دستگاه آزمون کشش نیرو ثابت (خزش) پلیمرها

جدید

دستگاه آزمون کشش نیرو ثابت (خزش) پلیمرها

تستASTM D 5397-NCTL

روش بار کششی ثابت شکاف در یک نقطه یا (Single Point Notched Constant Tensile Load NCTL) در ایالات متحده برای آزمون مواد ژئوممبران استفاده می شود، اما سایر مواد PE با اندازه گیری رشد آرام ترک آزمایش می شوند. آزمون در شرایط دمایی ۵۰°C و درون حلال تحت نیرویی به اندازه ۳۰% فشار نقطه تسلیم نمونه انجام می شود. عمق فشار، معادل ۲۰% ضخامت نمونه است. زمان شکست نمونه ثبت می شود. نتایج فقط وابسته به شرایط آزمون است و عملکرد نمونه را در شرایط دیگری نشان نمی دهد. شکست هایی که در حالت ترد و شکننده به وجود می آید، شاخصه عملکرد رشد آرام ترک است.

توضیحات

آزمون ASTM D 5397-NCTL

دستگاه کشش نیرو ثابت (خزش) پلیمرها یا روش بار کششی ثابت شکاف در یک نقطه یا Single Point Notched Constant Tensile Load (NCTL) در ایالات متحده برای آزمون مواد ژئوممبران استفاده می شود؛ اما سایر مواد PE با اندازه گیری رشد آرام ترک آزمایش می شوند. آزمون در شرایط دمایی ۵۰°C و درون حلال تحت نیرویی به اندازه ۳۰% فشار نقطه تسلیم نمونه انجام می شود. عمق فشار، معادل ۲۰% ضخامت نمونه است. روش در شکل۲ نمایش داده شده است. زمان شکست نمونه ثبت می شود. نتایج فقط وابسته به شرایط آزمون است و عملکرد نمونه را در شرایط دیگری نشان نمی دهد. شکست هایی که در حالت ترد و شکننده به وجود می آید، شاخصه عملکرد رشد آرام ترک است.

آزمون ASTM D 5397-NCTL در اندازه گیری ESCR

آزمون ASTM F 1473-PENT

روش کشش شکاف پلی اتیلن یا Polyethylene Notch Tensile (PENT) در ایالات متحده برای آزمایش لوله های PE که ESCR بالایی دارد استفاده می شود. عموما این آزمون زمان بیشتری صرف می کند. شرایط محیطی آزمون، دمای هوای ۸۰°C و فشار ۲٫۴ MPa می باشد.نمودار این آزمون در شکل۳ نشان داده شده.

آزمون ASTM F 1473-PENT در اندازه گیری ESCR

نمونه ها مستقیما از لوله یا پلاک قالبی ساخته می شوند. معمولا ابعاد نمونه ۱۰*۲۵*۱۰۰ mm می باشد. یک شکاف باید روی نمونه ایجاد شود که ترک از آن قسمت شروع شود. یک سری حفره های جانبی نیز برای تسهیل در امر ترک خوردگی ایجاد می شود. عمق شکاف به ضخامت نمونه بستگی دارد؛ اما معمولا عمق شکاف جلویی(شکاف اصلی) ۱۳۸ میکرون و شکاف های جانبی ۱۴۰ میکرون است. بار اعمال شده، ترک را گسترش می دهد و منجر به شکست نمونه می شود. شکست به معنای جدایی کامل از نقطه شکاف است. زمان شکست برای هر نمونه ثبت می شود.

آزمون FNCT

روش آزمون خزش کامل شکاف یا Full Notch Creep Test(FNCT) روش استاندارد پذیرفته ای برای آزمایش لوله های PE با مقادیر بالای ESCR در اروپاست. روش FNCT در اروپا به دلیل کاهش زمان شکست ارجحیت بیشتری نسبت به روش PENT دارد.کاهش زمان شکست در این آزمون به دلیل طراحی خاص نمونه و حضور عوامل فعال سطحی مثل IGEPAL® در محیط رخ می دهد. در این آزمون برخلاف آزمون PENT، هنوز هیچ شرایط عمومی مورد قبولی مشخص نشده است. با این وجود، این روش به فراوانی در صنایع لوله اروپا استفاده می شود. شکل۴ نشان دهنده روش فوق است. نمونه آزمایش در ابعاد ۱۰*۱۰*۱۰۰ به صورت یک پلاک قالب یا مستقیما از خود لوله استفاده می شود. هر چهار طرف نمونه باید شکاف هایی با عمق ۱۵۰۰ میکرون، با حصول اطمینان از بابت برابر بودن شکاف ها، ایجاد شود. نمونه درون فک های دستگاه کشش قرار می گیرد و تحت دمای کنترل شده ۸۰°C یا ۹۵°C در حمام گردشی قرار داده می شود. بار اعمال شده بین ۴ و ۵MPa است. زمان شکست برای هر نمونه ثبت می شود.

