ما هو Environmental Stress Cracking؟
اختبار التكسير بالإجهاد البيئي، حيث يتم الاحتفاظ بالعينة المحززة أو المجهدة في بيئة كيميائية أو خافضة للتوتر السطحي؛ هي التجربة التي يتم فيها تحديد وقت بداية التشقق أو معدل عينة التكسير.
الغرض من Environmental Stress Cracking
الهدف هو تحديد مقاومة البولي أوليفين والمواد البلاستيكية الأخرى للتشقق في بيئة كيميائية تحت الضغط.
على أي منتجات يُطبَّق Environmental Stress Cracking؟
- أنابيب وزجاجات البولي إيثيلين
- تعبئة المنظفات والكيماويات
- الأجزاء البلاستيكية لنظام الوقود
- المكونات البلاستيكية تعمل تحت التوتر
في أي قطاعات يُستخدم Environmental Stress Cracking؟
المواصفات المتعلقة بـ Environmental Stress Cracking
- ASTM D1693
- ISO 22088 serisi
- ISO 16770 (FNCT)
- ASTM F1473 (PENT)
شروط Environmental Stress Cracking
- بيئة
- محلول الفاعل بالسطح أو مادة كيميائية الخدمة المحددة في المعيار
- أَضْنَى
- الشق والانحناء (ASTM D1693) أو حمل الشد الثابت (FNCT)
- درجة حرارة
- محددة في المعيار؛ ترقية للتسارع
- تقدير
- وقت التكسير أو معدل تكسير العينة في فترة زمنية محددة
جهاز Environmental Stress Cracking
- تركيبات وأنابيب ثني الحقوق الاقتصادية والاجتماعية والثقافية
- إعداد اختبار الحمل المستمر (FNCT)
- حمام أو فرن يمكن التحكم بدرجة حرارته
- الإحراز الإعداد والمجهر ستيريو
متطلبات العينة لـ Environmental Stress Cracking
- يجب أن يتوافق عمق الشق والنعومة مع المعيار
- يتم تحديد سمك العينة وإعدادها في المعيار
- يجب الحفاظ على نضارة حل الوسائط
- يجب أن يكون عدد العينات كافيا للتقييم الإحصائي
مدة Environmental Stress Cracking
أيام إلى أشهر حسب الطريقة؛ قد تستغرق تجارب FNCT وقتًا طويلاً.
إجراء Environmental Stress Cracking
- 1يتم إعداد العينات وحققها.
- 2يتم وضع العينات تحت التوتر.
- 3يتم الاحتفاظ بها في بيئة ودرجة حرارة محددة.
- 4تتم مراقبة التشقق على فترات منتظمة.
- 5يتم تسجيل وقت التكسير أو المعدل.
- 6يتم تقييم النتيجة.
معايير قبول Environmental Stress Cracking
يتم تحديد معيار القبول في معيار المنتج أو مواصفاته كالحد الأدنى لوقت التكسير أو الحد الأقصى لمعدل عينة التكسير.
تقييم النتائج
هندسة الشق مؤثرة جدًا لدرجة أنها تحدد النتيجة؛ الانحرافات الصغيرة تغير وقت التشقق بشكل كبير. لا تترجم النتائج العاجلة مباشرة إلى عمر الخدمة، ولكنها موثوقة لفرز المواد.
تقرير Environmental Stress Cracking
- المعيار والطريقة المطبقة
- إعداد العينة وأبعاد الشق
- البيئة والتركيز ودرجة الحرارة
- حالة الشد أو الانحناء
- تكسير مرات أو معدل
الاعتماد
حصلت EUROLAB على اعتماد معترف به دوليًا تم الحصول عليه من هيئات الاعتماد الأطراف في ترتيبات الاعتراف المتعددة الأطراف IAF وILAC، بموجب ISO/IEC 17025 للاختبارات المعملية، وISO/IEC 17020 للتفتيش والمراقبة، وISO/IEC 17021-1 وISO/IEC 17065 لشهادة النظام والمنتجات. تضمن هذه السلسلة قبول التقارير والشهادات الصادرة في جميع أنحاء العالم.
تعتمد إمكانية تقديم هذا الاختبار ضمن النطاق المعتمد على منتجك والمعيار المطبق؛ وبما أن الاعتماد يعتمد على الطريقة، يتم تأكيد النطاق كتابيًا في مرحلة عرض الأسعار.
