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La scienza dell'invecchiamento dei pneumatici

Sommario:

Anonim

"L'autoossidazione della gomma è nota da molto tempo e anche da molto tempo è noto che svolge un ruolo importante nel deterioramento o nell'invecchiamento spontaneo ed è stato oggetto di numerosi studi di interesse. ”- Articolo di giornale del 1931

Ci sono state molte controversie sulla questione dell'invecchiamento degli pneumatici negli ultimi tempi. Molte persone vorrebbero vedere produttori e rivenditori che fissano le date di scadenza sui loro pneumatici o indicano chiaramente l'età di ciascun pneumatico per i consumatori al momento dell'acquisto.

La questione è arrivata al culmine all'inizio di quest'anno, quando il Maryland ha discusso un disegno di legge per richiedere ai rivenditori di pneumatici del Maryland di fornire ai consumatori una dichiarazione stampata sui pericoli dell'invecchiamento dei pneumatici ogni volta che vendono un pneumatico che è più di tre anni dopo la sua data di produzione.

Ci sono più e complesse questioni in gioco qui:

  • Le gomme dovrebbero avere una datazione più evidente?
  • Quando uno pneumatico è troppo vecchio per essere sicuro?
  • Una gomma dovrebbe essere messa fuori servizio a causa dell'età anche se ha una vita residua del battistrada?
  • Se un nuovo pneumatico viene conservato per lungo tempo, dovrebbe essere venduto con un'etichetta di avvertimento o non essere venduto affatto?

La scienza dell'invecchiamento

"I pneumatici si stanno degradando principalmente dall'interno verso l'esterno, a causa della permeazione e della reazione dell'ossigeno pressurizzato all'interno della struttura dello pneumatico, con tassi proporzionali alla temperatura." - Sintesi della ricerca sullo sviluppo del test di invecchiamento degli pneumatici NHTSA

L'invecchiamento dei pneumatici è un problema di ossidazione. Quando la gomma viene esposta all'ossigeno, si secca e diventa più rigida, causando crepe. Il problema riguarda principalmente il modo in cui gli strati interni di gomma "a cuneo" si ossidano.

L'irrigidimento e le fessurazioni della gomma invecchiata possono portare alla delaminazione degli strati interni del pneumatico dalle cinghie in acciaio piuttosto che alla flessione con l'acciaio quando il pneumatico rotola sottopeso.

Esistono essenzialmente quattro fattori principali che determinano la velocità con cui uno pneumatico invecchierà:

  • Il rivestimento interno : il rivestimento interno di qualsiasi pneumatico è una mescola di gomma butilica specializzata progettata per essere impermeabile all'aria per mantenere l'aria all'interno del pneumatico a cui appartiene. Nessun rivestimento interno è completamente impermeabile, quindi un po 'd'aria fuoriesce lentamente attraverso il rivestimento a causa dell'osmosi. La qualità del rivestimento interno determina la quantità di aria che fuoriesce e quindi la velocità con cui la struttura interna del pneumatico viene esposta all'ossigeno.
  • Concentrazione di ossigeno: è abbastanza facile vedere che i tassi di ossidazione aumenteranno quando la concentrazione di ossigeno è più alta. Ciò significa che uno pneumatico montato e riempito di aria compressa invecchierà molto più velocemente di uno pneumatico che viene appena immagazzinato, poiché la pressione dell'aria è di ordini di grandezza superiori in uno pneumatico pieno e più ossigeno penetrerà attraverso il rivestimento.
  • Calore: l' ossidazione della gomma si verifica molto più velocemente a calore elevato che a calore ridotto. In sostanza, il calore aumenta sia la permeabilità che la reattività dell'ossigeno, rendendo più facile per l'ossigeno passare attraverso il rivestimento interno e più facile per far reagire con la gomma all'interno del pneumatico.
  • Utilizzo: quando si guida un pneumatico, la pressione e il movimento di flessione fanno circolare gli oli interni attraverso la gomma. Questi oli lubrificano la gomma interna e ne impediscono l'essiccazione e l'irrigidimento. Quindi i pneumatici che vengono utilizzati meno sono spesso più vulnerabili agli effetti dell'invecchiamento.

La storia della scienza

  • Nel 1989, ADAC, il gruppo tedesco per la difesa dei consumatori ha concluso: “Anche i pneumatici che hanno solo sei anni - anche se sembrano essere nuovi di zecca - possono presentare un rischio per la sicurezza. Gli esperti di pneumatici affermano addirittura che se non vengono utilizzati, le gomme invecchiano più rapidamente. "
  • Nel 1990, i produttori di veicoli tra cui BMW, Audi, Volkswagen, Toyota, Mercedes-Benz, Nissan e GM Europe, tra gli altri, hanno incluso nelle avvertenze del manuale del proprietario che gli pneumatici di età superiore ai sei anni devono essere utilizzati solo in caso di emergenza e sostituiti non appena il più possibile.
  • La British Rubber Manufacturer's Association ha osservato: "I membri BRMA raccomandano caldamente di non mettere in servizio pneumatici inutilizzati se hanno più di 6 anni e che tutti i pneumatici dovrebbero essere sostituiti 10 anni dalla data di produzione".
  • Nel 2005, Ford, DaimlerChrysler e Bridgestone / Firestone hanno aggiunto avvertimenti che i pneumatici dovevano essere ispezionati a 5 anni e sostituiti dopo 10. 10. Michelin e Continental hanno pubblicato bollettini simili nel 2006. Hankook lo ha fatto nel 2009.

