Qu'est-ce que Heat Aging ?
Le test de vieillissement thermique est le test dans lequel la modification des propriétés de l'échantillon telles que la dureté, la résistance à la traction et l'allongement à la rupture est mesurée après avoir été maintenue à une température définie pendant une période de temps définie.
Objectif de Heat Aging
L'objectif est d'évaluer de manière comparative dans quelle mesure le matériau conserve ses propriétés dans le temps à température de service.
À quels produits Heat Aging s'applique-t-il ?
- Joints et durites en élastomère
- Isolation et gaines de câbles
- Pièces en caoutchouc du compartiment moteur
- Composants en plastique et élastomère
Dans quels secteurs Heat Aging est-il utilisé ?
Normes relatives à Heat Aging
- ISO 188
- ASTM D573
- Série IEC 60216 (indice de résistance thermique)
- ISO 23529
Conditions de Heat Aging
- Température
- Défini dans le cahier des charges ; est sélectionnée au-dessus de la température de service
- Durée
- Défini dans la norme ; généralement 70, 168 ou 1 000 heures
- Type de four
- Circulation de l'air ; Les échantillons sont suspendus de manière à ce qu'ils ne se touchent pas ni ne touchent le mur.
- changement mesuré
- Changement en pourcentage de la dureté, de la résistance à la traction et de l'allongement à la rupture
Équipement pour Heat Aging
- Étuves de vieillissement à circulation d'air (dédiées au mono-matériau)
- Testeur de traction et duromètre
- Salle de conditionnement
- Exemple de disposition suspendue
Exigences d'échantillon pour Heat Aging
- Les propriétés initiales doivent être mesurées sur des échantillons non vieillis
- Différents types de caoutchouc ne doivent pas vieillir dans le même four
- Les échantillons ne doivent pas se toucher
- La période de conditionnement après vieillissement doit être respectée.
Durée de Heat Aging
Selon la durée, de 1 semaine à plusieurs mois.
Procédure de Heat Aging
- 1Les caractéristiques de base sont mesurées.
- 2Les échantillons sont suspendus au four.
- 3Il est vieilli à une température et une durée définies.
- 4Les échantillons sont prélevés et conditionnés.
- 5Les caractéristiques sont réévaluées.
- 6La variation en pourcentage est calculée.
Critères d'acceptation de Heat Aging
Le critère d'acceptation est le pourcentage maximal de changement des propriétés indiqué dans la spécification (par exemple, une perte maximale d'allongement à la rupture de 30 %).
Évaluation des résultats
Le vieillissement de différents types de caoutchouc dans le même four crée des contaminations croisées (notamment migration de soufre et de plastifiant) et fausse les résultats. Les heures accélérées ne peuvent pas être directement converties en années de service ; le cyclage nécessite un classement multi-température de type IEC 60216.
Rapport de Heat Aging
- Norme appliquée
- Température et durée
- Placement du four et des échantillons
- Valeurs des propriétés avant/après
- pourcentage de changement
Accréditation
EUROLAB détient une accréditation internationalement reconnue obtenue auprès des organismes d'accréditation parties aux accords de reconnaissance multilatérale de l'IAF et de l'ILAC, selon ISO/IEC 17025 pour les tests en laboratoire, ISO/IEC 17020 pour l'inspection et la surveillance, et ISO/IEC 17021-1 et ISO/IEC 17065 pour la certification des systèmes et des produits. Cette chaîne garantit que les rapports et certificats délivrés sont acceptés dans le monde entier.
La possibilité de proposer ce test dans le cadre d'une accréditation dépend de votre produit et de la norme appliquée ; l'accréditation étant méthodologique, le périmètre est confirmé par écrit au stade du devis.
Portée et autorisationsRèglements connexes
- Spécifications du produit et du fabricant d'équipement d'origine
Essais du caoutchouc — Que couvre ce domaine d'essai ?
La section ci-dessous décrit le domaine auquel appartient l'essai Heat Aging ; les conditions et critères d'acceptation de cet essai figurent dans les sections ci-dessus. Le périmètre propre à votre produit est confirmé par écrit au stade du devis.
Les essais sur caoutchouc déterminent le comportement mécanique d'un élastomère et sa résistance aux effets environnementaux. Les élastomères sont évalués selon une logique différente de celle des métaux et plastiques : la vraie question n'est pas la résistance mais le RETOUR ÉLASTIQUE et le comportement au vieillissement.
La fonction d'un élastomère est généralement de se déformer puis de revenir : un joint est comprimé et assure l'étanchéité, un support absorbe les vibrations, un tuyau se dilate sous pression. Ce qui est mesuré dans ce domaine n'est donc pas « combien de newtons supporte-t-il » mais « dans quelle mesure revient-il après déformation, et pendant combien de temps ».
