Испытание тканей на разрыв — это способ узнать, какую силу выдержит материал при растяжении и как он поведёт себя под нагрузкой. По его результатам оценивают прочность ткани на разрыв, удлинение при разрыве и раздирающую нагрузку — ключевые характеристики для одежды, технического текстиля, материалов лёгкой промышленности и средств защиты. Ниже разбираем, чем метод полоски отличается от захватного, какие стандарты действуют, что показывает диаграмма растяжения и почему выбор правильных зажимов важен не меньше, чем сама разрывная машина.
Содержание
Зачем испытывают ткани на разрыв
Прочность и растяжимость определяют, будет ли материал служить по назначению: разойдётся ли шов под нагрузкой, порвётся ли спецодежда, выдержит ли ремень или тканый мешок расчётный вес. Поэтому испытание текстильных материалов на растяжение входит в обязательный контроль качества — от входного контроля сырья до подтверждения соответствия продукции требованиям технических регламентов и ГОСТ.
Задачи, которые решает испытание, обычно сводятся к трём:
- проверить соответствие партии нормативу по разрывной нагрузке и удлинению;
- сравнить материалы или технологии между собой на объективных цифрах;
- выявить слабые места — направление (основа или уток), участок, дефект переплетения.
Отдельно оценивают сопротивление раздиранию: ткань может иметь высокую разрывную нагрузку, но легко продолжать уже начавшийся разрыв — например, от зацепа или прокола.
Метод полоски и захватный метод
Два базовых способа определения разрывных характеристик тканей различаются тем, как образец закрепляется в захватах разрывной машины.
При методе полоски (strip) в зажимах закрепляется вся ширина рабочей полоски ткани. Материал растягивается «во всю ширину», нагрузка распределяется по всем нитям пробы. Метод даёт и разрывную нагрузку, и удлинение при разрыве, поэтому его считают основным для точной оценки прочности.
При захватном методе (grab) образец заметно шире зажимов, а губки захватывают только его центральную часть. Работает не вся ширина ткани, а полоса под губками; окружающий материал частично включается в работу за счёт связей между нитями. Захватный метод ближе к поведению ткани в готовом изделии и требует меньше подготовки, но удлинение по нему, как правило, не нормируют.
| Параметр | Метод полоски (strip) | Захватный метод (grab) |
| Что зажимается | Вся ширина рабочей полоски | Только центральная часть широкого образца |
| Ширина пробы (типовая) | ≈ 50 мм | ≈ 100 мм |
| Ширина губок | Шире пробы (перекрывает 50 мм) | Узкие, ≈ 25 мм |
| Что определяют | Разрывная нагрузка и удлинение | Разрывная нагрузка |
| Подготовка образца | Дольше: выдёргивание крайних нитей до точной ширины | Быстрее: полоса без точной подгонки ширины |
Выбор метода диктует нормативная документация на конкретный вид продукции. Точные значения ширины пробы, зажимной длины и скорости следует брать из действующей редакции стандарта.
Стандарты ГОСТ и ISO
Основу современных требований к растяжению тканей задаёт двухчастный стандарт ГОСТ ISO 13934. Наряду с ним встречается более старый ГОСТ 3813, а раздирание вынесено в отдельную серию ГОСТ ISO 13937.
| Стандарт | Что определяет | Метод |
| ГОСТ ISO 13934-1 | Максимальную (разрывную) силу и удлинение при максимальной силе | Метод полоски |
| ГОСТ ISO 13934-2 | Максимальную (разрывную) силу | Захватный метод |
| ГОСТ 3813 | Разрывную нагрузку и разрывное удлинение (исторический стандарт) | Метод полоски |
| ГОСТ ISO 13937 (серия) | Раздирающую нагрузку — сопротивление раздиранию | Несколько методов (маятниковый, «штаны» и др.) |
Несколько практических уточнений. ГОСТ 3813 во многом соответствует методу полоски и постепенно уступает место гармонизированному ГОСТ ISO 13934, но всё ещё фигурирует в отдельных методиках и требованиях, поэтому его продолжают применять. Серия ГОСТ ISO 13937 объединяет разные методы раздирания: маятниковый (падающего груза, типа Элмендорфа), раздирание образца в форме «штанов» и другие — их выбирают в зависимости от материала и задачи.
