VDI 3822 Blatt 2 2 3-2016 Failure analysis - Defects on elastomeric products caused by faulty processing.pdf

《VDI 3822 Blatt 2 2 3-2016 Failure analysis - Defects on elastomeric products caused by faulty processing.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《VDI 3822 Blatt 2 2 3-2016 Failure analysis - Defects on elastomeric products caused by faulty processing.pdf（22页珍藏版）》请在麦多课文档分享上搜索。

1、ICS 03.100.40, 83.140.01 VDI-RICHTLINIEN Januar 2016 January 2016 VEREIN DEUTSCHER INGENIEURE Schadensanalyse Schden an Elastomerprodukten durch Fertigungsfehler Failure analysis Defects on elastomeric products caused by faulty processing VDI 3822 Blatt 2.2.3 / Part 2.2.3 Ausg. deutsch/englisch Issu

2、e German/English Die deutsche Version dieser Richtlinie ist verbindlich. The German version of this standard shall be taken as authori-tative. No guarantee can be given with respect to the English translation. VDI-Gesellschaft Materials Engineering (GME) Fachbereich Werkstofftechnik VDI-Handbuch Wer

3、kstofftechnik VDI-Handbuch Fabrikplanung und -betrieb, Band 1: Betriebsberwachung/Instandhaltung VDI-Handbuch Kunststofftechnik VDI-Handbuch Produktentwicklung und Konstruktion VDI-Handbuch Verfahrenstechnik und Chemieingenieurwesen, Band 3: Verfgbarkeit/Schadensanalyse Vervielfltigungauch fr innerb

4、etrieblicheZweckenichtgestattet/Reproduction even for internalusenotpermittedFrhereAusgabe:07.14Entwurf, deutschFormeredition:07/14Draft,inGerman onlyZu beziehen durch/ AvailableatBeuthVerlagGmbH,10772 Berlin AlleRechtevorbehalten/ All rightsreservedVereinDeutscherIngenieuree.V.,Dsseldorf2016Inhalt

5、Seite Contents Page Vorbemerkung . 2 Einleitung . 2 1 Anwendungsbereich . 4 2 Normative Verweise 4 3 Abkrzungen . 5 4 Schden durch fehlerhafte Fertigung . 5 4.1 uere Phnomene 6 4.2 Morphologische Phnomene 14 4.3 Abweichungen der Eigenschaften von der Spezifikation 16 4.4 Schadensbilder Beispiele 18

6、Schrifttum 22 Preliminary note . 2 Introduction 2 1 Scope . 4 2 Normative references . 4 3 Abbreviations 5 4 Failures due to faulty processing 5 4.1 Exterior phenomena . 7 4.2 Morphological phenomena 15 4.3 Deviations from the specified material characteristics 17 4.4 Failure modes Examples . 18 Bib

7、liography 22 B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEE1A29BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2016-02 2 VDI 3822 Blatt 2.2.3 / Part 2.2.3 Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2016 Vorbemerkung Der Inhalt dieser Richtlini

8、e ist entstanden unter Beachtung der Vorgaben und Empfehlungen der Richtlinie VDI 1000. Alle Rechte, insbesondere die des Nachdrucks, der Fotokopie, der elektronischen Verwendung und der bersetzung, jeweils auszugsweise oder vollstn-dig, sind vorbehalten. Die Nutzung dieser Richtlinie ist unter Wahr

9、ung des Urheberrechts und unter Beachtung der Li-zenzbedingungen (www.vdi.de/richtlinien), die in den VDI-Merkblttern geregelt sind, mglich. Allen, die ehrenamtlich an der Erarbeitung dieser Richtlinie mitgewirkt haben, sei gedankt. Preliminary note The content of this standard has been developed in

10、 strict accordance with the requirements and rec-ommendations of the standard VDI 1000. All rights are reserved, including those of reprint-ing, reproduction (photocopying, micro copying), storage in data processing systems and translation, either of the full text or of extracts. The use of this sta

