ISO 1431-1:2004
(Main)Rubber, vulcanized or thermoplastic — Resistance to ozone cracking — Part 1: Static and dynamic strain testing
Rubber, vulcanized or thermoplastic — Resistance to ozone cracking — Part 1: Static and dynamic strain testing
ISO 1431-1:2004 specifies procedures intended for use in estimating the resistance of vulcanized or thermoplastic rubbers to cracking when exposed, under static or dynamic tensile strain, to air containing a definite concentration of ozone and at a definite temperature in circumstances that exclude the effects of direct light.
Caoutchouc vulcanisé ou thermoplastique — Résistance au craquelage par l'ozone — Partie 1: Essais sous allongement statique et dynamique
L'ISO 1431-1:2004 prescrit des méthodes destinées à être utilisées pour la détermination de la résistance au craquelage des caoutchoucs vulcanisés ou thermoplastiques, lorsqu'ils sont exposés, sous une déformation en traction statique ou dynamique, à l'air contenant une concentration déterminée d'ozone à une température déterminée, dans des contions qui excluent les effets de la lumière directe.
General Information
Relations
Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 1431-1
Fourth edition
2004-09-01
Rubber, vulcanized or thermoplastic —
Resistance to ozone cracking —
Part 1:
Static and dynamic strain testing
Caoutchouc vulcanisé ou thermoplastique — Résistance au craquelage
par l'ozone —
Partie 1: Essais sous allongement statique et dynamique
Reference number
©
ISO 2004
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Published in Switzerland
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Contents Page
Foreword. iv
1 Scope. 1
2 Normative references. 1
3 Terms and definitions. 2
4 Principle. 2
5 Apparatus (see Figure 1) . 2
6 Test pieces. 5
7 Conditioning. 6
8 Test conditions. 7
9 Static strain testing. 8
10 Dynamic strain testing. 9
11 Expression of results. 10
12 Test report. 11
Annex A (informative) Ozone cracking — Explanatory notes. 13
Bibliography . 14
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies
(ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO
technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been
established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and
non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the
International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards
adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an
International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent
rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
ISO 1431-1 was prepared by Technical Committee ISO/TC 45, Rubber and rubber products, Subcommittee
SC 2, Testing and analyses.
This fourth edition cancels and replaces the third edition (ISO 1431-1:1989) and, in addition, the second
edition of ISO 1431-2 (ISO 1431-2:1994), which have been combined and technically revised.
ISO 1431 consists of the following parts, under the general title Rubber, vulcanized or thermoplastic —
Resistance to ozone cracking:
Part 1: Static and dynamic strain testing
Part 3: Reference and alternative methods for determining the ozone concentration in laboratory test
chambers
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 1431-1:2004(E)
Rubber, vulcanized or thermoplastic — Resistance to ozone
cracking —
Part 1:
Static and dynamic strain testing
WARNING — Persons using this part of ISO 1431 should be familiar with normal laboratory practice.
This part of ISO 1431 does not purport to address all of the safety problems, if any, associated with its
use. It is the responsibility of the user to establish appropriate safety and health practices and to
ensure compliance with any national regulatory conditions.
1 Scope
This part of ISO 1431 specifies procedures intended for use in estimating the resistance of vulcanized or
thermoplastic rubbers to cracking when exposed, under static or dynamic tensile strain, to air containing a
definite concentration of ozone and at a definite temperature in circumstances that exclude the effects of
direct light.
Great caution is necessary in attempting to relate standard test results to service performance since the
relative ozone resistance of different rubbers can vary markedly depending on the conditions, especially
ozone concentration and temperature. In addition, tests are carried out on thin test pieces deformed in tension
and the significance of attack for articles in service can be quite different owing to the effects of size and of the
type and magnitude of the deformation. Explanatory notes on the nature of ozone cracking are given in
Annex A.
Reference and alternative methods for determining the ozone concentration are described in ISO 1431-3.
2 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application of this document. For dated
references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced
document (including any amendments) applies.
ISO 37, Rubber, vulcanized or thermoplastic — Determination of tensile stress-strain properties
ISO 1431-3, Rubber, vulcanized or thermoplastic — Resistance to ozone cracking — Part 3: Reference and
alternative methods for determining the ozone concentration in laboratory test chambers
ISO 23529, Rubber — General procedures for preparing and conditioning test pieces for physical test
methods
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
3.1
threshold strain
highest tensile strain at which a rubber can be exposed at a given temperature to air containing a given
concentration of ozone without ozone cracks developing on it after a given exposure period
NOTE It is important to distinguish threshold strain from limiting threshold strain defined in 3.2.