Важно не путать разрывную и раздирающую нагрузку. Разрывную определяют на целой полоске без надреза — рвётся вся ширина. Раздирающая нагрузка — это усилие, необходимое для распространения уже начатого надреза; она обычно в разы меньше разрывной и характеризует стойкость к продолжению разрыва.
Показатели и диаграмма растяжения
По итогам испытания на растяжение получают три главные величины.
- Разрывная нагрузка ткани — максимальная сила, которую выдержал образец до разрушения. Измеряется в ньютонах (Н); нагрузку иногда приводят в деканьютонах (даН, где 1 даН = 10 Н). Именно эту силу фиксирует динамометр (силоизмеритель) машины.
- Удлинение при разрыве — прирост длины рабочей части к моменту разрушения, выраженный в процентах от зажимной длины.
- Раздирающая нагрузка — усилие раздирания по соответствующему методу серии ГОСТ ISO 13937, в ньютонах.
В ходе испытания машина строит диаграмму растяжения — кривую «нагрузка — удлинение». У тканей она характерна: сначала распрямляются изогнутые в переплетении нити (участок с малым усилием), затем кривая круто идёт вверх по мере растяжения самих нитей, достигает максимума — это и есть разрывная нагрузка — и обрывается в точке разрушения. По форме кривой видно поведение материала: жёсткий он или тянущийся, равномерно ли работает, нет ли раннего локального разрушения.
Результат всегда привязан к направлению: пробы вырезают и по основе, и по утку, а испытывают несколько элементарных проб в каждом направлении, после чего усредняют.
Подготовка образцов и скорость нагружения
Достоверность результата закладывается ещё до пуска машины. Ткань гигроскопична, и её прочность зависит от влажности, поэтому образцы предварительно выдерживают (кондиционируют) в стандартной атмосфере для текстиля. Пробы раскраивают вдали от кромки, без перекоса нитей; для метода полоски крайние нити выдёргивают, чтобы получить точную рабочую ширину.
Скорость нагружения тоже нормирована. Испытание ведут при постоянной скорости растяжения (принцип CRE — constant rate of extension): скорость подбирают так, чтобы разрушение наступило в заданном интервале времени. Если тянуть быстрее или медленнее норматива, разрывная нагрузка и удлинение сместятся, и цифры окажутся несопоставимыми. Конкретные значения зажимной длины, скорости траверсы и параметров кондиционирования определяет действующая редакция стандарта на испытание.
Оборудование и зажимы для тканей
Ткани испытывают на разрывных (универсальных) машинах малых и средних нагрузок с электромеханическим приводом и постоянной скоростью растяжения. Для большинства тканей нагрузки лежат в диапазоне от десятков ньютонов до нескольких килоньютонов, поэтому не нужна тяжёлая машина на десятки тонн — важнее точность в области малых усилий, стабильная скорость и правильные захваты.
В линейке разрывных испытательных машин «Метротекс» под текстиль подходит серия МТ 110 — одностоечные машины малых и средних нагрузок (примерно 0,1–5 кН). Для деликатных и лёгких тканей берут младшие модификации: например, моторизованная универсальная машина МТ(М) 110-0,5 до 500 Н обеспечивает постоянную скорость растяжения, необходимую для методов ГОСТ ISO 13934. В линейке есть и компактные исполнения — в том числе горизонтальная машина с ручным приводом до 500 Н для простых экспресс-проверок. Подробный разбор параметров приведён в статье «Метрологические и технические характеристики разрывных машин серии МТ».