11、ndard without infringement of copyright is permitted subject to the licensing con-ditions (www.vdi.de/richtlinien) specified in the VDI Notices. We wish to express our gratitude to all honorary contributors to this standard. Einleitung Durch Schadensanalysen sollen die Ursachen fr schadhafte Vernder

12、ungen bei Werkstoffen und Produkten bis hin zum Versagen aufgedeckt wer-den. Die sich hieraus ergebenden Erkenntnisse bil-den die Grundlage gezielter Manahmen zur Scha-densabhilfe und -verhtung. Eine der Hauptaufga-ben der Schadensanalyse ist die Auswahl geeigneter Untersuchungsverfahren und die wis

13、senschaftlich fundierte, zusammenfassende Auswertung der Ein-zelergebnisse. Die Richtlinienreihe definiert Begriffe, benennt einheitlich Schadensarten und beschreibt diese, leitet zur systematischen Vorgehensweise bei der Schadensanalyse an, gewhrleistet Vergleichbarkeit der Ergebnisse verschiedener

14、 Untersuchungsstellen und schafft Voraussetzungen zur nachvollziehbaren Dokumentation. Aufgrund der hufig gleichzeitig auftretenden chemischen, thermischen und mechanischen Belas-tungen von Elastomerprodukten berschneiden sich die Schadensphnomene teilweise. Folglich ergeben sich verschiedene Schade

15、nsphnomene oder -bilder, die auch in anderen Blttern dieser Richtlinienreihe bereits beschrieben sind. In dieser Richtlinie wird zwischen den Begriffen Belastung“ und Beanspruchung“ nach folgender Begriffsdefinition unterschieden: Belastung: Einflussgren, die von auen auf das Bauteil einwirken Beans

16、pruchung: Reaktion des Materials (Span-nung, Verformung usw.) auf die Last (oder die Belastung), die bei berschreiten der Bean-spruchungsgrenzen zu einem Schadensfall fh-ren kann. Introduction The purpose of failure analysis is to discover the causes of defective changes in materials and prod-ucts t

17、hat ultimately lead to failure. The findings from this provide a basis for targeted measures to remedy and prevent failure. One of the main tasks of failure analysis is the selection of appropriate investigation methods and the scientifically sound, comprehensive evaluation of the individual find-in

18、gs. This series of standards provides definitions of terms, gives consistent designations and descriptions of failure types, provides direction for systematically perform-ing failure analyses, ensures the comparability of the results ob-tained by different analytical laboratories, and creates the pr

19、erequisites for a comprehensible documentation. Because chemical, thermal, and mechanical stress-es on elastomer products tend to occur simultane-ously, the failure phenomena overlap to a certain extent. This leads to various failure phenomena or failure modes that have also been described in other

20、parts of this series of standards. This standard part distinguishes between the con-cepts of “load” and “stress”, according to the fol-lowing definition: load: a factor that acts upon a part from outside stress: the reaction of the material (strain, de-formation, etc.) to the applied load, which can

21、 lead to failure when stress limits are exceededB974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEE1A29BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2016-02All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2016 VDI 3822 Blatt 2.2.3 / Part 2.2.3 3 Siehe zude

22、m VDI 3822 Blatt 2.1.4. Einteilung Richtlinienreihe VDI 3822 Blatt 2.2 Die Richtlinienreihe ist folgendermaen strukturiert: Die werkstoffbergreifende Richtlinie VDI 3822 behandelt Grundlegendes zur Vorgehensweise. Eine Richtlinie errtert allgemeine Gesichts-punkte zum komplexen Thema Alterung von El

23、astomeren (Blatt 2.2.1) Drei Richtlinien beschreiben mgliche Ursa-chen, die bereits vor der Nutzung auftreten knnen (Blatt 2.2.2 bis Blatt 2.2.4). Fnf Richtlinien beziehen sich auf mgliche Ursachen whrend der Nutzung (Blatt 2.2.5 bis Blatt 2.2.9). Eine Richtlinie erlutert die bedeutenden in-strument