3.2
limiting threshold strain
tensile strain below which the time required for the development of ozone cracks increases very markedly and
can become virtually infinite
3.3
dynamic strain
strain (normally a tensile strain) varying sinusoidally with time at some selected repetition rate or frequency
NOTE The maximum strain and the repetition rate are used to describe the dynamic strain conditions.
4 Principle
Test pieces are exposed, under static tensile strain, under continuous dynamic strain, or under alternate
periods of dynamic and static strain, in a closed chamber at a constant temperature, to an atmosphere
containing a fixed concentration of ozone. The test pieces are examined periodically for cracking.
Three alternative evaluation procedures are described for selected values of ozone concentration and
exposure temperature:
a) The presence or absence of cracks is determined after exposure for a fixed period of time at a given
static strain, dynamic strain or combination of dynamic and static strains. If required, an estimate of the
degree of cracking is made.
b) The time to the first appearance of cracks is determined at any given static strain, dynamic strain or
combination of dynamic and static strains.
c) The threshold strain is determined for any given exposure period (valid only for static tensile-strain tests).
5 Apparatus (see Figure 1)
WARNING — Attention is drawn to the highly toxic nature of ozone. Efforts should be made to
minimize the exposure of workers at all times. In the absence of more stringent or contrary national
safety regulations in the user's country, it is recommended that 0,1 parts of ozone per million parts of
air of the surrounding atmosphere by volume be regarded as an absolute maximum concentration
whilst the maximum average concentration should be appreciably lower. Unless a totally enclosed
system is being used, an exhaust vent to remove ozone-laden air is advised.
5.1 Test chamber
This shall be a closed, non-illuminated chamber, thermostatically controlled to within ± 2 °C of the test
temperature, lined with, or constructed of, a material (for example aluminium) that does not readily
decompose ozone. The dimensions shall be such that the requirements of 5.5 are met. The chamber can be
provided with a window through which the surface of the test pieces can be observed. A light to examine test
pieces can be installed, but this shall remain switched off at all other times.
2 © ISO 2004 – All rights reserved
Key
1 test chamber 6 circulation fan
2 to ozone concentration measurement device 7 ozonizer
3 purifying column 8 heat exchanger
4 flowmeter 9 temperature indicator
5 regulator
Figure 1 — Example of a test apparatus
5.2 Source of ozonized air
The ozonized air shall be largely free of nitrogen oxides in order to avoid errors in the ozone concentration.
One of the following items of apparatus shall therefore be used:
a) ultra-violet lamp;
b) silent-discharge tube.
When utilizing the discharge tube, the use of oxygen, as opposed to air, is necessary in order to avoid the
formation of nitrogen oxides. The ozonized oxygen or air can subsequently be diluted with air to attain the
required ozone concentration. Air used for generation of ozone or for dilution shall first be purified by passing
it over activated charcoal and shall be free from any contaminants likely to affect the ozone concentration, the
estimation of the ozone concentration or the cracking of the test pieces.
The temperature of the source shall be kept constant to within ± 2 °C.
The ozonized air shall be fed from the source into the chamber via a heat exchanger to adjust its temperature
to that required for the test and shall also be brought to the specified relative humidity (see 8.3).
5.3 Means of adjusting the ozone concentration
When an ultra-violet lamp is used, the ozone concentration can be controlled by adjusting either the voltage
applied to the tube or the input-gas or diluent-air flow rate, or by shielding part of the tube from the UV light.
When a silent-discharge tube is used, the ozone concentration can be controlled by adjusting the voltage
applied to the generator, the dimensions of the electrodes, or the oxygen or diluent-air flow rate. Two-stage
dilution of the ozonized air can also be used. The adjustments shall be such that they will maintain the
concentration within the tolerances given in 8.1. In addition, after each occasion that the test chamber is
opened for insertion or inspection of test pieces, the ozone concentration shall return to the test concentration
within 30 min. The concentration of the ozone entering the chamber shall at no time exceed the concentration
specified for the test.
NOTE Such adjustments may be manual or automatic.
5.4 Means of determining the ozone concentration
A means of sampling the ozonized air from the vicinity of the test pieces in the chamber and a means of
estimating the ozone content shall be provided.
Reference and alternative methods of determining the ozone concentration are described in ISO 1431-3.
