Испытание на разрыв

Испытание на разрыв — базовый метод оценки механических свойств материалов, позволяющий точно определить предел прочности, пластичность и поведение образца под нагрузкой. Фактически это стресс-тест в контролируемых условиях: образец фиксируют в захватах испытательной машины, постепенно растягивают, фиксируют деформацию, затем определяют момент разрушения и сопоставляют показатели с требованиями стандартов.

Метод применяется на всех этапах жизненного цикла изделий: от разработки и выбора сырья до контроля качества партии и сертификации для промышленной эксплуатации. Для производственных компаний и девелоперов это прямой инструмент снижения рисков аварий, рекламаций и внеплановых ремонтов.

Испытания востребованы в металлургии, строительстве, авиа- и машиностроении, нефтегазовой отрасли, химическом и текстильном производстве. Результаты включают в техническую документацию, расчёты несущей способности конструкций, паспорт изделия и пакет документов для прохождения обязательной оценки соответствия.

Какие задачи решает испытание на разрыв

Метод позволяет определить сразу несколько ключевых характеристик:

• поведение материала при растяжении и момент начала необратимых деформаций;
• способность выдерживать статические нагрузки при эксплуатации;
• склонность к разрушению под пиковыми нагрузками;
• возможность восстановления первоначальной формы после снятия усилия.

Финальные данные оформляются в виде диаграммы растяжения — по ней рассчитывают полный набор параметров, включая модуль упругости, предел текучести, удлинение и сужение образца. Для инженерных расчётов это основа принятия решений: корректный выбор сплава, уменьшение брака, подбор оптимальной конструкции детали.

СПРАВКА: регулярные испытания на разрыв — требование большинства международных систем менеджмента качества, включая ISO.

Какие материалы проходят испытания на разрыв

Метод универсален и применяется к широкому перечню материалов:

• металлы и сплавы — сталь, алюминий, титан, жаропрочные и конструкционные сплавы;
• композитные материалы — углепластик, стеклопластик, армированные полимеры;
• полимеры и пластмассы — термопласты, термореактивные материалы;
• текстиль и нити — тканые, нетканые материалы, волокна, пряжа;
• резины и эластомеры — техпластины, уплотнители, индустриальные каучуки.

Для каждого вида предусмотрена стандартизованная форма образцов, геометрия и режим испытаний. Например, для стальных заготовок — цилиндрические или плоские образцы с калиброванной зоной, для тканей — полосы фиксированной ширины.

Методика проведения испытаний на разрыв

Классическая схема включает пять последовательных этапов:

1. Подготовка образца. Изготавливается стандартный элемент установленной формы — цилиндрический, прямоугольный или ленточный.
2. Фиксация. Заготовка устанавливается в захваты испытательной машины.
3. Нагружение. Образец подвергается одноосному растяжению до разрушения при постоянной скорости.
4. Регистрация данных. Установка фиксирует нагрузку и деформацию в реальном времени.
5. Анализ. Рассчитываются предел прочности, текучести, удлинение, сужение и модуль упругости.

Для разных типов веществ применяются отдельные методы. Например, при проверке металлов используют установки с постоянной скоростью растяжения или нагружения, а при анализе тканей применяются:

• метод стального шарика — на ткань давит сферический штифт до разрыва;
• гидравлический метод — образец закрепляется на диафрагме, на которую подаётся жидкость под давлением;
• метод воздуха — аналогичный гидравлическому, но используется газ.

Точность испытаний зависит от условий, калибровки оборудования и соблюдения методики. Нарушение регламента на любом этапе делает результаты некорректными и непригодными для сертификации.

Основные параметры, измеряемые при растяжении

В результате процедуры определяются численные значения ключевых параметров, которые комплексно описывают механические свойства материала.

1. Предел прочности (временное сопротивление разрыву, σв, Rm) — это максимальное напряжение, которое материал выдерживает перед разрушением. Данный показатель является основной характеристикой.
2. Предел текучести (σт, ReH/ReL) — значение напряжения, при котором деформация продолжает увеличиваться без роста нагрузки. Это точка начала необратимого пластического деформирования.
3. Относительное удлинение после разрыва (δ, A) — параметр, показывающий, насколько процентов увеличилась расчётная длина образца после разрыва по сравнению с его первоначальной длиной. Он характеризует пластичность.
4. Относительное сужение после разрыва (ψ, Z) — показывает, насколько процентов уменьшилась площадь поперечного сечения образца в самом тонком месте разрыва, что также свидетельствует о пластичности.
5. Модуль упругости (модуль Юнга, E) — коэффициент, определяющий жесткость материала. Он вычисляется как отношение напряжения к упругой деформации на начальном линейном участке диаграммы и описывает способность материала сопротивляться упругой деформации.