24、ellen Analysemethoden in der Scha-densanalyse (Blatt 2.2.10). Blatt 2.2.1 Schden an Elastomerprodukten durch Alterung (in Vorbereitung) Blatt 2.2.2 Schden an Elastomerprodukten durch Fehler bei der Compound-Herstellung (in Vorbereitung) Blatt 2.2.3 Schden an Elastomerprodukten durch Fertigungsfehler

25、 Blatt 2.2.4 Schden an Elastomerprodukten durch Fehler bei der Konstruktion Blatt 2.2.5 Schden an Elastomerprodukten durch mechanische Beanspruchung Blatt 2.2.6 Schden an Elastomerprodukten durch tribologische Beanspru-chung (in Vorbereitung) Blatt 2.2.7 Schden an Elastomerprodukten durch thermische

26、 Beanspruchung (in Vorbereitung) Blatt 2.2.8 Schden an Elastomerprodukten durch mediale Beanspruchung Blatt 2.2.9 Schden an Elastomerprodukten durch klimatische Beanspruchung Blatt 2.2.10 Bedeutende instrumentelle Analy-semethoden fr die Schadensana-lyse an Elastomerprodukten (in Vorbereitung) Eine

27、Liste der aktuell verfgbaren Bltter dieser Richtlinienreihe ist im Internet abrufbar unter www.vdi.de/3822. Die Richtlinien VDI 3822 Blatt 2.2.1 bis Blatt 2.2.10 gelten jeweils nur in Verbindung mit der Richtlinie VDI 3822. See also VDI 3822 Part 2.1.4. Structure of the series of standards VDI 3822

28、Part 2.2 The series of standards is structured as follows: The standard VDI 3822, which applies to a number of different materials, deals with fun-damental methodical questions. One standard deals with general issues of the complex topic of elastomer ageing (Part 2.2.1). Three standards describe pos

29、sible failure causes that apply before use (Part 2.2.2 to Part 2.2.4). Five standards deal with possible failure causes during use (Part 2.2.5 to Part 2.2.9). One standard explains significant instrumental analysis methods in failure analysis (Part 2.2.10).Part 2.2.1 Defects on elastomeric products

30、caused by aging (in preparation) Part 2.2.2 Defects on elastomeric products caused by faulty compounding (in preparation) Part 2.2.3 Defects on elastomeric products caused by faulty processing Part 2.2.4 Defects on elastomeric products caused by faulty design Part 2.2.5 Defects on elastomeric produc

31、ts caused by mechanical stress Part 2.2.6 Defects on elastomeric products caused by tribological stress (in preparation) Part 2.2.7 Defects on elastomeric products caused by thermal induced stress (in preparation) Part 2.2.8 Defects on elastomeric products caused by media-induced stress Part 2.2.9 D

32、efects on elastomeric products caused by climate-induced stress Part 2.2.10 Significant instrumental analysis methods for failure analysis of elastomeric products (in preparation) A catalogue of all available parts of this series of standards can be accessed on the Internet at www.vdi.de/3822. The s

33、tandards VDI 3822 Part 2.2.1 to Part 2.2.10 are only applicable in conjunction with the stand-ard VDI 3822. B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEE1A29BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2016-02 4 VDI 3822 Blatt 2.2.3 / Part 2.2.3 Alle Rechte vorbeh

34、alten Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2016 Bei der Ermittlung mglicher Schadensursachen ist zu bercksichtigen, dass sehr hnliche Schadens-bilder durch unterschiedliche Ursachen und/oder Beanspruchungsarten entstehen knnen. Insofern kann nicht davon ausgegangen werden, dass eine Schadensu

35、rsache eindeutig identifiziert ist, sobald in einem der Beibltter ein Schadensphnomen mit dem vorliegenden Schadensbild bereinstimmt. Es liegt aufgrund der fehlenden Eineindeutigkeit in der Verantwortung des Anwenders dieser Richtli-nie, stets alle Beibltter zu bercksichtigen, sofern nicht das Schad

36、ensumfeld Ausschlsse zulsst. In determining possible causes of failure, it should be kept in mind that very similar failure modes can result from different causes and/or types of stress. Hence, it must not be assumed that the cause of failure has been clearly identified as soon as the observed failu