5.5 Means of adjusting the gas flow
A mechanism shall be provided that is capable of adjusting the average velocity of the flow of ozonized air in
the test chamber to a value of not less than 8 mm/s and preferably to a value between 12 mm/s and 16 mm/s,
calculated from the measured gas flow rate in the chamber divided by the effective cross-sectional area of the
chamber normal to the gas flow. In tests intended to be comparable, the velocity shall not vary by more than
± 10 %. The gas flow rate
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 1431-1
Quatrième édition
2004-09-01
Version corrigée
2006-12-01
Caoutchouc vulcanisé ou
thermoplastique — Résistance au
craquelage par l'ozone —
Partie 1:
Essais sous allongement statique et
dynamique
Rubber, vulcanized or thermoplastic — Resistance to ozone cracking —
Part 1: Static and dynamic strain testing
Numéro de référence
©
ISO 2004
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Version française parue en 2006
Publié en Suisse
ii © ISO 2004 – Tous droits réservés
Sommaire Page
Avant-propos. iv
1 Domaine d'application. 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions. 2
4 Principe. 2
5 Appareillage (voir Figure 1). 2
6 Éprouvettes . 6
7 Conditionnement . 7
8 Conditions d’essai. 8
9 Essai de déformation statique. 9
10 Essai de déformation dynamique . 9
11 Expression des résultats . 11
12 Rapport d’essai . 12
Annexe A (informative) Craquelage par l'ozone — Notes explicatives . 14
Bibliographie . 16
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée
aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du
comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec
la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI,
Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes
internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur
publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités membres
votants.
L'attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne
pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
L'ISO 1431-1 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 45, Élastomères et produits à base
d'élastomères, sous-comité SC 2, Essais et analyses.
Cette quatrième édition annule et remplace la troisième édition (ISO 1431-1:1989) et, de plus, la deuxième
édition de l’ISO 1431-2 (ISO 1431-2:1994), lesquelles ont été fusionnées et révisées techniquement.
L'ISO 1431 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Caoutchouc vulcanisé ou
thermoplastique — Résistance au craquelage par l'ozone:
⎯ Partie 1: Essais sous allongement statique et dynamique
⎯ Partie 3: Méthode de référence et autres méthodes pour la détermination de la concentration d’ozone
dans les enceintes d’essai de laboratoire
Cette version corrigée de l’ISO 1431-1:2004 incorpore des mises à jour aux emplacements suivants:
er e re e
Article 1, 1 paragraphe; 3.1, définition; 5.2, 2 paragraphe; 5.3, 1 phrase; 6.1, 3 paragraphe; 6.2,
e er e
2 paragraphe; 7.2, titre; 8.1; 9.1; 10.1; 10.2.2; 10.3.1, 1 paragraphe; 10.3.3; 11.3, 2 paragraphe; A.2,
e
3 paragraphe.
iv © ISO 2004 – Tous droits réservés
NORME INTERNATIONALE ISO 1431-1:2004(F)
Caoutchouc vulcanisé ou thermoplastique — Résistance au
craquelage par l'ozone —
Partie 1:
Essais sous allongement statique et dynamique
AVERTISSEMENT — Il convient que les utilisateurs de la présente partie de l’ISO 1431 soient familiers
avec les pratiques de laboratoire. La présente partie de l’ISO 1431 n’a pas pour but de traiter de la
totalité des problèmes de sécurité possibles liés à son utilisation. Il incombe à l’utilisateur d’établir
des pratiques appropriées d’hygiène et de sécurité et de s’assurer de leur conformité avec toutes les
réglementations nationales.
1 Domaine d'application
La présente partie de l’ISO 1431 prescrit des méthodes destinées à être utilisées pour la détermination de la
résistance au craquelage des caoutchoucs vulcanisés ou thermoplastiques, lorsqu’ils sont exposés, sous une
déformation en traction statique ou dynamique, à de l’air contenant une concentration déterminée d’ozone à
une température déterminée, dans des conditions qui excluent les effets de la lumière directe.
Une grande prudence est nécessaire lorsqu’on essaie de relier les résultats d’un essai normalisé aux
performances en service, car la résistance relative à l’ozone de différents caoutchoucs peut varier de façon
notoire selon les conditions, en particulier selon la concentration d’ozone et la température. En outre, les
essais sont effectués sur des éprouvettes minces déformées en traction, et l’importance de l’attaque pour des
articles en service peut être tout à fait différente en raison de l’influence des dimensions, du type de
déformation et de l’importance de celle-ci. Des notes explicatives sur la nature du craquelage par l’ozone sont
données dans l’Annexe A.
La méthode de référence ainsi qu’une autre méthode pour l’évaluation de la concentration d’ozone sont
décrite dans l’ISO 1431-3.
2 Références normatives
Les documents de référence suivants sont indispensables pour l'application de ce texte. Pour les références
datées, seule l'édition citée s'applique. Pour les références non datées, la dernière édition du document de
référence s'applique (y compris les éventuels amendements).
ISO 37, Caoutchouc vulcanisé ou thermoplastique — Détermination des caractéristiques de contrainte-
déformation en traction
ISO 1431-3, Caoutchouc vulcanisé ou thermoplastique — Résistance au craquelage par l'ozone — Partie 3:
Méthode de référence et autres méthodes pour la détermination de la concentration d'ozone dans les
enceintes d'essai de laboratoire
ISO 23529, Caoutchouc — Procédures générales pour la préparation et le conditionnement des éprouvettes
pour les méthodes d'essais physiques
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s'appliquent.
