روشهای مشخصهیابی رشد ترک آهسته
لولههای ساختهشده از پلیاتیلن مانند PE80، PE100 یا PE100RC بهبودیافته، سطوح متفاوتی از حساسیت به رشد ترک آهسته نشان میدهند. اصطلاحات «ترکخوردگی تنشی محیطی» (ESC) و «رشد ترک آهسته» (SCG) برای توصیف این رفتار به کار میروند. شکست از این نوع، بسیار پایینتر از تنش تسلیم ماده رخ میدهد و بنابراین در ارزیابی بلندمدت خواص مکانیکی ماده اهمیت بسیار زیادی دارد.
مجموعهای از آزمونها برای مشخصهیابی این سازوکار توسعه یافته است. این آزمونها شامل موارد زیر هستند:
- آزمونهای خزش با فشار داخلی ثابت: ISO 1167، ISO 9080
- رشد ترک آهسته در لولههای شیاردار: ISO 13479
- آزمون خزش با شیار کامل (FNCT): ISO 16770
- آزمون کشش پلیاتیلن شیاردار (PENT): ASTM F1473، ISO 16241
- آزمون ESCR نوار خمیده: ASTM D1693
- روش آزمون مخروطی: ISO 13480
برای تسریع آزمون، این آزمون با یک شیار اولیه تیز، در دمای افزایشیافته و در مایعی با اثر سورفکتانتی، که معمولاً Igepal® CO-630 است، انجام میشود.
پژوهشهای اخیر روشهای آزمون اضافی را توسعه دادهاند که امکان ارزیابی مناسب خواص ECG را در مدتزمان بسیار کوتاه آزمون فراهم میکنند.
استانداردهای زیر در سال 2015 منتشر شدند:
- ISO 18488 مواد پلیاتیلن (PE) برای سامانههای لولهکشی — تعیین مدول سختشوندگی کرنشی در ارتباط با رشد ترک آهسته
- ISO 18489 مواد پلیاتیلن (PE) برای سامانههای لولهکشی — تعیین مقاومت در برابر رشد ترک آهسته تحت بارگذاری چرخهای — روش آزمون میله گرد ترکدار
تعیین مدول سختشوندگی کرنشی مطابق ISO 18488
شکل نمونه آزمون مورد استفاده در این روش آزمون، دمبلی کوچکی با شانههای نسبتاً پهن است؛ اندازهگیری تحت بارگذاری کششی انجام میشود. مدول سختشوندگی کرنشی PE در دمای 80°C و با نسبت تغییر شکل λ بین 8 و 12 اندازهگیری میشود. این مقدار متناظر با بازه کرنش 400% بین نقاط کرنش 700% و 1100% است. در این محدوده، پلیمر پیش از این کاملاً کشیده شده است و امکان اندازهگیری رفتار تغییر شکل فیبریلها فراهم میشود. نمودار تنش حقیقی برحسب کرنش نئو-هوکین (λ² – 1/λ)، شیب تقریباً خطی را برای PE نشان میدهد. این شیب با یک معادله خطی به شکل σ true = Gp (λ² – 1/λ) +C توصیف میشود. Gp ضریب شیب خطوط است.
محصولات مرتبط با ISO 18488
اندازهگیری مدول سختشوندگی کرنشی مطابق ISO 18488 به یک دستگاه آزمون الکترومکانیکی مجهز، برای مثال مطابق موارد زیر، نیاز دارد:
- دستگاه آزمون کشش استاندارد دو ستونه با ظرفیتهای 5KN و 10KN (دقتهای بالاتر با لودسل 1KN به دست میآیند)
- محفظه دما که امکان حرکت فک کششی را فراهم میکند
- اکستنسومتر ویدئویی
- فکهای پنوماتیکی یا دستی با گیرش موازی
- برنامه آزمون استاندارد مطابق ISO 18488 که «تنش حقیقی» را برحسب کرنش نئو-هوکین و همچنین «تنش حقیقی» را برحسب نسبت تغییر شکل λ نمایش میدهد و محاسبه GP و بررسی ضریب رگرسیون r را انجام میدهد
تعیین مقاومت در برابر رشد ترک آهسته تحت بارگذاری چرخهای، مطابق ISO 18489
این روش از یک نمونه آزمون استوانهای استفاده میکند که یک شیار اولیه چرخان در آن ایجاد شده است. بارگذاری چرخهای با دامنه نیروی ثابت به این نمونه آزمون اعمال میشود. دامنه نیرو بهگونهای انتخاب میشود که امکان رشد ترک آهسته فراهم شود.
نتیجه آزمون، تعداد چرخهها تا زمان شکست نمونه آزمون است و بهصورت تابعی از تنش اعمالشده Δσ0 در طول اولیه ترک نمایش داده میشود.
با روش آزمون جدید مطابق ISO 18489، مدتزمان آزمون به حداقل میرسد. این مدت، بهویژه در بیشینه بارگذاری چرخهای، بسته به هندسه نمونه آزمون باید کاهش یابد. مزیت دیگر این روش آزمون آن است که میتوان آن را در دمای اتاق انجام داد؛ بنابراین ساختار پلیمر نمونه آزمون حفظ میشود.
محصولات مرتبط با ISO 18489
- دستگاه آزمون چرخهای با بار ثابت و کنترل سطح نیرو
- چرخههای بارگذاری بهصورت دقیق و یکنواخت اعمال میشوند.
- کنترل کرنش از طریق اکستنسومتر متصل.
- محرک بدون سایش و مصرف پایین انرژی، هزینههای جاری بهرهبرداری را کاهش میدهند.
- نرمافزار استاندارد کل توالی آزمون را کنترل میکند و نتایج را در قالبی واضح و قابل خروجیگیری ارائه میدهد.
دستگاه کشش با کابین دما برای آزمونهای سختشوندگی کرنشی ISO 18488
- اکستنسومتر ویدئویی بهصورت استاندارد included است
- نرمافزار مبتنی بر Windows، بهطور ویژه برای اندازهگیری مدول سختشوندگی کرنشی
- گزارش MS Excel
- کابین دمایی SS304 برای دماهای تا 80C
- درب شیشهای برای کابین دما
- سامانه گردش هوا برای یکنواختی دما درون محفظه آزمون
- کنترلشده با سرووموتور
- مکانیزم حرکتی بالاسکرو
- درگاه USB برای اتصال به رایانه
- لودسل 50Kgf برای اندازهگیریها پیشنهاد میشود
- حداکثر ظرفیت نیروی دستگاه 10KN است
- فک گوهای برای نمونههای با ضخامت کم تا 2mm
- رایانه بهصورت آپشن ارائه میشود و هزینه آن جداگانه اعلام خواهد شد
- ویدئوی آموزشی included است
- فاصله حرکت قطعه نمونه درون محفظه، شامل فکها، حداکثر 500mm است