указанного диа-
пазона, необходимо использовать прибор другого типа. 
При проведении исследований на площадках хранения труб рекомендуется 
использовать портативные измерители твердости по Шору (рисунок 2.7). В лабо-
раторных условиях рекомендуется использовать специальные. 
Образцы для испытаний 
Для проведения лабораторных исследований используются образцы прямо-
угольной формы (не менее 100 мм в длину и не менее 80 мм в ширину), изготов-
ленные из фрагментов защитного полиэтиленового покрытия, отслоенных с по-
верхности труб. 

---

66 
 
 
Рисунок 2.7 – Оборудование для определения твердости по Шору: 
а) стойка для размещения твердомера при лабораторных исследованиях; б) общий 
вид твердометра; в) схема прибора 
Порядок подготовки образцов следующий: 
- назначение по определенным признакам участка поверхности защитного 
покрытия трубы; 
- отслаивание с поверхности трубы в пределах назначенного участка фраг-
мента защитного покрытия; 
- изготовление из фрагмента покрытия образцов для лабораторных исследо-
ваний. 
При проведении исследований на площадках хранения труб, измерения про-
водятся непосредственно на поверхности назначенных по определенным призна-
кам участках защитного покрытия. 
Проведение исследований 
Порядок проведения измерений следующий: 
- образец для испытания помещают на твердую горизонтальную ровную по-
верхность; 
- твердомермер устанавливают в вертикальном положении так, чтобы кончик 
индентора находился на расстоянии не менее 12 мм от любого края образца; 
- опорную поверхность твердомера прижимают к образцу; 
а 
б 
в 

---

67 
 
 
- к опорной поверхности прилагают давление, достаточное для обеспечения 
надежного контакта с образцом; 
- через 15 + 1 с фиксируют показания индикаторного устройства; 
- если необходимо произвести мгновенное измерение, то показание снимают 
в течение одной секунды после прижатия опорной поверхности к образцу. В этом 
случае записывают максимальное значение, которое покажет индикатор твердо-
мера; 
- проводят пять измерений твердости в разных местах поверхности образца, 
но на расстоянии не менее 6 мм от точки предыдущего измерения, и определяют 
среднее значение. 
Для обеспечения отрицательной температуры эксперимента, перед проведе-
нием исследований, образцы выдерживают в криокамере. В этом случае рекомен-
дуется использовать металлический массивный опорный элемент, на котором 
размещается образец и который вместе с образцом повещается в криокамеру. 
Опорный элемент выступает в качестве аккумулятора холода и обеспечивает под-
держание низкой температуры образца в течение времени, необходимого для про-
ведения серии замеров. 
При проведении измерений на площадках хранения, твердомер последова-
тельно перемещают между точками контроля в пределах назначенного участка 
поверхности защитного покрытия трубы. Расстояние между точками контроля 
составляет не менее 6 мм.
Результаты измерения заносятся в протокол, в котором также указывается 
следующая информация: 
- тип прибора; 
- признаки назначения участка покрытия, на котором выполнены измерения, 
или с которого выполнен отбор фрагментов для изготовления лабораторных об-
разцов; 
- срок хранения трубы; 
- данные сертификата на трубу и защитное покрытие. 

---

68