Машины серии МТ выпускаются в России; финальная разработка и программное обеспечение — отечественные, при этом часть узлов (сервопривод, тензометрия, рама) — импортные. Управление ведётся с микропроцессорного пульта или с ПК через фирменное ПО «Испытательная лаборатория» с конструктором отчётов, конструктором ГОСТов и архивом испытаний. Тип «Машины испытательные универсальные МТ» внесён в Государственный реестр средств измерений (№ 57296-14, год утверждения типа — 2014).
Почему зажимы решают исход испытания
Для тканей захваты — самое узкое место. Две типичные ошибки: образец проскальзывает в губках или рвётся в месте зажима, а не в рабочей зоне. И то и другое искажает результат — разрывная нагрузка занижается, испытание идёт в брак. Причины — недостаточная или неравномерная сила зажатия, гладкие либо слишком узкие губки, отсутствие накладок для скользких и деликатных материалов.
Что помогает удержать образец корректно:
- ширина губок больше ширины пробы (для полоски 50 мм нужны более широкие захваты);
- самозажимные или пневматические конструкции, где усилие зажатия растёт вместе с нагрузкой;
- мягкие накладки и насечка под конкретный тип ткани;
- для нитей и пряжи — специальные захваты (например, типа «улитка»).
В каталоге захватов для разрывных машин «Метротекс» под текстиль предназначены, в частности, зажимы для испытания текстильных материалов шириной 160 мм МТ-Z47 — их ширина заведомо перекрывает стандартную полоску. Против проскальзывания хорошо работают самозажимные ножничные зажимы МТ-Z28: чем сильнее тянется образец, тем плотнее его удерживают губки. Захваты можно изготовить и по чертежам или техническому заданию заказчика — под нестандартную ширину пробы или конкретный метод.
Частые вопросы
Чем метод полоски отличается от захватного? При методе полоски в зажимах закрепляется вся ширина узкой рабочей полоски, и определяют разрывную нагрузку и удлинение. При захватном методе узкие губки захватывают только центральную часть более широкого образца, и определяют в основном разрывную нагрузку.
В каких единицах измеряют разрывную нагрузку ткани? В ньютонах (Н); иногда в деканьютонах (даН, 1 даН = 10 Н). Удлинение при разрыве выражают в процентах от зажимной длины, а раздирающую нагрузку — тоже в ньютонах.
Почему образец проскальзывает в зажимах и как это исправить? Обычно из-за недостаточной или неравномерной силы зажатия и неподходящих губок. Помогают захваты нужной ширины, самозажимные или пневматические конструкции, а также накладки под конкретный материал.
Какая машина нужна для испытания тканей? Разрывная (универсальная) машина малых и средних нагрузок с постоянной скоростью растяжения. Для тканей подходит серия МТ 110 с соответствующими текстильными захватами.
Проводит ли «Метротекс» сертификацию тканей? Нет. «Метротекс» — производитель испытательного оборудования и поставщик метрологических услуг (аттестация испытательного оборудования, поверка и калибровка узлов, метрологическая экспертиза), но не орган по сертификации и не выдаёт сертификаты или декларации на продукцию.
Коротко о главном
Испытание тканей на разрыв определяет разрывную нагрузку, удлинение при разрыве и раздирающую нагрузку. Основные методы — полоски и захватный по ГОСТ ISO 13934, наряду с историческим ГОСТ 3813; раздирание оценивают по серии ГОСТ ISO 13937. Достоверность результата держится на трёх вещах: правильной подготовке и кондиционировании образцов, нормированной скорости растяжения и корректном закреплении в захватах — проскальзывание превращает испытание в брак.
Под эти задачи «Метротекс» предлагает разрывные машины малых и средних нагрузок серии МТ 110 и текстильные захваты серии МТ-Z, а при необходимости — аттестацию испытательного оборудования по ГОСТ Р 8.568-2017. Чтобы подобрать машину и оснастку под ваш материал, метод и стандарт, обратитесь к специалистам «Метротекс» — мы поможем с конфигурацией и уточним стоимость под конкретную задачу.