آزمون FNCT در اندازه گیری ESCR

مشخصات دستگاه:

– مطابق با استاندارد ASTM E 328 و ASTM A421 PC Wire

– مکانیزم اعمال نیرو توسط وزنه استاندارد (Dead Weight) و اهرم

– داراي سيستم موتور گيربكس جهت اعمال بار در ابتدای آزمايش به طور خودکار

– مكانيزم كاهش نيروی اعمالی به نمونه توسط لغزنده دقيق بر روي اهرم

– نرم‌افزار ويژه با قابلیت رسم نمودار افت نیرو نسبت به زمان (Relaxation)

– اکستنسومتر ویژه آزمون رهایش با قابلیت تغییر طول اولیه و دقت 1 میکرومتر

– نشان دادن نیرو، زمان و دما به صورت رايانه‌ای

– ترسیم رايانه‌ای نمودارهای نیرو-زمان و دما-زمان

– قابليت ادامه كار بر اثر قطع و وصل برق بدون هيچ‌گونه مشكل

شرایط آزمون NCTL (برای ژئوممبران ) UCLS (برای کاروگیت)
استاندارد ASTM D5397 ASTM F3181
حمام اگی پال آب
دما 50 ±1 °C 80 ±1 °C
مدت زمان انجام آزمون 600 hr 34 hr
تنش کششی 13.8 Mpa 4.48 Mpa
وزنه (کیلوگرم) 3.37 – 13.5 5.92
استاندارد آماده سازی نمونه ASTM D4703 ASTM D4703
تعداد آزمون 30 5
ابعاد نمونه 76×3.2×(0.75-3.2) 170×13×1

تهیه آزمونه
• پلاک تهیه شده باید دارای ضخامت 1.0±0.1mm(t) برای طول 57.1mm(L) در ناحیه وسط باشد که پهنای این ناحیه( W )12.7 میلیمتر است.
• طول کلی دمبل ) LO ) 170 میلیمتر است لذا دو انتهای باقی مانده که هر کدام داری طول 28.6 میلیمتر است نیز باید دارای
ضخامت 2.3mmand2.4mm باشند.

آزمونه بر اساس استاندارد D638TypeI از پلاک کات می شود.
نکته: سوراخ های به قطر 5.6 میلیمتر در هر دو طرف دمبل ایجاد می شود.

نحوه انجام آزمون
1 – نصب 5 آزمونه را بروی قاب و قرار دادن آنها درون حمام آب جهت پیش گرمایش
2 – قرار دادن وزنه های لازم بر روی بازوی اهرم جهت اعمال تنش کششی 4.48 مکاپاسکال
3 – ریست تایمر برای شروع تست
4 – ثبت زمان شکست هر یک از آزمونه ها
نکته: دقت شود که شکست باید در ناحیه کاهش یافته اتفاق بیفتد و آزمونه هایی که در آنها شکست نزدیک گیره رخ می دهد را نبایددر نظر گرفت.

• دستگاه ها انجام آزمون مشابه آزمون NCTL بصورت یک بازوی اهرمی جهت اعمال کشش استفاده می کند که برای مواد بکار رفته در لوله های کاروگیت از مزیت مکانیکی 5:1 استفاده می شود.

• دستگاه باید قابلیت انجام همزمان 5 تست را داشته باشد.

• دستگاه باید دارای تایمر باشد که بتواند خرابی ها را با دقت 0.1 ساعت برای هر بازوی اهرم جداگانه ثبت کند. وقتی قطعه دچار شکستمی شود، تایمر باید متوقف شود.

حمام آب
• حمام آب مجهز به هیتر و همزن (پمپ) باشد. استفاده از پمپ باعث یکنواختی دما می شود.
• هیتر باید بتواند دمای مخزن را در 80±1°C ثابت نگه دارد.
• مخزن باید به اندازه کافی عمیق باشد تا نمونه بطور کامل در آن قرار گیرد.

قالب گیری فشاری جهت تهیه پلاک(ورقه جهت تهیه آزمونه)
• مطابق استاندارد D4703 باید از قالب مناسب جهت تهیه پلاک با ابعاد مشخصاستفاده شود.

کشش نیرو ثابت

دستگاه کشش نیرو ثابت

(دستگاه کشش نیرو ثابت)

بررسی و امکان سنجی بکارگیری مواد پلی اتیلن بازیافتی در لوله های کاروگیت

مرحله اول: تهیه قالب و پانچ با ابعاد مشخص مطابق استاندارد D4703

مرحله دوم: آماده سازی دستگاه انجام آزمون UCLS

مرحله سوم: تهیه لوله های کاروگیت سایز 200 با ترکیب درصدهای مختلف 0 ، 10 ، 20 و 50 درصد وزنی از مواد بازیافتی در لایه خارجی

مرحله چهارم: انجام آزمون های تعیین خواصفیزیکی و مکانیکی بر روی لوله های تولید شده

مرحله پنجم: تهیه ورق از لایه خارجی لوله های کاروگیت تولید شده با استفاده از قالب گیری فشاری

