ما هو UV Weathering؟
يحاكي التقادم بالأشعة فوق البنفسجية، في وقت مختبري قصير، التدهور الذي تتعرض له المادة في الهواء الطلق على مدار سنوات. يتم تعريض العينة لدورات الضوء ودرجة الحرارة والرطوبة التي يتم التحكم فيها. هناك مصدران شائعان للضوء: مصابيح الفلورسنت فوق البنفسجية (ISO 4892-3 / ASTM G154) وقوس الزينون، الذي يحاكي بشكل أفضل الطيف الشمسي (ISO 4892-2 / ASTM G155).
الغرض من UV Weathering
والغرض من ذلك هو إجراء تقييم مقارن لتلاشي اللون وفقدان اللمعان والتشقق وانخفاض القوة الميكانيكية في المنتجات المخصصة للاستخدام الخارجي. الاختبار لا يعطي حياة مطلقة؛ فهو يقارن الصيغ المختلفة في ظل نفس الظروف.
على أي منتجات يُطبَّق UV Weathering؟
- الواجهة الخارجية من البلاستيك والمنتجات المركبة
- الأجزاء الخارجية والداخلية للسيارات
- أنظمة الطلاء والطلاء
- أقمشة المنسوجات والمظلات
- أثاث الحدائق ومعدات اللعب
في أي قطاعات يُستخدم UV Weathering؟
المواصفات المتعلقة بـ UV Weathering
- ISO 4892-2 (التعرض لمصابيح قوس الزينون)
- ISO 4892-3 (التعرض لمصابيح الأشعة فوق البنفسجية الفلورية)
- ASTM G154 (التعرض المتسارع للأشعة فوق البنفسجية الفلورية)
- ASTM G155 (التعرض المتسارع بقوس الزينون)
- ISO 105-B02 (ثبات اللون للضوء في المنسوجات — الطريقة ذات الصلة)
شروط UV Weathering
- مصدر الضوء
- الأشعة فوق البنفسجية الفلورية أو قوس الزينون؛ من المواصفات
- دورة
- يتكون البرنامج من خطوات الضوء والتكثيف/الرش
- درجة حرارة
- يتم الاحتفاظ بدرجة حرارة اللوحة السوداء عند مستوى محدد قياسيًا
- المدة
- إجمالي وقت التعرض أو الطاقة المشعة؛ من المواصفات
جهاز UV Weathering
- غرفة التعتيق بالأشعة فوق البنفسجية الفلورية (نوع QUV)
- غرفة اختبار قوس الزينون
- نظام قياس ومراقبة الإشعاع
- مقياس اللون (المطياف الضوئي) ومقياس اللمعان
- المواد المرجعية
متطلبات العينة لـ UV Weathering
- ويجب أخذ العينة بحيث تمثل الدفعة أو عملية الإنتاج.
- يجب ذكر وصف العينة ونوع المادة واتجاه الإنتاج إن وجد.
- ويجب تقديم المعيار الذي سيتم تطبيقه وأي مواصفات خاصة بالعميل مع العينة.
- قد يكون الاختبار مدمرا؛ ويجب تأكيد العدد المطلوب من العينات مقدما.
- يجب حماية الأسطح التي سيتم اختبارها أثناء النقل.
مدة UV Weathering
تعتمد مدة التعرض على المواصفات ويمكن أن تصل إلى مئات إلى آلاف الساعات؛ تستغرق الدراسة أسابيع. تقسم نقاط التقييم المؤقتة المدة الإجمالية للسماح بالمراقبة.
إجراء UV Weathering
- 1يتم تحديد مصدر الضوء وبرنامج الدورة والمدة الإجمالية من المواصفات.
- 2يتم قطع العينات وأخذ القياسات الأولية (اللون، اللمعان، الميكانيكية).
- 3يتم وضع العينات على لوحات الغرفة.
- 4يبدأ البرنامج ويتم فحص الإشعاع بشكل مستمر.
- 5تتم إزالة العينات وتقييمها في نقاط مؤقتة محددة.
- 6يتم تدوير مواضع العينات داخل اللوحة.
- 7يتم أخذ القياسات النهائية في النهاية ويتم حساب التغيير.
معايير قبول UV Weathering
يحدد معيار الطريقة كيفية إجراء الاختبار، وليس ما يجب أن تكون عليه النتيجة. ويأتي حد القبول من معيار المادة أو المنتج، أو مواصفات العميل، أو اللوائح ذات الصلة؛ وبالتالي فإن هذه الصفحة لا تعطي حدًا رقميًا.
تقييم النتائج
يتم إعطاء النتيجة كاختلاف في اللون وفقدان اللمعان وتغيير الخاصية الميكانيكية مقارنة بالبداية. حد القبول يأتي من مواصفات المنتج. النتيجة المخبرية ليست حياة ميدانية مباشرة؛ ويتطلب تحويلها إلى قيمة حقل وجود ارتباط تم التحقق من صحته لتلك المادة.
تقرير UV Weathering
- وصف العينة ومعلومات المادة/المنتج ورقم الدفعة إن وجدت
- طريقة تحضير العينة وشروط التكييف
- تطبق الشروط القياسية والاختبارية
- الأداة المستخدمة وحالة المعايرة
- نتائج القياس والوحدات
- عدم اليقين في القياس (إذا طلب ذلك)
- إقرار بأن النتيجة تنطبق فقط على العينة المقدمة للاختبار
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
- يتم تطبيق المعايير المنسقة وفقًا لعائلة المنتجات
- الاتحاد الأوروبي 765/2008 (إطار مراقبة السوق والاعتماد)
- لوائح المنتج ذات الصلة ومواصفات العملاء
اختبارات البلاستيك — ما الذي يغطيه مجال الاختبار هذا؟
يصف القسم أدناه المجال الذي ينتمي إليه اختبار UV Weathering؛ 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 UV Weathering
كم سنة في الهواء الطلق تقابل 1000 ساعة؟
لا يوجد تحويل عالمي. ويعتمد عامل التسارع على المادة والمنطقة المناخية ودورة الاختبار؛ التحويل غير المعتمد مضلل.
الأشعة فوق البنفسجية الفلورسنت أو قوس زينون؟
تختبر الأشعة فوق البنفسجية الفلورية التدهور الذي تهيمن عليه الأشعة فوق البنفسجية ذات الطول الموجي القصير بسرعة واقتصادية. يحاكي قوس الزينون الطيف الشمسي بشكل أفضل ويفضل في دراسات تلاشي الألوان.