La ricerca NHTSA fornisce prove

Nel 2007, il rapporto di ricerca del NHTSA al Congresso sull'invecchiamento degli pneumatici ha presentato prove evidenti sia dei guasti all'invecchiamento degli pneumatici sia dell'effetto fuori misura del calore prolungato sul meccanismo di invecchiamento.

  • "Questa tendenza è stata osservata nell'analisi dei dati NHTSA fornita da una grande compagnia assicurativa … Ha riferito che il 27 percento dei suoi assicurati proviene da Texas, California, Louisiana, Florida e Arizona, ma il 77 percento delle richieste di pneumatici proviene da questi stati e l'84 percento di questi erano per pneumatici di età superiore ai 6 anni. Mentre le richieste di risarcimento per gli pneumatici non sono necessariamente una misura assoluta dei guasti dovuti all'invecchiamento, un'indicazione che è probabile che si stiano verificando un gran numero di guasti degli pneumatici a causa dell'effetto di alte temperature prolungate sugli pneumatici. "- Rapporto di ricerca NHTSA al Congresso sull'invecchiamento degli pneumatici

Quando l'NHTSA condusse ulteriori test in Arizona, scoprirono non solo che le gomme mostravano un tasso di cedimento crescente con l'età, soprattutto a circa 6 anni, ma scoprirono anche che il tasso di invecchiamento era solo leggermente inferiore per le ruote di scorta.

  • “L'analisi DOE conferma che il chilometraggio è stato un fattore relativamente poco importante nell'invecchiamento rispetto al tempo. Quindi il tempo, non il chilometraggio, è la metrica corretta per l'invecchiamento degli pneumatici … Oltre alle variazioni da un produttore all'altro, le dimensioni degli pneumatici o, più specificamente, le proporzioni degli pneumatici sembrano influenzare il tasso di invecchiamento degli pneumatici. I pneumatici con rapporti di aspetto più alti invecchiano più velocemente rispetto ai pneumatici con rapporti di aspetto più bassi. ”- Ossidazione della gomma e invecchiamento degli pneumatici - Una revisione.
  • “… i risultati supportano l'ipotesi che le ruote di scorta possano degradarsi mentre sono immagazzinate sul veicolo. Ciò è particolarmente preoccupante se associato alle pressioni di gonfiaggio delle ruote di scorta di dimensioni standard al momento del recupero. Oltre il 30% delle gomme per passeggeri e autocarri leggeri nella sede delle ruote di scorta presentava pressioni di gonfiaggio inferiori ai minimi della tabella di carico T&RA. Un recente studio dell'agenzia ha previsto che oltre il 50% dei veicoli passeggeri sarà ancora in viaggio negli Stati Uniti dopo 13 anni di servizio e oltre il 10% sarà ancora in viaggio dopo 19 anni. Per i piatti leggeri, queste cifre vanno rispettivamente a 14 e 27 anni. Poiché pochi consumatori sostituiscono le loro ruote di scorta di dimensioni standard quando si sostituiscono i set di pneumatici su strada, le ruote di scorta di dimensioni normali possono potenzialmente durare a lungo. Ciò suscita la logica preoccupazione che i vecchi pneumatici di scorta a grandezza naturale con possibili degradi nella capacità possano vedere un utilizzo di emergenza mentre sono significativamente gonfiati. ”- Progetto di sviluppo del test di invecchiamento dei pneumatici NHTSA: Fase 1

Le gomme con velocità più elevate si degradano di meno, anche con le ruote di scorta.

  • "I risultati hanno indicato una forte correlazione con la valutazione della velocità del pneumatico, con i pneumatici con velocità più elevata che perdono la minima capacità con l'aumentare dell'età e del chilometraggio." - Progetto di sviluppo del test di invecchiamento degli pneumatici NHTSA: Fase 1

conclusioni

Se hai avuto pneumatici sull'auto per cinque anni, dovresti controllarli per verificare che non si crepano lungo il fianco o all'interno delle scanalature del battistrada, il che indicherebbe problemi di invecchiamento. Se hai avuto pneumatici sull'auto per sei anni, dovrebbero essere sostituiti.

Se vivi a Phoenix, dovresti controllare sia le gomme sia la sanità mentale al massimo a quattro anni. Le gomme di scorta devono essere controllate e sostituite nello stesso programma. Dovresti anche controllare prima di usarne uno. Poiché i ricambi non vengono utilizzati spesso, se non del tutto, gli oli nel pneumatico non circolano sotto pressione e poiché i bauli possono diventare molto caldi, le ruote di scorta possono essere particolarmente vulnerabili agli effetti dell'invecchiamento.

I pneumatici possono invecchiare un po 'in deposito, ma non iniziano a invecchiare fino a quando non vengono montati e riempiti d'aria. Anche se dovessi comprare un nuovo pneumatico che ha già tre anni, li considero prudentemente conteggiati come mezze anni e direi che alla gomma restano 4, 5 anni. Dovrebbe dipendere da te se pensi che riuscirai a superare tanti anni. Tuttavia, la conservazione in condizioni difficili può in qualche modo annullare questo effetto.

In questo momento, per scoprire quando è stato realizzato il pneumatico, dovrai decodificare il numero di identificazione del pneumatico o TIN. Molti sono a favore di una data leggibile di fabbricazione che viene messa su entrambi i fianchi.

Le proporzioni più basse e le velocità più elevate tendono a correlarsi con una maggiore durata. Ciò è probabilmente dovuto alla minore superficie della camera d'aria e alla migliore costruzione, in particolare ai migliori rivestimenti interni.

La scienza dell'invecchiamento dei pneumatici