يقوم جهاز اختبار مقاومة التآكل المخصص للنعل بتشغيل اختبار مقاومة التآكل لنعل الأحذية. الشكلان الشائعان هما جهاز اختبار تآكل نعل الحذاء الكامل وآلة النعل المصبوب مثل المكافئ لجهاز SATRA STM 528 Pedatron. يعتمد كلاهما على عجلة تآكل، وذراع تحميل، وعداد. وتتمتع المعدات الداعمة بنفس القدر من الأهمية؛ حيث يسجل جهاز الوزن فقدان الكتلة، وتقوم أدوات تحضير العينات بتشكيل العينة: ويشير موقع wtb-test.com إلى أن العينة الأسطوانية بقطر 16 مم تتطلب قالب قطع ومكبساً أو نظام قولبة، ويجب قياس السُمك بدقة ±0.2 مم قبل الاختبار. ويحدد معيار الاختبار الحاكم، على سبيل المثال GB/T 3903.2 أو SATRA TM362، الحمل وعدد الدورات والمادة الكاشطة.

النقاط الرئيسية المستفادة

• يتضمن الإعداد الكامل للمختبر جهاز اختبار التآكل، وعجلة تآكل، وأدوات تحضير العينات، وجهاز وزن، ومعيار الاختبار الصحيح.
• اختر طريقة الاختبار بناءً على مادة النعل وشكل العينة ومعيار السوق المستهدف.
• سجل جميع إعدادات الاختبار بعناية لأن تغيير الحمل أو الدورات أو المادة الكاشطة يؤثر على قابلية المقارنة.
• استخدم أجهزة اختبار الصلادة والشد جنباً إلى جنب مع اختبار التآكل للحصول على صورة كاملة لأداء النعل.
• استشر مزود خدمات اختبار لمطابقة المعدات والطرق مع احتياجاتك الخاصة وضمان الحصول على نتائج موثوقة.

الأجهزة الأساسية لاختبار مقاومة التآكل لنعل الأحذية

أجهزة اختبار الحذاء الكامل والنعل المصبوب

يبدأ اختيار الجهاز بشكل العينة. يقوم جهاز اختبار الحذاء الكامل بتثبيت القطعة الكاملة ومحاكاة المشي. ويعد جهاز اختبار تآكل نعل الحذاء الكامل GT-KA13 أحد الأمثلة، وهو يتبع معايير مثل GB/T 3903.2. أما جهاز SATRA STM 528 Pedatron فهو الجهاز المرجعي للنهج الميكانيكي الحيوي. وتفيد منظمة ساترا (SATRA) بأن جهاز Pedatron يطبق أحمالاً مستمدة من دراسة مشية الإنسان؛ فهو يحاكي ارتطام الكعب، ورفع أصابع القدم، وانثناء الحذاء، وأحمال القص الطولية والالتوائية التي يواجهها مرتدي الحذاء أثناء المشي. ويعمل معيار SATRA TM362، "مقاومة التآكل للنعال – الطريقة الميكانيكية الحيوية"، على هذا الجهاز مقابل لوح ذي سطح مستوٍ. وتذكر ساترا أن الجهاز يمكنه العمل بشكل مستمر وتوليد 48,000 خطوة في فترة 24 ساعة. في المقابل، تأخذ أجهزة اختبار النعل المصبوب عينات مقطوعة بدلاً من الأحذية الكاملة، وهي تناسب المصانع التي تختبر مركبات النعل قبل التجميع. وتخدم كلتا عائلتي الأجهزة اختبار مقاومة التآكل لنعل الأحذية، ويحدد المعيار أيهما ينطبق.

مبدأ عمل عجلة التآكل

عجلة التآكل هي قلب كل جهاز؛ فهي تضغط عمودياً على العينة بحمل محدد مسبقاً وتدور بسرعة مضبوطة، ويزيل الاحتكاك بين العجلة والنعل المادة على مدار عدد ثابت من الدورات. يوضح جهاز الاختبار الأسطواني وفق معيار DIN هذا المبدأ في أبسط صوره؛ حيث تصف شركة UTSTesters عينة مطاطية مستطيلة مضغوطة على أسطوانة دوارة مغطاة بورق الصنفرة، وتتحرك العينة أيضاً محورياً على طول الأسطوانة بسرعة ثابتة. وتشمل الإعدادات القياسية ورق صنفرة بدرجة خشونة P60، وحمل عينة يبلغ 10 نيوتن، وسرعة دوران للأسطوانة تبلغ 40 دورة في الدقيقة بموجب معياري DIN 53516 وGB/T 9867. أما جهاز اختبار التآكل تابر (Taber) فيعمل بشكل مختلف؛ إذ يفرك العينة بعجلات كاشطة دوارة ويقيس معدلات التآكل تحت ضغوط وسرعات متفاوتة. وتكمل المعدات الداعمة هذا الإعداد؛ حيث يقوم قالب القطع والمكبس بتشكيل العينة، ويسجل جهاز الوزن فقدان الكتلة قبل التشغيل وبعده. كما يوفر جهاز اختبار تآكل المطاط NBS خياراً آخر قائماً على العجلات لمركبات المطاط. يجب على المشغلين تأكيد إعدادات الحمل والسرعة وفقاً للمعيار المختار قبل كل تشغيل.