La DÉFORMATION RÉMANENTE APRÈS COMPRESSION est donc la mesure la plus déterminante du domaine. Si un joint ne peut pas se détendre après avoir été maintenu comprimé longtemps, il a perdu sa fonction d'étanchéité même s'il ne s'est pas du tout déchiré. Cette mesure est effectuée avec la température, car la déformation rémanente augmente rapidement avec elle.
La dureté est la mesure la plus courante dans ce domaine, utilisant les échelles Shore A et IRHD. Elle est rapide et pratique mais ne définit pas le matériau à elle seule : deux mélanges différents de même dureté peuvent présenter un vieillissement et une résistance aux fluides totalement différents. La dureté est précieuse pour surveiller la cohérence du mélange.
Du côté de la résistance environnementale, on examine le vieillissement à l'air chaud, le gonflement en milieu liquide, la fissuration par ozone et le comportement à basse température. La RÉSISTANCE AUX FLUIDES est particulièrement critique : le même élastomère se comporte différemment dans le carburant, l'huile, le liquide de refroidissement et le liquide de frein — il gonfle dans l'un, rétrécit dans l'autre, durcit dans le troisième. Le matériau est donc testé avec le fluide réel qu'il rencontrera et à la température réelle.
La fissuration par ozone est une cause silencieuse de défaillance dans les pièces utilisées à l'extérieur. De faibles concentrations d'ozone atmosphérique créent des fissures superficielles dans les élastomères non saturés sous contrainte ; la pièce se fissure alors qu'elle semble ne subir aucune charge. Une enceinte à ozone accélère et révèle ce comportement.
Le comportement à basse température est le deuxième risque silencieux. À l'approche de sa température de transition vitreuse, un élastomère perd son élasticité et se comporte comme un plastique rigide ; un joint commence à fuir dans le froid. Les essais de retour élastique à basse température et de fragilité établissent cette limite.
Un changement de mélange n'est pas un changement silencieux dans cette famille. Lorsque la teneur en charge, le plastifiant ou le système de vulcanisation change, les propriétés mécaniques et la résistance aux fluides évoluent ensemble ; la vérification est répétée.
Groupes de méthodes dans ce domaine
Mécanique
Propriétés de contrainte-déformation en traction, résistance au déchirement, abrasion (tambour rotatif et Pico), fatigue et propagation de la déchirure.
Dureté
Dureté par pénétration Shore A et IRHD ; un indicateur rapide de la cohérence du mélange.
Déformation permanente
Déformation rémanente à la compression et relaxation des contraintes ; déterminantes pour les éléments d'étanchéité.
Résistance aux fluides
Gonflement dans le carburant, l'huile, le liquide de refroidissement et les produits chimiques, variation de masse et de volume, perte de dureté et de résistance.
Vieillissement
Vieillissement à l'air chaud, fissuration par l'ozone, effets des UV et de l'humidité.
Basse température
Mesures de retour à froid, de température de fragilité et de flexibilité.
Confusions fréquentes dans ce domaine
- La dureté ne définit pas le matériau ; deux mélanges de même dureté peuvent présenter un vieillissement et une résistance aux fluides différents.
- La résistance aux fluides doit être testée avec le fluide réel et la température réelle ; une allégation générale de résistance à l'huile est insuffisante.
- Sans mesure de la déformation rémanente à la compression, aucune décision sur la durée de vie de l'étanchéité ne peut être prise.
- La fissuration par l'ozone se produit sous contrainte ; un essai avec une éprouvette non contrainte ne montre pas le risque réel.
- Un changement de mélange nécessite de répéter la vérification ; un fournisseur peut modifier son mélange sans le signaler.
- Un joint dont le comportement à basse température n'est pas précisé provoque des fuites inattendues sous climats froids.
Quelles décisions ces résultats étayent
- Sélection des matériaux pour joints et éléments d'étanchéité
- Agrément de composants automobiles et industriels
- Vérification d'un changement de mélange
- Analyse des causes profondes des fuites et fissures sur le terrain
- Déclaration de la plage de température de fonctionnement et de la compatibilité aux fluides
Tests associés
Questions fréquentes sur Heat Aging
À combien d’années de durée de vie correspondent 168 heures de vieillissement à 100 °C ?
L’espérance de vie ne peut être prédite à partir d’une expérience à une seule température. L'estimation de la durée de vie nécessite une évaluation Arrhenius avec des approches multi-températures telles que l'IEC 60216.