37、re mode corresponds to one of the failure phenomena described in one of the parts of this standard. This is no clear indication; the user of this standard is always responsible for taking all parts into consideration, unless the failure envi-ronment justifies exclusions. 1 Anwendungsbereich Diese Ri

38、chtlinie beschreibt Schden, die ihren Ur-sprung in der Formgebung und Vulkanisation von Formteilen und Endlosprodukten haben. Dabei wer-den ausschlielich reine Elastomerprodukte behan-delt, bei denen die Formgebung und die Vulkanisa-tion in einem Prozessschritt erfolgen. Die Qualitt von Elastomerpro

39、dukten ist u. a. von dem Fertigungsverfahren selbst und den jeweiligen Prozessparametern abhngig. Bei der Fertigung von Formteilen knnen drei Grundverfahren unter-schieden werden: das Formpressen das Spitzpressen das Spitzgieen Bei den Endlosprodukten erfolgt die Formgebung in den meisten Fllen durc

40、h Extrusion, dieser schliet sich ein Vulkanisationsverfahren an (z. B. Mikrowellenvulkanisation oder Flssigkeitsbad-vulkanisation). Phnomene, die auf die Fertigung zurckzufhren sind, knnen einen Ausfall von Produkten verursa-chen, begnstigen oder auch nicht urschlich fr den Ausfall sein. Vorhandene

41、Phnomene sind jeweils auf ihre Relevanz hinsichtlich der Scha-densursache zu bewerten. 1 Scope This standard describes faults and damages that originate in the shaping and curing processes of moulded and endless products. It is restricted to elastomer-only products for which shaping and curing (vulc

42、anization) is performed in a one-step process. The quality of elastomer products depends, among other things, on the production process itself and on the respective process parameters. In the pro-duction of moulded parts, three basic processes can be distinguished: compression moulding transfer moul

43、ding injection moulding For endless products, shaping is typically done by extrusion, followed by a curing process (e.g. mi-crowave curing or liquid-bath curing). Phenomena that are due to production may cause product failure, contribute to the failure or not be in any causal connection with the fai

44、lure. Observed phenomena must be assessed as to their relevance regarding the failure cause. 2 Normative Verweise Das folgende zitierte Dokument ist fr die Anwen-dung dieser Richtlinie erforderlich: VDI 3822:2011-11 Schadensanalyse; Grundlagen und Durchfhrung einer Schadensanalyse 2 Normative refere

45、nces The following referenced document is indispensa-ble for the application of this standard: VDI 3822:2011-11 Failure analysis; Fundamentals and performance of failure analysis B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEE1A29BEST BeuthStandardsCollection

46、 - Stand 2016-02All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2016 VDI 3822 Blatt 2.2.3 / Part 2.2.3 5 3 Abkrzungen In dieser Richtlinie werden die nachfolgend aufge-fhrten Abkrzungen verwendet: CT Computertomografie DSC Differential Scanning Calorimetry DVR Druckverformungsrest ED

47、X energiedispersive Rntgenspektroskopie GC/MS Gaschromatografie mit Massenspektro-metrie-Kopplung IR Infrarotspektroskopie LIM Lichtmikroskopie REM Rasterelektronenmikroskop TDS Thermodesorption TGA thermogravimetrische Analyse WLI Weilichtinterferometer 3 Abbreviations The following abbreviations a

48、re used throughout this standard: CT computer tomography DSC differential scanning calorimetry CS compression set EDX energy-dispersive X-ray spectroscopy GC/MS gas chromatography coupled with mass spectrometry IR infrared spectroscopy LIM light microscopy SEM scanning electron microscopy TDS therma

49、l desorption TGA thermogravimetric analysis WLI white light interferometry 4 Schden durch fehlerhafte Fertigung Diese Richtlinie nennt Phnomene, die bei einer visuellen Begutachtung des Produkts von auen mit bloem Auge oder mit dem Licht- oder dem Rasterelektronenmikroskop erkannt werden (ue-re Phnomene). Weiterhin werden Phnomene, die im Innern des Produkts auftreten knnen (morpho-logische Phnomene)