نظرة عامة على طرق ومعايير الاختبار

طرق DIN وأكرون وتابر وNBS

تناسب كل طريقة تآكل شكلاً معيناً للعينة وعائلة مواد محددة. تناسب طريقة DIN مركبات النعل المطاطية؛ حيث تعمل عينة أسطوانية مقابل أسطوانة دوارة مغطاة بورق كاشط، ويسجل المشغل فقدان الحجم. ويحدد معيارا DIN 53516 وGB/T 9867 هذا الإجراء، وقد تناول القسم السابق بالفعل الحمل البالغ 10 نيوتن وسرعة الأسطوانة البالغة 40 دورة في الدقيقة. وتستهدف طريقة أكرون (Akron) المطاط أيضاً، وتستخدم عجلة كاشطة دوارة مقابل قطعة اختبار صغيرة، وغالباً ما تختار المختبرات طريقة أكرون لأعمال تطوير المركبات.

تناسب طريقة تابر (Taber) العينات المسطحة؛ حيث تفرك عجلتان كاشطتان سطح العينة، ويمكن للمشغل تغيير الضغط والسرعة، مما يجعل طريقة تابر مفيدة للمواد اللوحية وللفحص المقارن. ويؤدي جهاز اختبار تآكل المطاط NBS دوراً مشابهاً لمركبات المطاط؛ إذ يشغل عينة مقابل أسطوانة كاشطة ويسجل مؤشر التآكل. ولا تتفوق أي من هذه الطرق على الأخرى بشكل عام، بل تجيب كل واحدة منها عن سؤال محدد حول شكل مادة معين.

نهجا مارتنديل وGB

تناسب طريقة مارتنديل (Martindale) مواد الأحذية على نطاق واسع؛ فهي تفرك عينة مقابل مادة كاشطة بحركة دائرية، وتعمل بشكل جيد مع المواد العلوية والبطانات وألواح النعل المرنة. ويكمل جهاز اختبار مقاومة انثناء الجلد هذا العمل؛ حيث يتحقق من مدى تحمل مكونات الجلد للانحناء المتكرر، وينتمي إلى نفس مختبر المواد على الرغم من أنه يقيس الانثناء بدلاً من التآكل. كما يغطي جهاز اختبار ثبات الجلد ضد الاحتكاك انتقال اللون والاحتكاك السطحي على الأجزاء العلوية المصنوعة من الجلد. ويدعم كلا الجهازين الصورة الأوسع للجودة فيما يتعلق باختبار مقاومة التآكل لنعل الأحذية.

تربط معايير GB الصينية هذه الطرق بمتطلبات السوق؛ حيث يحكم معيار GB/T 3903.2 تآكل نعل الحذاء الكامل، ويغطي معيار GB/T 9867 تآكل المطاط. ويعتمد اختيار الطريقة على ثلاثة عوامل: مادة النعل، وشكل العينة، ومعيار السوق المستهدف. فقد يتبع النعل المطاطي المتجه إلى السوق الأوروبية معيار DIN، بينما قد يتبع الحذاء الكامل المتجه إلى الصين معيار GB/T 3903.2، لذا يجب على المصانع تأكيد معيار المشتري قبل اختيار الجهاز.

المعاملات ومعايير التقييم

إعدادات الأحمال والدورات والمواد الكاشطة

تحدد إعدادات الجهاز ما إذا كانت النتائج قابلة للمقارنة عبر المختبرات. وتدرج شركة UNUO Instruments الإعداد الشائع للبند 8.4 من معيار ISO 20344 لجهاز اختبار التآكل DIN المزود بأسطوانة دوارة؛ حيث يطبق المشغل حملاً عمودياً يبلغ 5 نيوتن أو 10 نيوتن، ويشغل العينة على مسافة 40 متراً، ويستخدم ورقاً كاشطاً قياسياً كمادة كاشطة.