3.1
seuil de déformation
déformation en tension la plus élevée à laquelle un vulcanisat peut être exposé à une température donnée à
de l’air contenant une concentration donnée d’ozone sans que s’y développent des craquelures après une
durée d’exposition donnée
NOTE Il importe de ne pas confondre seuil de déformation et seuil de déformation critique, défini en 3.2.
3.2
seuil de déformation critique
déformation en tension au-dessous de laquelle le temps nécessaire pour que se développent des craquelures
à l’ozone augmente très fortement et peut devenir pratiquement infini
3.3
déformation dynamique
déformation de nature sinusoïdale (habituellement déformation en traction) qui varie avec le temps à un taux
de répétition ou à une fréquence définis
NOTE La déformation maximale et le taux de répétition sont utilisés pour décrire les conditions de déformation
dynamique.
4 Principe
Des éprouvettes sont exposées, sous déformation statique, sous déformation dynamique continue, ou
pendant des périodes différentes de déformation dynamique ou statique, dans une chambre fermée à une
température constante, à une atmosphère contenant une concentration déterminée d’ozone. Les éprouvettes
sont examinées périodiquement pour déceler d’éventuelles craquelures.
Trois méthodes d’évaluation différentes, pour des valeurs choisies de concentration d’ozone et de
température d’exposition, sont décrites:
a) détermination de la présence ou de l’absence de craquelures et, si nécessaire, évaluation du degré de
craquelage, après exposition durant un temps déterminé à une déformation statique, déformation
dynamique, ou combinaison de déformation statique ou dynamique données;
b) détermination du temps nécessaire pour qu’apparaissent les premières craquelures pour toutes
déformation statique, déformation dynamique, ou combinaison de déformation statique ou dynamique
données;
c) détermination du seuil de déformation pour n’importe quelle durée d’exposition donnée (applicable
seulement aux essais de déformation statique).
5 Appareillage (voir Figure 1)
AVERTISSEMENT — L’attention est attirée sur la nature très toxique de l’ozone. Il convient de faire
des efforts pour minimiser l’exposition des travailleurs à tout moment. En l’absence de règlements de
sécurité nationaux plus rigoureux ou contraires, en application dans le pays utilisateur, il est
recommandé de fixer la concentration maximale à 0,1 partie d’ozone par million de parties d’air de
l’atmosphère environnante en volume, avec une concentration maximale moyenne nettement plus
faible. À moins d’avoir un système totalement clos, l’emploi d’un ventilateur-extracteur pour chasser
l’air chargé d’ozone est recommandé.
2 © ISO 2004 – Tous droits réservés
5.1 Chambre d’essai
Elle doit être fermée, non éclairée, thermorégulée à ± 2 °C de la température d’essai, revêtue intérieurement
ou faite d’un matériau (par exemple l’aluminium) qui ne décompose pas facilement l’ozone. Les dimensions
doivent être telles que les exigences de 5.5 soient satisfaites. La chambre peut comporter une fenêtre par
laquelle on peut observer la surface des éprouvettes. Une lampe pour examiner les éprouvettes peut être
installée, mais elle ne doit être allumée que le temps de l’observation.
Légende
1 chambre d’essai 6 ventilateur
2 dispositif de mesure de concentration d’ozone 7 ozoniseur
3 colonne de purification 8 échangeur de chaleur
4 débitmètre 9 indicateur de température
5 régulateur
Figure 1 — Exemple d'appareillage d'essai
5.2 Source d’air ozonisé
L’air ozonisé doit être en grande partie sans oxydes d’azote pour éviter des erreurs de concentration d’ozone.
En conséquence, un des appareils suivants doit être utilisé:
a) lampe à ultraviolets;
b) tube à effluves.
Avec le tube à effluves, il est nécessaire d’utiliser de l’oxygène, et non pas de l’air, pour éviter la formation
d’oxyde d’azote. On peut diluer l’air ou l’oxygène ozonisé avec de l’air pour obtenir la concentration d’ozone
désirée. L’air utilisé pour former l’ozone ou pour réaliser la dilution doit être purifié au préalable, par passage
sur des charbon actif, et doit être exempt de toutes impuretés susceptibles d’avoir une influence sur la
concentration d’ozone, le craquelage ou le dosage de l’ozone des éprouvettes d’essai.
La température de la source doit être maintenue constante à ± 2 °C.
L’air ozonisé doit être envoyé de la source dans la chambre d’essai en traversant un échangeur de
température destiné à le porter à la température exigée pour l’essai, et doit être amené à l’humidité relative
...
Questions, Comments and Discussion
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