مرحله ششم: تهیه آزمونه های دمبلی شکل از ورق های بدست آمده انجام آزمون UCLS در محیط آبی در دمای 80 درجه سانتیگراد و تنشکششی 4.48 مگاپاسکال

مشخصات مواد پلی اتیلن بازیافتی

ردیف مشخصه روش آزمون واحد نتیجه آزمون
1 شاخص جریان مذاب
( 190ºC, 5Kg
INSO 6980-1
ISO 1133
g/10min 0/235
2 OIT ( 200ºC ) ISIRI 7186-6
ISO 11357-6
min 30
3 دانسیته(g/cm3) ISIRI 7090-1
ISO 1183
g/cm3 0/950
4 دوده INSO 1990
ISO 6964
% 2/4

مشخصات مواد پلی اتیلن بکر استفاده شده

ردیف مشخصه روش آزمون واحد نتیجه آزمون
1 شاخص جریان مذاب
( 190ºC, 5Kg
INSO 6980-1
ISO 1133
g/10min 0/48
2 OIT ( 200ºC ) ISIRI 7186-6
ISO 11357-6
min 40<
3 دانسیته(g/cm3) ISIRI 7090-1
ISO 1183
g/cm3 0/949
4 دوده INSO 1990
ISO 6964
%

مشخصات فیزیکی لوله های کاروگیت با درصدهای مختلف از مواد بازیافتی

ردیف مشخصه روش آزمون واحد نتیجه آزمون
%0 %10 %20 %50
1 شاخص جریان مذاب
( 190ºC, 5Kg
INSO 6980-1
ISO 1133
g/10min 0.486 0.409 0.360 0.288
2 OIT ( 200ºC ) ISIRI 7186-6
ISO 11357-6
min 76 51 45 43
3 دانسیته(g/cm3) ISIRI 7090-1
ISO 1183
g/cm3 0.949 0.947 0.950 0.947
4 دوده INSO 1990
ISO 6964
% 2.3 2.3 2.4 2.5

مشخصات مکانیکی لوله های کاروگیت با درصدهای مختلف از مواد بازیافتی

ردیف مشخصه روش آزمون واحد نتیجه آزمون
%0 %10 %20 %50
1 سفتی حلقوی
کوتاه مدت
ISO 9969 KN/m2 9.12-
8.25-
8.86:
AVE:8.74
8.51-
8.074-
8.67:
AVE:8.42
8.88-

7.596-

8.20:
AVE:8.22

7.93-

6.838-
7.38:
AVE:7.38

2 سفتی حلقوی
بلند مدت
DIN 1661-2 KN/m2 44.09-

37.45-

41.82

AVE:41.12

43.44-
36.45-
37.01
AVE:38.97
32.90-

35.18-

32.11

AVE:33.40

30.90-

32.05-

30.14
AVE:31.03

3 انعطاف پذیری
(30% )
ISO 13968 OK OK OK OK
4 ضربه DIN 744 OK OK OK OK
5 UCLS time ASTM F3181 h 34h< 34h< 34h< 34h<

الزامات پیشنهادی مواد بازیافتی

ردیف مشخصه روش آزمون الزامات استاندارد مرجع
1 شاخص جریان مذاب
(190ºC, 5Kg)
g/10min
INSO 6980-1
ISO 1133
0.15≤MFR≤ 0.7 INSO 9116-3
2 OIT ( 200ºC ) ISIRI 7186-6
ISO 11357-6
≥ 20min INSO 9116-3
ISO21138-3
3 دانسیته(g/cm3) ISIRI 7090-1
ISO 1183
≥0/941g/cm3 INSO 9116-3
ISO21138-3
4 میزان دوده INSO 6980-1
ISO 1133
2-2.5% INSO 9116-3
ISO21138-3
5 میزان خاکستر ISO 3451-1 3% EN 1852-1
6 میزان مواد فرار EN12099 300mg/kg≥ EN 13476-3
7 میزان پلیمرهای خارجی
(DSC)
ISIRI 7186-6
ISO 11357-6
Without any extraneous
polymers
ISO21138-3
EN 13476-3

الزامات پیشنهادی لوله های تولید شده با مواد بازیافتی

ردیف مشخصه روش آزمون الزامات استاندارد مرجع
1 استحکام هیدرواستاتیک
165h
INSO12181-1,2
ISO1167-1,2
165h
80oC
4MPa
INSO 9116-3
ISO21138-3
2 استحکام هیدرواستاتیک
1000h
INSO12181-1,2
ISO1167-1,2
1000h
80oC
2.8MPa
INSO 9116-3
ISO21138-3
3 UCLS time ASTM F3181 5 specimens-Un-notched
80oC-Water
Tensile Stress: 4.48 MPa (650 psi)
UCLS failure time not be less 34h
AASHTO: M 294-17

 

 

 

 

نقد و بررسی‌ها

هیچ دیدگاهی برای این محصول نوشته نشده است.


اولین کسی باشید که دیدگاهی می نویسد “دستگاه آزمون کشش نیرو ثابت (خزش) پلیمرها”