Адгезия – так называется сила, с которой разные поверхности сцепляются между собой. И как и любая сила, адгезия тоже имеет степень измерения, что немаловажно для многих сфер хозяйственной деятельности. Определить адгезию между разными поверхностями можно за счет особого инструмента, о котором дальше и пойдет речь. Чаще всего адгезиметр применяется мастерами для определения прочности схватывания лакокрасочных материалов, различных пленочных покрытий и строительных материалов.

Виды адгезии и методы ее определения

На сегодняшний день адгезия классифицируется на следующие виды механизмов связи:

  • Ковалентный, при котором молекулярное сцепление осуществляется благодаря большим поперечным усилиям по отношению к фрикционному контакту. В результате электроны с одной поверхности переходят на другую. Данный процесс называется диффузия;
  • Металлический. При контакте разных изделий в ряде участков на поверхности происходит молекулярное сцепление;
  • Электростатический, характеризующийся взаимодействием противоположных по знаку пар ионов. Свойственен поверхностям, что накапливают электростатическое напряжение при трении;
  • Электромагнитный. Действует при контакте двух очищенных от окислов и загрязнений поверхностей. Стоит отметить, что в практике данная связь встречается нечасто, как правило, лишь на межатомном уровне.

Учитывая перечисленные виды механизмов связи, сегодня выделяют несколько способов определения усилия адгезионного сцепления, каждый из которых учитывает не только возникающие напряжения под воздействием внешних сил, но и реальную площадь контакта поверхностей, микрогеометрию и основные показатели поверхностей пленок.

Коэффициент адгезии может меняться в зависимости от следующих факторов:

  • Состава атмосферы в области контакта;
  • Микротвердости участков по Виккерсу, где с увеличением модуля упругости и твердости поверхности адгезия уменьшается;
  • Шероховатости смежных участков;
  • Кристаллической структуры имеющихся материалов.

Исходя из этого, используются 2 расчетных метода для определения силы адгезии.

В первом случае вычисляется адгезионное значение Θ, которое обозначает степень сцепления и влияния на износ адгезии, без учета погрешностей в неровности. Показатель Θ определяется по следующей формуле:

Θ = Е·z1,50,5γ, где:

  • γ – энергия, необходимая для отрыва поверхностей;
  • Е – модуль упругости;
  • β – усредненное обозначение радиуса кривизны профиля;
  • z – максимальный радиус кривизны (допускается пользоваться при расчетах стандартным значением Ra).

В случае, когда Θ больше десяти, значением адгезии можно пренебречь по причине ее несущественности!

Во втором случае вычисляется коэффициент адгезии k, зависящий от твердости по Виккерсу HV. Коэффициент определяется по следующим зависимостям:

  • k = 1/(0,0694HV-23,3015), при HV меньше 400;
  • k = (140,2878/HV) – 0,1648, при HV меньше 400.

По большому счету трудности в расчетных методах кроются за методом оценки результата. Исходя из этого, чаще всего на практике применяются адгезиметры, которые в автоматическом режиме вычисляют степень прочность сцепления разных поверхностей. Среди критериев учитываются такие показатели, как сила и время, в то время как для динамических систем дополнительно берется во внимание еще и число циклов до разрушения.

Адгезиметры, учитывающие метод неравномерного отрыва

Из-за отслаивания или расслаивания, порою, отделение пленки либо покрытия от главного материала происходит постепенно. В таком случае правильнее определять степень адгезии по характеру отслаивания и углу, нежели по усилию отрыва. Аналогичным образом функционируют адгезиметры, работающие посредством пространственного разрушения пленки, например, электронные модели АМЦ 2.50 и АМЦ 2.20.

Принцип работы подобного инструмента следующий. Требуемый участок подвергается воздействию изгибающего момента, в результате чего в области перехода от основного покрытия к поверхностному возникают напряжения. Как следствие, покрытие частично раскалывается и неравномерно отдирается. При этом значения фактического отрыва тщательно сверяются с эталонными показателями, которые заранее проставляются еще до начала испытаний, о чем свидетельствует соответствующее звуковое оповещение. При отслаивании сигнал изменяется, а устройство начинает анализировать оценку фактического момента.

Важно заметить, что перед исследованием образцы необходимо подготовить! Процедура определения интенсивности отслаивания сводится к следующему порядку действий:

  • Первым делом требуемое покрытие вырезается вплоть до основной поверхности, выделяя таким образом образец нужных размеров;
  • Один из краев образца осторожно приподнимается, после чего фиксируется захватом адгезиметра;
  • Сила отрыва поверхностной пленки считывается прибором, она и является основной мерой, характеризующей адгезионную силу.

