Gummit synas i sömmarna
Att bedöma kvaliteten på gummi är mycket svårt. För att lösa kvalitetsproblem inom den marina industrin har Trelleborg utvecklat ett test för gummifendrar som används i förtöjningssystem.
När Charles Goodyear 1844 fick patent på vulkaniseringsprocessen blev det känt att mjukt gummi kunde förvandlas till ett styvt och användbart material.
– Idag finns industrigummi överallt, vi lägger sällan märke till dess många roller, säger Mishra Kumar, global teknik- och marknadssupportchef för Trelleborgs marina system inom Trelleborg Offshore & Construction.
Gummi förekommer i nästan allt, från Iphone till Airbus A380. Materialets tillämpningar kan delas in i tre breda områden: täta, dämpa och skydda.
Eftersom tillämpningarna är många och varierande finns gummiblandningar i en mängd varianter, där varje tillverkare har sina egna unika recept. Förutom att använda naturgummi som råmaterial förekommer syntetiska gummisorter som är derivat av petrokemiska produkter.
– Varje rågummi har sina egna inneboende fördelar och nackdelar, allt beror på tillämpningen.För att möjliggöra specifika funktioner och för att ge gummit vissa egenskaper tillsätts andra kemikalier, såsom fyllmedel som kan förstärka materialet eller öka dess volym, åldringsinhibitorer och mjukgörare som styr materialets hårdhet. Därefter tillkommer blandningsprocessen, blandningscykeln, tidpunkten för varje steg av processen och temperaturerna för blandning och härdning – allt bidrar till den färdiga gummiproduktens egenskaper, säger Mishra Kumar.
Att definiera en gummiblandning betraktas ofta som rena magin. Många tillverkare bevakar svartsjukt sina recept, men Mishra Kumar anser att det krävs större öppenhet inom branschen om sammansättningen av gummi. Det behövs tekniska standarder och alla aktörer måste sträva mot att utveckla bättre material som kan bedömas och jämföras. Han vill att gummi ska betraktas som ett konstruerat material som väljs för sin prestanda och höga livslängd samt sina egenskaper, och inte som en stapelvara där endast priset gör skillnad. Ett sätt att påverka kundernas uppfattning är att utveckla metoder för att kunna bedöma gummikvalitet på ett mera konsekvent sätt.
Det ökande antalet tillverkare och leverantörer har lett till bristande kvalitet hos gummi från återvunnet material inom vissa industriella tilllämpningar, till exempel den marina industrin. Mishra Kumar förklarar att dagens metoder för återvinning, hur lovvärda de än kan tyckas vara, faktiskt inte är så positiva för miljön.
Återvinningsprocessen är aggressiv, mycket energiintensiv och synnerligen förorenande. Processen återställer heller inte gummits ursprungliga egenskaper, vilket resulterar i ett sämre material. De unika egenskaperna hos gummi beror på dess långa molekylkedjor. Återvinningsprocessen förkortar molekylkedjorna och försämrar därmed materialet. Detta påverkar i sin tur de färdiga komponenternas prestanda och livslängd.
Mishra Kumar påpekar hur svårt det är för kunder att bedöma en gummisorts kvalitet. De flesta industrigummin innehåller kimrök, en tillsats som armerar och förstärker materialet. Kimröken ger också gummit dess svarta färg. Därför kan man inte bedöma ett gummis kvalitet enbart visuellt. Vad som gör ett gummi bra är en oerhört svår fråga, eftersom gummikvalitet har varit väldigt svårt att definiera. Mishra Kumar definierar ett dåligt gummi som ett material ”som inte löser den uppgift som ska lösas”.
Fendrar för skydd av fartyg och kajer är en viktig tillämpning för gummi inom den marina industrin. Som ett steg mot att kunna besvara frågan om gummikvalitet inom detta område har Trelleborg utvecklat specifika testmetoder för gummifendrar. Testet för att analysera graden av likformighet och den kemiska sammansättningen hos gummit eliminerar behovet av förstörande provning av produkten för att fastställa kvalitet och prestanda hos materialet. Istället räcker det med ett prov på bara 50 gram för att få information om materialets prestanda när det gäller tillämpning och hur hög livslängd som fendern kan uppskattas ha.
Tidigare skulle så stora komponenter behöva genomgå förstörande provning för att avgöra kvalitet och prestanda. Att kunna få fram lika tillförlitlig information från ett litet materialprov är ett stort steg framåt för marina tillämpningar.Mishra Kumar påpekar dessutom att vissa tillverk are inte gav någon garanti för att tester genomfördes före leverans eller att gummiblandningen överensstämde med normerna. Detta test tar bort sådan osäkerhet.
Mishra Kumar menar att kunderna måste inse att gummimaterialet är en del av en konstruerad lösning. Detta gäller många av de tillämpningar som Trelleborg utvecklar lösningar för. Han anser att avancerade material som stål har klart definierade specifikationer och att gummikomponenter i kombination med stål i marina skyddssystem bör uppfylla sina egna klart definierade normer. Trelleborgs testsystem är ett viktigt steg i detta avseende.
– Det handlar om att fastställa normer och se till att dessa normer uppfylls, säger Mishra Kumar.
Kvalitetsmätning för den marina industrin
Miljontals dollar investeras i toppmoderna hamnanläggningar runt om i världen. Fendrarnas uppgift är att skydda fartyg och kajer. Fendrar består av noggrant konstruerade stål- och gummikomponenter som absorberar krafterna som uppstår mellan fartyg och kajer. Det finns specifikationer för prestanda hos fendrar, kopplade till anslagshastighet och temperatur variationer, däremot har det inte funnits några tillförlitliga tester för bedömning av gummikvalitet utan förstörande provning av fendern förrän Trelleborg utvecklade sin analytiska metod.
Analysmetoden kräver endast ett litet antal prover som genomgår kemisk analys. En IR-spektrofotometer med Fouriertransformalgoritm och en termogravimetrisk analysator används på ett 50-gramsprov för att identifiera sammansättningen hos gummikomponenten och fördelningen mellan polymer och fyllmedel.
Testet visar att de mest effektiva gummiblandningarna för fendertillämpningar har en polymer/ fyllmedelkvot större än 1,2 och en densitet mindre än 1,2. Livslängden för en dåligt sammansatt gummiblandning kan vara en tiondel av den för en högpresterande sammansättning, som kan ha en livslängd på närmare 60 år. Kunskapen om gummikvalitet har därför avgörande betydelse vid valet av leverantör.
Detta är en artikel från Trelleborgs magasin T-Time, för att se alla språkversioner och tidigare nummer, klicka här.
Pressservice: Denna artikel finns att tillgå i 8 språkversioner. Media är välkommen att använda artikeln i sin egen publikation. Om den återpubliceras, vänligen uppge kontaktuppgifterna: www.trelleborg.com
E-post: news@trelleborg.com