ما هو HDT؟
اختبار درجة حرارة انحراف الحرارة هو الاختبار الذي يتم فيه تسخين درجة الحرارة التي يتم فيها تسخين العينة، التي يتم تطبيق ضغط محدد عليها في ترتيب الانحناء ثلاثي النقاط، بسرعة ثابتة وتصل إلى الانحراف المحدد في المعيار.
الغرض من HDT
والهدف من ذلك هو الحصول على معيار مقارن بشأن حد درجة الحرارة الذي يمكن عنده استخدام البلاستيك تحت الحمل.
على أي منتجات يُطبَّق HDT؟
- اللدائن الحرارية الهندسية
- أجزاء من البلاستيك المقوى
- علب المنتجات الكهربائية
- الأجزاء الداخلية للسيارات وأجزاء مقصورة المحرك
في أي قطاعات يُستخدم HDT؟
المواصفات المتعلقة بـ HDT
- ISO 75-1
- ISO 75-2
- ASTM D648
شروط HDT
- أَضْنَى
- الطريقة المحددة في المعيار: A (1.80 ميجا باسكال)، B (0.45 ميجا باسكال) أو C (8.00 ميجا باسكال)
- معدل التدفئة
- السرعة الثابتة المحددة في المعيار (عادة 120 درجة مئوية/ساعة)
- معيار الانحراف
- درجة الحرارة التي يتم عندها الوصول إلى قيمة الانحراف المحددة في المعيار
- عينة
- بالأحجام المحددة في المعيار؛ على سطح مستو أو جانبي
جهاز HDT
- جهاز اختبار HDT/Vicat وحمام التسخين
- مجموعة الحمل المعايرة وإعداد قياس الانحراف
- نظام قياس وتسجيل درجة الحرارة
- منضدة تحضير العينات
متطلبات العينة لـ HDT
- يجب أن تتوافق أبعاد العينة ونعومة السطح مع المعيار
- يجب أن تكون العينة مشروطة
- يجب تحديد الطريقة المطبقة (A/B/C) في المواصفات
- يتم تحديد عدد العينات في المعيار
مدة HDT
عادة 2-3 أيام.
إجراء HDT
- 1يتم إعداد العينات وتكييفها.
- 2يتم اختيار الطريقة والضغط الذي سيتم تطبيقه.
- 3يتم وضع العينات في المباراة ويتم تطبيق الحمل.
- 4يتم تسخين الحمام بمعدل محدد.
- 5يتم تسجيل درجة الحرارة التي يتم عندها الوصول إلى معيار الانحراف.
- 6ويتم الإبلاغ عن النتيجة عن طريق تحديد الطريقة.
معايير قبول HDT
معيار القبول هو الحد الأدنى لقيمة HDT الواردة في معيار المادة أو المواصفات.
تقييم النتائج
HDT ليس حدًا لدرجة حرارة الخدمة؛ إنه مقياس مقارن يتم إجراؤه بمعدل تسخين ثابت وضغط واحد. لا يمكن مقارنة قيمة HDT معينة دون تحديد الطريقة (A/B/C).
تقرير HDT
- المعيار والطريقة المطبقة
- معدل الإجهاد والتسخين
- أبعاد العينة واتجاهها
- قيم HDT المقاسة
- ظروف التكييف
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 المنتج المادي
اختبارات البلاستيك — ما الذي يغطيه مجال الاختبار هذا؟
يصف القسم أدناه المجال الذي ينتمي إليه اختبار HDT؛ 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 HDT
هل قيمة HDT هي درجة الحرارة القصوى التي يمكن أن يعمل المنتج عندها؟
لا، HDT هي قيمة مقارنة يتم قياسها عند معدل تحميل وتسخين محدد. يلزم إجراء تقييمات للتقادم الحراري طويل المدى وتقييمات نوع المؤشر الحراري RTI/النسبي من أجل الحفاظ على درجة حرارة الخدمة المستدامة.