Environmental Stress Cracking

Was ist Environmental Stress Cracking?

Spannungsrissprüfung unter Umwelteinflüssen, bei der die gekerbte oder beanspruchte Probe in einer Tensid- oder chemischen Umgebung gehalten wird; Dabei handelt es sich um das Experiment, bei dem die Rissbeginnzeit oder die Rissprobenrate bestimmt wird.

Zweck von Environmental Stress Cracking

Ziel ist es, die Beständigkeit von Polyolefinen und anderen Kunststoffen gegen Rissbildung in einer chemischen Umgebung unter Belastung zu bestimmen.

Bei welchen Produkten wird Environmental Stress Cracking angewendet?

Rohre und Flaschen aus Polyethylen
Waschmittel- und Chemikalienverpackung
Kunststoffteile des Kraftstoffsystems
Unter Spannung stehende Kunststoffteile

In welchen Branchen wird Environmental Stress Cracking eingesetzt?

KunststoffeAutomobilVerpackungVerbraucherprodukte

Normen zu Environmental Stress Cracking

ASTM D1693
ISO 22088 serisi
ISO 16770 (FNCT)
ASTM F1473 (PENT)

Prüfbedingungen für Environmental Stress Cracking

Umfeld: In der Norm definierte Tensidlösung oder Servicechemikalie
Beanspruchung: Kerbung und Biegung (ASTM D1693) oder konstante Zugbelastung (FNCT)
Temperatur: Im Standard definiert; für Beschleunigung aufgerüstet
Bewertung: Cracking-Zeit oder die Rate des Crackens der Probe in einem definierten Zeitraum

Prüfgerät für Environmental Stress Cracking

ESCR-Biegevorrichtungen und Rohre
Konstantlasttestaufbau (FNCT)
Temperaturgesteuertes Bad oder Ofen
Notching-Aufbau und Stereomikroskop

Probenanforderungen für Environmental Stress Cracking

Kerbtiefe und Glätte müssen der Norm entsprechen
Probendicke und Probenvorbereitung sind in der Norm definiert
Die Frische der Medienlösung muss erhalten bleiben
Die Anzahl der Proben muss für eine statistische Auswertung ausreichend sein

Dauer von Environmental Stress Cracking

Tage bis Monate, je nach Methode; FNCT-Experimente können lange dauern.

Ablauf von Environmental Stress Cracking

1Proben werden vorbereitet und eingekerbt.
2Die Proben werden unter Spannung gesetzt.
3Es wird in einer definierten Umgebung und Temperatur gehalten.
4Die Rissbildung wird in regelmäßigen Abständen überwacht.
5Die Crackzeit bzw. -rate wird aufgezeichnet.
6Das Ergebnis wird ausgewertet.

Annahmekriterien für Environmental Stress Cracking

Das Akzeptanzkriterium wird in der Produktnorm oder -spezifikation als minimale Crackzeit oder maximale Crack-Probenrate angegeben.

Auswertung der Ergebnisse

Die Kerbgeometrie ist so einflussreich, dass sie das Ergebnis bestimmt; Kleine Abweichungen verändern die Crackzeit stark. Beschleunigte Ergebnisse lassen sich nicht direkt auf die Lebensdauer übertragen, sind aber bei der Materialsortierung zuverlässig.

Prüfbericht zu Environmental Stress Cracking

Angewandter Standard und Methode
Probenvorbereitung und Kerbmaße
Umgebung, Konzentration und Temperatur
Zug- oder Biegezustand
Knackzeiten oder Rate

Akkreditierung

EUROLAB verfügt über eine international anerkannte Akkreditierung, die von Akkreditierungsstellen erhalten wurde, die Vertragspartei der multilateralen Anerkennungsvereinbarungen IAF und ILAC sind, gemäß ISO/IEC 17025 für Labortests, ISO/IEC 17020 für Inspektion und Überwachung sowie ISO/IEC 17021-1 und ISO/IEC 17065 für System- und Produktzertifizierung. Diese Kette stellt sicher, dass die ausgestellten Berichte und Zertifikate weltweit akzeptiert werden.

Ob dieser Test im akkreditierten Rahmen angeboten werden kann, hängt von Ihrem Produkt und der angewandten Norm ab; Da die Akkreditierung methodenbasiert erfolgt, wird der Umfang bereits im Angebotsstadium schriftlich bestätigt.

Geltungsbereich und Berechtigungen

Kunststoffprüfung — Was umfasst dieser Prüfbereich?

Der folgende Abschnitt beschreibt das Gebiet, zu dem der Test Environmental Stress Cracking gehört; die Bedingungen und Abnahmekriterien dieses konkreten Tests stehen in den obigen Abschnitten. Der für Ihr Produkt spezifische Umfang wird schriftlich im Angebotsstadium festgelegt.

Kunststoffprüfungen bestimmen das mechanische, thermische und Brennverhalten eines Polymerwerkstoffs. Anders als Metalle sind Kunststoffe VISKOELASTISCH: Ihr Verhalten hängt von Belastungsgeschwindigkeit, Temperatur und Feuchtigkeit ab. Dasselbe Material liefert daher unter unterschiedlichen Bedingungen unterschiedliche Ergebnisse, und die Prüfbedingungen sind ein untrennbarer Teil des Ergebnisses.

Die praktische Folge der Viskoelastizität ist Folgendes: Ein Kunststoffteil verformt sich unter konstanter Last mit der Zeit weiter (Kriechen), und die bei konstanter Verformung getragene Spannung nimmt mit der Zeit ab (Spannungsrelaxation). Eine Schraubverbindung lockert sich, eine Klemme verliert ihre Klemmkraft, ein Regal hängt mit der Zeit durch. Ein kurzzeitiger Zugversuch zeigt dieses Verhalten nicht; es ist ein Langzeitversuch oder ein beschleunigtes Modell erforderlich.