Так как электронные адгезиметры не имеют в своей конструкции механических преобразователей момента и усилия, то их спокойно можно эксплуатировать и при минусовой температуре. Аналогично многим другим электронным устройствам, данные модели позволяют использовать аккумуляторную батарею, а также USB-разъем для подзарядки и подключения к компьютеру.

Главным недостатком адгезиметров, работающих по методу определения неравномерно отрыва, является трудоемкость подготовки образца.

Адгезиметры, работающие методом равномерного отрыва

К таковым можно отнести все модели, которые работают методом определения усилия сдвига, превышающего показатели прочности сцепления покрытия.

В нашей стране механические адгезиметры выпускаются компанией Константа. Среди линейки производителя наибольшей популярностью пользуется модель Константа АЦ – удобный инструмент для вычисления силы адгезионного сцепления между поверхностью и различными лакокрасочными материалами.

Само устройство изготавливается согласно ГОСТ 27325. Внутри корпуса модели находятся подпружиненная ручка, с внешней стороны которой размещается измерительная шкала, захват и грибок.

Грибок прислоняется к требуемому покрытию, после этого усилие отрыва создается за счет пружинно-винтового механизма. При этом его значение не должно быть больше 1800 H. Все показания измеряются в единицах механического напряжения, где допустимая погрешность достигает 0,5-2,0 Мпа. В случае удельного предельного усилия погрешность не должна превышать 6-10 Мпа. В наборе поставляется пара грибков различного диаметра.

Константа АЦ очень проста в эксплуатации, что стало возможно отчасти благодаря ее компактным размерам. Тем не менее прибор разрешается использовать только при плюсовых температурах!

Среди модельного ряда отечественного изготовителя имеются и более простые версии, к их числу относятся адгезиметры-решетки АР, которые применяются для оценки качества лакокрасочного покрытия. Устройства работают путем создания системы перпендикулярных надрезов. При помощи 4-палубной шкалы при визуальном осмотре оценивается качество покрытия.

Наиболее мощными устройствами считаются механические адгезиметры Elcometer, способные испытывать максимальное давление отрыва вплоть до 50 Мпа. В наборе имеется специальный упор, который размещается на рабочей поверхности. При помощи муфты он крепится к поворотной ручке, которая и создает требуемое усилие. Показания выводятся на ЖК-дисплей. Модель отлично подходит для оценки адгезии любых типов материалов, при этом погрешность измерений составляет 1 процент.

Магнитный зажим дает возможность работать с устройством при помощи одной руки.

Хочется выделить и электронный адгезиметр ОНИКС-1.АП, который часто применяется в строительной области. Свое назначение инструмент чаще всего находит при оценке усилий отрыва различных поверхностных покрытий, будь то штукатурка, клеевые соединения, плитка, гидроизоляция и т.п. Программа нагрузки выбирается заранее, где в роли нагружаемого элемента выступает стальная пластина либо диск. При включении устройства все технологические параметры, будь то сила отрыва, текущее усилие, скорость и др. фиксируются в автоматическом режиме. Единственное, ход нагружаемого прибора нужно выбирать исходя из степени усилия отрыва!

После нескольких испытаний модель может в автоматическом режиме обрабатывать полученные данные. USB-разъем дает возможность подключать ОНИКС-1.АП к ноутбуку либо компьютеру. Работа осуществляется от аккумуляторной батареи.

Куда проще функционируют адгезиметры, проводящие испытания на кручение. К данной группе можно отнести приборы линейки ПСО, к примеру, ПСО МГ-4. Помимо определения адгезии, они применяются и для оценки качества крепления стальных элементов после пристрелки монтажными пороховыми пистолетами.

Устройства ПСО-серии имеют погрешность 2 процента, что объясняется сложностью считывания усилия отрыва при работе с вращающимися образцами. Что касается усилий, то модели рассчитаны на показания 50-10000 H.

Стоимость

Исходя из точности замеров и технических возможностей меняется и цена на адгезиметры. Так, к примеру, электронные модели оцениваются в 36 тысяч рублей и выше, стоимость механических изделий составляет 25-29 тысяч рублей. Наиболее бюджетными являются АР-адгезиметры, цена которых составляет около 6,5 тысяч рублей.

НЕТ КОММЕНТАРИЕВ

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