Tipos de testes de abrasão: diferentes métodos para avaliar danos superficiais
É claro que o teste de abrasão é essencial para avaliar o desempenho do material do seu produto após o desgaste. No entanto, existem vários fatores que podem afetar esse desempenho, assim como diversos tipos de teste de abrasão. Então, o que os diferencia? E qual você deve usar?
Aqui, Qualitest, guiará você pelos diferentes tipos de testes de abrasão e o que torna cada um único. Acompanhe-nos até o final para obter informações sobre as regulamentações atuais de testes de abrasão nos EUA também.
O que é teste de abrasão?
O teste de abrasão é um método de avaliação usado para avaliar a durabilidade de materiais contra atrito ou fricção. Normalmente, é realizado para projetar a qualidade de um produto ao longo de sua vida útil e garantir um desempenho consistente. Este teste se aplica a uma ampla gama de materiais, razão pela qual existem vários tipos de testes de abrasão adaptados a categorias específicas de materiais.
O escopo dos materiais abrangidos por este teste é bastante amplo, variando de têxteis e borracha para plásticos e além. Os testes de abrasão são amplamente adotados em diversos setores, não apenas por fabricantes de tecidos, mas também nos setores automotivo, médico e de construção.
Embora o teste de abrasão se concentre no desgaste do material causado por fricção ou atrito contínuo, ele é frequentemente confundido com o teste de rugosidade da superfície. Ambos avaliam alterações na superfície, mas de maneiras diferentes. O teste de rugosidade da superfície mede a textura e as irregularidades microscópicas da superfície de um material (comumente para materiais metálicos), geralmente após desgaste ou usinagem.
A distinção pode ser sutil, especialmente ao avaliar materiais pós-abrasão, e é por isso que às vezes é difícil diferenciar os dois.
Os testes de rugosidade da superfície geralmente usam perfilômetros que podem capturar medições de superfície precisas. Esses instrumentos estão disponíveis em versões de bancada e portáteis. Se o seu objetivo principal é avaliar arranhões, sulcos finos ou textura da superfície após o desgaste, um teste de rugosidade da superfície seria mais apropriado.
Tipos de testes de abrasão
Existem vários tipos comuns de testes de abrasão, cada um desenvolvido para corresponder às propriedades específicas dos materiais e à natureza do desgaste a que estão sujeitos. Vamos analisá-los para ver o que torna cada um único:
1. Teste de tambor rotativo
Como o nome sugere, este método envolve a colocação da amostra de teste dentro de um tambor rotativo revestido com uma superfície abrasiva. Quando o tambor gira, manualmente ou com a ajuda de um motor, o material sofre contato e atrito repetidos. Este método tenta simular o desgaste a longo prazo.
Além disso, a amostra é normalmente pesada antes e depois do teste para determinar a quantidade de material perdida devido à abrasão. É uma maneira simples, porém eficaz, de testar a resistência geral ao desgaste, especialmente para produtos expostos a forças de rolamento ou tombamento.
2. Ensaio de Abrasão Taber
Este teste é realizado usando um Máquina abrasora Taber para avaliar como um material responde ao desgaste rotativo. O material é colocado em uma plataforma giratória, enquanto duas rodas abrasivas aplicam pressão constante em sua superfície.
À medida que a plataforma gira, as rodas causam desgaste superficial que imita o atrito real. Após um número definido de ciclos, a amostra é inspecionada e pesada para medir a perda de material. O Teste de Abrasão Taber é amplamente utilizado em diversos materiais, incluindo plástico, revestimentos, madeira e até mesmo metal, devido à sua velocidade e precisão.
3. Teste de Abrasão Martindale
Dentre os tipos de teste de abrasão, este é especialmente desenvolvido para testar tecidos. Ele avalia o desempenho dos tecidos sob fricção suave e repetitiva. A técnica utilizada consiste em fixar uma amostra em uma superfície plana e, em seguida, friccioná-la em movimentos circulares com almofadas abrasivas de baixa pressão.
Dependendo do tipo de tecido, o teste pode durar minutos ou até várias horas. Hoje, o Martindale é particularmente popular nas indústrias de carpetes e estofados por oferecer resultados consistentes e repetíveis em tecidos grossos ou tramados.
4. Teste de desgaste recíproco
É usado para simular movimentos de vaivém que causam estresse repetitivo nos materiais. O Teste de Desgaste Recíproco verifica a resistência ao desgaste de peças que deslizam repetidamente, como pistões, trilhos ou superfícies de apoio.
O teste envolve uma amostra plana sendo friccionada contra outra superfície em um movimento linear ao longo do tempo. Esse movimento contínuo cria atrito e desgaste, o que permite avaliar tanto a deformação da superfície quanto a perda de material.
5. Teste de abrasão de lama de areia
Este método de ensaio visa avaliar materiais em ambientes com lama. Normalmente, este ensaio é praticado nos setores de construção, dutos ou máquinas industriais.
Durante o teste, o material é exposto a uma mistura pressurizada de areia e água, que erode a camada superficial ao longo do tempo. Este teste ajuda a determinar se o revestimento ou a camada de base de um material pode suportar ambientes abrasivos como dragagem, mineração ou exposição costeira.