تفيد شركة UTSTesters بأن السرعة النموذجية للعجلة الكاشطة تتراوح بين 40 و50 دورة في الدقيقة لطريقة DIN. وتستخدم طريقة أكرون (Akron) قيماً مختلفة؛ حيث تذكر UTSTesters سرعة دوران تبلغ 76 دورة في الدقيقة، وحملاً يبلغ 2.75 نيوتن، وزاوية احتكاك تبلغ 15° أو 30°. ويسجل المشغلون هذه القيم في تقرير الاختبار، لأن تغيير الحمل أو عدد الدورات يخل بقابلية المقارنة مع عمليات التشغيل السابقة.

فقدان الكتلة وأنماط التآكل

فقدان الكتلة هو الناتج الأساسي لاختبار مقاومة تآكل نعل الأحذية. يزن المشغل العينة قبل وبعد التشغيل. توضح شركة Weston Rubber الخطوة التالية: يحول المختبر فقدان الكتلة إلى فقدان في الحجم باستخدام الكثافة المعروفة للمطاط ويسجل النتيجة بالمليمتر المكعب. قراءة 100 مم³ تعني أن الاختبار أزال 100 مليمتر مكعب من المطاط. الأرقام الأقل تشير إلى مقاومة أفضل للتآكل.

التفسير يحتاج إلى سياق. تشير The Footwear Edge إلى أن طرق SATRA مثل TM31 وTM163 وTM174 تغطي نعال المطاط وEVA وPU وTPU. يحذر نفس المصدر من أن نتائج المختبر تعطي بيانات مقارنة ولا تتنبأ بشكل مباشر بعمر التآكل. قد يظهر المركب الأكثر صلابة فقدانًا منخفضًا للتآكل في المختبر ومع ذلك يتآكل بشكل أسرع في الاستخدام الحقيقي، لأن مساحة التلامس تتقلص والإجهاد الموضعي يرتفع. راجع بيانات التآكل جنبًا إلى جنب مع قيم الصلادة والكثافة.

تتعامل Weston Rubber مع 150 مم³ كحد أدنى مقبول على نطاق واسع لنعال المطاط المتينة، مع الإشارة إلى أن هذا اصطلاح صناعي وليس تنظيمًا. غالبًا ما تستهدف الخطوط الرياضية الفاخرة 120 مم³ أو أقل، وتتطلب بعض عقود الجيش والمشي لمسافات طويلة 80 مم³ أو أقل.

المعدات التكميلية وإرشادات الاختيار

أجهزة اختبار الصلادة والشد

يحتاج مختبر اختبار النعال إلى أكثر من آلة تآكل. تقيس أجهزة قياس الصلادة (الديوروميتر) صلادة المسافة البادئة على مقاييس Shore A وC وD وO، ويحدد معيار ASTM D2240 الطريقة. يناسب كل مقياس نطاق مادة مختلفًا. تساعد بيانات الصلادة في تفسير نتائج التآكل، لأن المركب الأقسى غالبًا ما يظهر سلوك تآكل مختلفًا عن المركب الألين. تقيس آلة اختبار الشد المطاطية قوة الشد والاستطالة بموجب معيار ASTM D412. تكشف هذه القيم كيف يقاوم المركب التمزق والتمدد أثناء الارتداء.

غالبًا ما توضع آلة اختبار التآكل DIN بجانب هذه الأinstruments كمرجع ثاني للتآكل. قد يتم إجراء اختبار مقاومة الانزلاق قبل وبعد التآكل، ويغطي معيار ISO 13287 هذه الطريقة. أداة اختبار ثبات فرك الجليدleather rubbing fastness tester تتحقق من انتقال اللون والفرك السطحي على الأجزاء العلوية الجلدية، وهو أمر مهم للأحذية النهائية. اجتياز اختبار التآكل لا يعني تلقائيًا أن النعل سيجتاز اختبارات الثني أو الترابط أو مقاومة الانزلاق، كما تلاحظ HuadongSoles. قم بن بناء المختبر حول مصفوفة الاختبار الكاملة، وليس آلة واحدة.