النطاق والتفويضاتاللوائح ذات الصلة
- معايير منتجات الأنابيب والتغليف
اختبارات البلاستيك — ما الذي يغطيه مجال الاختبار هذا؟
يصف القسم أدناه المجال الذي ينتمي إليه اختبار Environmental Stress Cracking؛ أما شروط ومعايير قبول هذا الاختبار تحديدًا فترد في الأقسام أعلاه. يتم تأكيد النطاق الخاص بمنتجكم كتابيًا في مرحلة العرض السعري.
تحدد اختبارات البلاستيك السلوك الميكانيكي والحراري وسلوك الاحتراق لمادة بوليمرية. على عكس المعادن، فإن البلاستيك لَزِج مرن: يعتمد سلوكه على سرعة التحميل ودرجة الحرارة والرطوبة. لذلك تعطي المادة نفسها نتائج مختلفة في ظروف مختلفة، وتُعد ظروف الاختبار جزءًا لا ينفصل عن النتيجة.
النتيجة العملية للُّزوجة المرنة هي كالتالي: يستمر الجزء البلاستيكي في التشوه بمرور الوقت تحت حمل ثابت (الزحف)، وينخفض الإجهاد الذي يتحمله عند تشوه ثابت بمرور الوقت (استرخاء الإجهاد). يرتخي وصل ملولب، ويفقد مشبك قوة شده، ويترهل رف بمرور الوقت. لا يُظهر اختبار الشد القصير المدى هذا السلوك؛ بل يلزم اختبار طويل المدى أو نموذج متسارع.
السلوك الحراري هو المحور الرئيسي الثاني. يشير معدل تدفق الانصهار إلى قابلية تشكيل المادة واتساق الدفعات؛ وتعطي درجة حرارة الانحراف الحراري ونقطة تليّن فيكات حدًا تقريبيًا لدرجة حرارة الخدمة. أما التحليل الحراري (DSC وTGA وDMA) فيكشف هوية المادة: درجة حرارة الانتقال الزجاجي، وسلوك الانصهار، والتبلور، ونسبة الحشو، ودرجة حرارة التحلل.
سلوك الاحتراق هو المحور الثالث ويرتبط مباشرة بمعايير المنتج. تُكتب فئة UL 94 ومؤشر الأكسجين الحدّي في نشرة بيانات المادة؛ ويُطلب صنف معين لغلاف جهاز كهربائي، بينما يُطبَّق نظام تصنيف مختلف على منتج إنشائي.
التقادم هو الجزء الأكثر تخطيًا في هذا المجال. تتحلل البلاستيك تحت تأثير الأشعة فوق البنفسجية والحرارة والرطوبة والأكسجين: يتغير اللون، ويتشقق السطح، وتنخفض مقاومة الصدم. بالنسبة لجزء مخصص للاستخدام الخارجي، فإن المهم ليس قيمه في اليوم الأول بل قيمه بعد التقادم. تعمل أجهزة القوس الزينوني والأشعة فوق البنفسجية الفلورية على تسريع هذا التحلل وإتاحة المقارنة.
تُكتب نتيجة هذه الفئة عادةً في نشرة بيانات المادة، وتشير معايير المنتج إلى تلك النشرة. لكن قد يكون هناك فرق بين قيمة النشرة وسلوك الجزء الفعلي: فالتوجه الناتج أثناء القولبة، وخطوط اللحام، والإجهادات الداخلية تجعل الجزء يتصرف بشكل مختلف عن العينة.
أضاف استخدام المحتوى المعاد تدويره سؤالًا جديدًا إلى هذا المجال. تتفاوت الراتنجات المعاد تدويرها من دفعة إلى أخرى؛ وقد تتغير الخصائص الميكانيكية واللون وسلوك الاحتراق بين الدفعات. لذلك فإن فحص المواد الواردة ليس خيارًا بل ضرورة للمصنّع الذي يستخدم مواد معاد تدويرها.
مجموعات الطرق في هذا المجال
ميكانيكي
الشد، والضغط، والانحناء، وصدمة تشاربي وإيزود، والصلادة (شور)، والزحف، والتشقق الإجهادي البيئي.
حراري
مؤشر تدفق الانصهار (MFI)، درجة حرارة الانحراف الحراري (HDT)، درجة حرارة تليّن فيكات، التمدد الحراري الخطي.
التحليل الحراري
درجات حرارة الانتقال والتبلور بواسطة DSC، والتركيب والتحلل بواسطة TGA، والسلوك الميكانيكي الديناميكي بواسطة DMA.
الاحتراق
تصنيف UL 94، مؤشر الأكسجين الحدّي (LOI)، اختبارات السلك المتوهج ولهب الإبرة.