Каждый из параметров влияет на дальнейшие расчёты: от толщины листового проката до выбора метода сварки и режимов обработки.

Оборудование для проведения испытаний на разрыв

Для точного определения прочностных свойств используется специализированный испытательный комплекс:

• электромеханические и гидравлические машины — обеспечивают равномерное растяжение и точный контроль нагрузки (до 100 т);
• установки с постоянной скоростью растяжения — обеспечивают стабильное удлинение до разрушения;
• машины с постоянной скоростью нагружения — поддерживают фиксированный темп увеличения силы;
• маятниковые стенды — определяют ударную вязкость и динамическую прочность.

Дополнительно применяются аналитические приборы: микрорентгеноспектральный анализатор, электронный микроскоп, атомно-эмиссионный спектрометр, газоанализатор, дифрактометр, высокочастотные пульсаторы и профилограф-профилометр. Это позволяет исследовать не только разрыв, но и причины разрушения, в том числе межкристаллитные дефекты, коррозию, усталостные трещины.

Нормативные документы и стандарты разрывных испытаний

Разрывные проверки не регулируются отдельным федеральным законом, но необходимость их проведения установлена рядом нормативных актов:

1. Федеральный закон № 184-ФЗ — определяет основы регулирования и подтверждения соответствия продукции требованиям безопасности.
2. Технические регламенты Таможенного союза (ЕАЭС) — например, ТР ТС 010, ТР ТС 019, ТР ТС 017.
3. Федеральный закон № 162-ФЗ — устанавливает порядок разработки и применения национальных стандартов.

Основные ГОСТы, регламентирующие методику:

1. ГОСТ 1497-2016 (ISO 6892-1:2016) — актуальный стандарт на методы испытания металлов на растяжение при комнатной температуре.
2. ГОСТ Р ИСО 527-1-2022 — определяет общие принципы тестирования пластмасс на растяжение.
3. ГОСТ 3813-2018 — устанавливает метод определения разрывной нагрузки и удлинения для текстильных материалов.
4. ASTM E8/E8M — один из широко используемых американских стандартов для металлических материалов.
5. EN 10002-1 — европейский норматив, гармонизированный с международными требованиями.

Соблюдение этих требований гарантирует воспроизводимость результатов и признание их на международном уровне.

Протокол испытаний: что включает документ

Результаты оформляются в виде официального протокола, который подтверждает корректность проведённых измерений. В документ включаются:

• наименование и характеристики образца;
• описание применённой методики и оборудования;
• условия проведения (температура, влажность, скорость растяжения);
• диаграмма «нагрузка–деформация»;
• численные значения показателей прочности и деформации;
• заключение о соответствии требованиям ГОСТ или ТУ.

Протокол служит юридически значимым подтверждением качества и безопасности, используется при сертификации продукции, приёмке партии или технической экспертизе.

Сопровождение сертификации и оформление документации

Специалисты портала «ТРТС24» обеспечивают полное сопровождение под ключ — от проведения испытаний до регистрации документов в официальных реестрах.

Мы оформляем:

• сертификаты и декларации соответствия (включая СГР);
• ТУ, руководства, паспорта, эксплуатационные документы;
• регистрацию товарных знаков и разработку фирменной маркировки;
• добровольные сертификаты, пожарные и экологические заключения;
• расчёты и разработку методик испытаний.

Возможна сертификация по ISO 9001, 14001, 45001, испытания на сейсмоустойчивость, морозостойкость, механическую прочность.

Как начать работу?

Достаточно оставить заявку на сайте — эксперты подготовят требования, подберут стандарты, сформируют пакет документов и организуют испытания в аккредитованной лаборатории.

Материалы подтверждаются данными, а решения — фактами. Мы обеспечиваем это на каждом этапе.