اختيار الإعداد مع UTS International

يبدأ الاختيار بأسئلة واضحة. تنصح HuadongSoles العلامات التجارية بتحديد تطبيق الأحذية، ومزيج الأداء المستهدف، والمعايير المعمول بها حدود القبول، والمادة والبناء، ونطاق التكلفة المقبول. حذاء الجري، وحذاء العمل، والـ sneaker الكاجوال تفرض كل منها متطلبات مختلفة على النعل الخارجي. يقرر حجم الإنتاج بعد ذلك ما إذا كان جهاز اختبار الأحذية الكاملة، أو آلة النعل المقولب، أو كلاهما منطقيًا. قد يفضل المختبر الذي يختبر العديد من الأحذية النهائية آلة الأحذية الكاملة، بينما قد يفضل مورد المركبات العينات المقصوصة.

يمكن لمقدم خدمات الاختبار مثل UTS International مطابقة المعدات والطرق مع هذه الإجابات. يحذر معيار ISO 4649 من أنه لا يمكن استنتاج أي علاقة وثيقة بين نتائج التآكل المعملية وأداء الخدمة الفعلي بشكل مباشر، لذا يجب أن يدعم الإعداد تقييم النماذج الأولية وتجارب الارتداء أيضًا. تشمل طرق المرجع الشائعة ISO 20871 وSATRA TM174، ويشرح المورد الجيد نطاق الاختبار الخاص به، وخيارات المعايرة، ودعم اختبار العينات. أكد المواصفات النهائية فقط بعد أن يقوم المشتري والشركة المصنعة بمراجعة عينات النماذج الأولية ونتائج المختبر المتفق عليها.

يتضمن الإعداد الكامل لاختبار مقاومة تآكل نعل الأحذية أربعة أجزاء. الجزء الأول هو جهاز الاختبار نفسه، إما آلة الأحذية الكاملة أو وحدة النعل المقولب. يغطي الجزء الثاني عجلة التآكل ومكونات التحميل الخاصة بها. يغطي الجزء الثالث أدوات تحضير العينات وأداة وزن لفقدان الكتلة. الجزء الرابع هو المعيار الحاكم، مثل GB/T 3903.2 أو SATRA TM362، والذي يحدد الحمل والدورات والمادة الكاشطة.

يجب على القراء استشارة مزod اختبار مثل UTS International. يقوم المورد الجيد بمواءمة المعدات والطرق مع مواد النعل، وحجم الإخراج، والأسواق المستهدفة. تحافظ المعايرة ظروف الاختبار المستقرة بعد ذلك على موثوقية النتائج وقابليتها للتكرار عبر عمليات التشغيل.

الأسئلة الشائعة

ما هي مجموعة المعدات الدنيا لاختبار تآكل النعل؟

يحتاج المختبر إلى أربعة عناصر. أولاً، جهاز اختبار التآكل، إما وحدة الأحذية الكاملة أو آلة النعل المقولب. ثانيًا، عجلة التآكل ومكونات التحميل الخاصة بها. ثالثًا، أدوات تحضير العينات وأداة الوزن. رابعًا، المعيار الحاكم، مثل GB/T 3903.2 أو SATRA TM362، الذي يحدد الحمل والدورات والمادة الكاشطة.

كيف يختار المختبر بين طرق DIN وAkron وTaber وNBS؟

يتبع الاختيار ثلاثة مدخلات: مادة النعل، وشكل العينة، ومعيار السوق المستهدف. تناسب طريقة DIN مركبات النعل المطاطي. تناسب طريقة Taber العينات المسطحة. تخدم طريقة Akron أعمال تطوير المركبات. عادة ما يحسم معيار المشتري المسألة قبل طلب أي آلة.

هل تتنبأ نتائج التآكل المعملية بتآكل النعل في العالم الحقيقي؟

لا. ينص معيار ISO 4649 على أنه لا يمكن استنتاج أي علاقة وثيقة بين نتائج التآكل المعملية وأداء الخدمة الفعلي بشكل مباشر. تعطي بيانات المختبر معلومات مقارنة عبر المركبات والدفعات. قد يُظهر المركب الأقسى فقدانًا منخفضًا للكتلة في المختبر ومع ذلك يتآكل بشكل أسرع قيد الاستخدام، لأن مساحة التلامس تتقلص ويرتفع الإجهاد الموضعي.

كم مرة يجب أن يتحقق المختبر من معايرة جهاز اختبار التآكل؟

لا تحدد المقالة فترة معايرة، لذا يجب على المشغلين اتباع جدول صانع الآلة والمعيار الحاكم. ظروف الاختبار الثسابتة مهمة بنفس القدر. يؤثر الحمل، وعدد الدورات، ودرجة المادة الكاشطة، وسمك العينة على النتائج، والإعداد المتغير يكسر قابلية المقارنة مع العمليات السابقة.