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6. Teste de Abrasão Flexível
Esta técnica testa como os materiais respondem quando flexionados repetidamente contra uma superfície abrasiva. É especialmente útil para materiais que sofrem flexões ou dobras frequentes, como plásticos flexíveis, tecidos revestidos ou peças de borracha. A abrasão é medida monitorando a perda de peso ou examinando as mudanças na textura da superfície.
7. Teste de abrasão em Los Angeles (LA)
Este teste é usado principalmente para avaliar a resistência e a resistência ao desgaste de agregados como cascalho ou brita. O Teste de Abrasão de Los Angeles recebeu esse nome em homenagem a este método de teste, realizado pela primeira vez em 1920 por um grupo de engenheiros em Los Angeles.
Neste teste, a amostra é colocada dentro de um tambor rotativo cheio de esferas de aço. À medida que o tambor gira, as esferas de aço impactam e trituram a amostra. Os amassados e fraturas resultantes são medidos para avaliar a durabilidade do material. É um método comum para testes de estradas, pontes e materiais de construção.
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Fatores que afetam os resultados dos testes de abrasão
Os resultados dos testes de abrasão podem variar significativamente dependendo de diversos fatores. Abaixo estão alguns dos fatores mais críticos que podem afetar os resultados do seu teste de abrasão:
- Seleção de Método de Teste e Normas: A escolha do método de teste correto é a base para resultados precisos. Muitos setores já possuem métodos preferenciais e padronizados, definidos por organizações como a ASTM International ou a ISO.
- Projeto do Aparelho e Equipamento de Teste: O projeto do instrumento de teste impacta diretamente o resultado. Variações na configuração da máquina, incluindo o tipo de roda abrasiva, o padrão de movimento e o suporte da amostra, podem influenciar a quantidade e o padrão de desgaste.
- Combinação de materiais: A dureza e a textura do elemento abrasivo contribuem para o desgaste do material de teste. Por exemplo, usar uma superfície com granulação mais grossa resultará em um desgaste mais agressivo do que uma superfície com granulação mais fina.
- Geometria de contato e pressão: O contato do material de teste com a superfície abrasiva afeta a distribuição da pressão e o padrão de desgaste. Cargas mais altas normalmente aumentam a taxa de desgaste, mas também podem introduzir deformações indesejadas.
- Velocidade de deslizamento e tipo de movimento: Velocidades mais altas podem aumentar o calor e acelerar o desgaste, enquanto diferentes tipos de movimento podem imitar diversas condições reais de desgaste. Ajustar este parâmetro ajuda a modelar seu teste mais próximo do uso real do produto.
Como escolher o teste de abrasão correto?
Agora que você aprendeu alguns tipos comuns de testes de abrasão, qual é o mais adequado para o seu projeto? Aqui está um guia passo a passo para ajudar você a começar:
1. Defina o caso de uso
Comece identificando claramente como seu produto ou material será utilizado. Ele sofrerá atrito, deslizamento ou exposição a condições adversas?
2. Verifique os padrões da indústria
Consulte os padrões de teste recomendados pelo seu setor ou região. Se houver um padrão, ele deve ser seu ponto de partida.
3. Considere o objetivo do teste
Pergunte a si mesmo: você está buscando classificar opções de materiais ou replicar o desempenho em campo? Se você precisa apenas de dados comparativos, um teste simplificado ou prático pode ser suficiente. Mas para P&D mais aprofundado ou certificação de produtos, você precisará de uma abordagem mais precisa e específica para cada aplicação.
4. Avalie os recursos
Alguns testadores de abrasão exigem investimento em equipamentos e tempo. Avalie se o seu laboratório possui as ferramentas, a experiência e o tempo necessários para realizar o teste de forma consistente.
5. Garanta repetibilidade e consistência
Seja qual for o método escolhido, certifique-se de que o teste possa ser repetido nas mesmas condições para gerar resultados consistentes. Considere a facilidade de padronização do teste no seu fluxo de trabalho para manter a precisão ao longo do tempo.
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Normas e regulamentos para testes de abrasão nos EUA
Nos EUA, diversos tipos de testes de abrasão são amplamente praticados em diversos setores da indústria, incluindo automotivo, construção civil e dispositivos médicos. Para manter a consistência e a credibilidade, muitos fabricantes e laboratórios contam com procedimentos padronizados desenvolvidos por organizações como a ASTM International e a ISO.
Por exemplo, a norma ASTM D3884 descreve os procedimentos para o Ensaio de Abrasão Taber, enquanto a norma ASTM D4966 abrange o método Martindale. Ambas são comumente utilizadas em avaliações de têxteis e revestimentos. Outras normas, como a ASTM C131, são utilizadas na construção civil para avaliar a tenacidade dos agregados por meio do Ensaio de Abrasão de Los Angeles.
Pensamento final
Esperamos que este artigo possa ajudar você a entender melhor os diferentes tipos de testes de abrasão e como escolher o método que melhor se adapta às necessidades do seu projeto.
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