شيخوخة
التقادم المتسارع بالقوس الزينوني والأشعة فوق البنفسجية الفلورية، التقادم بالهواء الساخن، الرطوبة والتكاثف.
فيزيائي
الكثافة، امتصاص الماء، محتوى الرماد، نفاذية الغاز وبخار الماء في الأغشية والصفائح.
أمور يشيع الخلط بينها في هذا المجال
- لا يمكن تفسير نتيجة اختبار بلاستيك دون تحديد سرعة الاختبار ودرجة حرارته؛ فالسلوك اللَّزِج المرن يعتمد على هذين المعلمين.
- لا تنتقل نتيجة العينة مباشرة إلى الجزء الفعلي؛ فالتوجه الناتج عن القولبة وخطوط اللحام عاملان حاسمان.
- قيم HDT وفيكات ليست درجات حرارة خدمة؛ بل هي إشارة تقريبية إلى حد أعلى ولا تسري تحت الحمل.
- تعتمد فئة UL 94 على السماكة؛ ويتطلب سُمك جدار مختلف إعادة التحقق.
- بالنسبة للبوليمرات الماصة للرطوبة (مثل البولي أميد)، تكون النتائج مضللة ما لم تُجرَ عملية تكييف.
- نتائج ASTM D638 وISO 527 ليست متكافئة بشكل مباشر؛ تختلف هندسة العينة وتعريفات المعدل.
ما القرارات التي تدعمها هذه النتائج
- اختيار المواد واعتماد الموردين
- تلبية متطلبات القابلية للاشتعال والمتطلبات الحرارية في معيار المنتج
- التحقق من استخدام المحتوى المعاد تدويره ومراقبة الدفعات
- التحكم في عملية القولبة واتساق الدفعات
- إثبات مقاومة التقادم للاستخدام الخارجي
الاختبارات ذات الصلة
الأسئلة الشائعة حول Environmental Stress Cracking
وفقًا لأي معيار يتم تصنيع Environmental Stress Cracking؟
تم تنفيذ Environmental Stress Cracking في النطاق ASTM D1693, ISO 22088 serisi, ISO 16770 (FNCT) و ASTM F1473 (PENT). يتم تحديد القيم الحدية ومعايير القبول الواجب تطبيقها في معيار المنتج؛ يتم تأكيد الإصدار الصالح لمنتجك كتابيًا في مرحلة العرض.
ما هي المنتجات التي ينطبق عليها Environmental Stress Cracking؟
يتم تطبيقه بشكل أساسي على أنابيب وزجاجات البولي إيثيلين, تعبئة المنظفات والكيماويات, الأجزاء البلاستيكية لنظام الوقود و المكونات البلاستيكية تعمل تحت التوتر. يتم تحديد ما إذا كان منتجك مدرجًا في النطاق من خلال فحص مواصفاته الفنية والاستخدام المقصود.
تحت أي ظروف يتم تنفيذ Environmental Stress Cracking؟
المعلمات المحددة هي: بيئة — محلول الفاعل بالسطح أو مادة كيميائية الخدمة المحددة في المعيار, أَضْنَى — الشق والانحناء (ASTM D1693) أو حمل الشد الثابت (FNCT) و درجة حرارة — محددة في المعيار؛ ترقية للتسارع. الشروط الكاملة موجودة في قسم "شروط الاختبار" بالصفحة وتختلف حسب معيار المنتج.
ما نوع العينة المطلوبة لـ Environmental Stress Cracking؟
يجب أن يتوافق عمق الشق والنعومة مع المعيار, يتم تحديد سمك العينة وإعدادها في المعيار و يجب الحفاظ على نضارة حل الوسائط. يتم تحديد عدد العينات وفقًا لمعيار المنتج والنطاق الذي سيتم الإبلاغ عنه.
كم من الوقت يستغرق Environmental Stress Cracking؟
أيام إلى أشهر حسب الطريقة؛ قد تستغرق تجارب FNCT وقتًا طويلاً. تنتمي هذه المدة إلى التجربة نفسها؛ ويتم أيضًا تقييم إعداد العينات وترتيبها في قائمة الانتظار وإعداد التقارير. ويرد في العرض جدول زمني واقعي لمنتجك.
ما هي النتيجة Environmental Stress Cracking التي يطلق عليها "مناسبة"؟
يتم تحديد معيار القبول في معيار المنتج أو مواصفاته كالحد الأدنى لوقت التكسير أو الحد الأقصى لمعدل عينة التكسير.