Das thermische Verhalten ist die zweite Hauptachse. Die Schmelzflussrate zeigt die Verarbeitbarkeit des Materials und die Konsistenz von Charge zu Charge; die Wärmeformbeständigkeitstemperatur und der Vicat-Erweichungspunkt geben eine grobe Grenze für die Einsatztemperatur an. Die thermische Analyse (DSC, TGA, DMA) offenbart die Identität des Materials: Glasübergangstemperatur, Schmelzverhalten, Kristallinität, Füllstoffgehalt und Zersetzungstemperatur.

Das Brennverhalten ist die dritte Achse und ist direkt mit Produktnormen verknüpft. Die UL-94-Klasse und der Grenzsauerstoffindex werden in das Materialdatenblatt aufgenommen; für das Gehäuse eines Elektrogeräts wird eine bestimmte Klasse verlangt, während für ein Bauprodukt ein anderes Klassifizierungssystem gilt.

Alterung ist der am häufigsten übersprungene Teil des Gebiets. Kunststoffe zersetzen sich unter UV, Wärme, Feuchtigkeit und Sauerstoff: Die Farbe ändert sich, die Oberfläche reißt, die Schlagzähigkeit sinkt. Bei einem für den Außenbereich bestimmten Teil zählen nicht die Werte am ersten Tag, sondern die Werte nach der Alterung. Xenon-Bogen- und Fluoreszenz-UV-Geräte beschleunigen diesen Abbau und ermöglichen einen Vergleich.

Das Ergebnis dieser Familie wird meist in das Materialdatenblatt eingetragen, und Produktnormen verweisen auf dieses Datenblatt. Zwischen dem Datenblattwert und dem Verhalten des tatsächlichen Teils kann es jedoch einen Unterschied geben: die beim Spritzgießen entstehende Orientierung, Bindenähte und innere Spannungen lassen das Teil anders reagieren als das Probestück.

Die Verwendung von Rezyklat hat dem Gebiet eine neue Frage hinzugefügt. Rezyklierte Harze variieren von Charge zu Charge; mechanische Eigenschaften, Farbe und Brennverhalten können sich zwischen Chargen verschieben. Für einen Hersteller, der Rezyklat verwendet, ist die Eingangskontrolle des Materials daher keine Option, sondern eine Notwendigkeit.

Methodengruppen in diesem Bereich

Mechanisch
Zug, Druck, Biegung, Charpy- und Izod-Schlagzähigkeit, Härte (Shore), Kriechen und umgebungsbedingte Spannungsrissbildung.
Thermisch
Schmelzflussindex (MFI), Wärmeformbeständigkeitstemperatur (HDT), Vicat-Erweichungstemperatur, lineare Wärmeausdehnung.
Thermische Analyse
Übergangstemperaturen und Kristallinität durch DSC, Zusammensetzung und Zersetzung durch TGA, dynamisch-mechanisches Verhalten durch DMA.
Brennverhalten
UL-94-Klassifizierung, Grenzsauerstoffindex (LOI), Glühdraht- und Nadelflammprüfungen.
Altern
Beschleunigte Alterung durch Xenonbogen und fluoreszierendes UV, Warmluftalterung, Feuchtigkeit und Kondensation.
Physikalisch
Dichte, Wasseraufnahme, Aschegehalt, Gas- und Wasserdampfdurchlässigkeit von Folien und Platten.

Häufig verwechselt in diesem Bereich

Ein Kunststoffergebnis ohne angegebene Prüfgeschwindigkeit und -temperatur kann nicht interpretiert werden; das viskoelastische Verhalten hängt von diesen Parametern ab.
Ein Probestückergebnis überträgt sich nicht direkt auf das tatsächliche Teil; die Spritzgussorientierung und Bindenähte sind entscheidend.
HDT- und Vicat-Werte sind KEINE Einsatztemperaturen; sie sind ein grober Hinweis auf eine Obergrenze und gelten nicht unter Last.
Die UL-94-Klasse hängt von der Dicke ab; eine andere Wandstärke erfordert eine erneute Verifizierung.
Bei feuchtigkeitsaufnehmenden Polymeren (wie Polyamid) sind die Ergebnisse irreführend, wenn keine Konditionierung durchgeführt wird.
Die Ergebnisse von ASTM D638 und ISO 527 sind nicht direkt gleichwertig; Die Probengeometrien und Ratendefinitionen sind unterschiedlich.

Welche Entscheidungen diese Ergebnisse unterstützen

Materialauswahl und Lieferantenfreigabe
Erfüllung der Brennbarkeits- und Wärmeanforderungen der Produktnorm
Überprüfung der Verwendung von Rezyklatanteil und Chargenkontrolle
Kontrolle des Formgebungsprozesses und Chargenkonsistenz
Nachweis der Alterungsbeständigkeit für den Außeneinsatz

Häufige Fragen zu Environmental Stress Cracking

Nach welchem Standard ist Environmental Stress Cracking hergestellt?

Environmental Stress Cracking wird im Bereich ASTM D1693, ISO 22088 serisi, ISO 16770 (FNCT) und ASTM F1473 (PENT) ausgeführt. Die anzuwendenden Grenzwerte und Akzeptanzkriterien sind in der Produktnorm festgelegt; Die für Ihr Produkt gültige Version wird im Angebotsstadium schriftlich bestätigt.

Für welche Produkte gilt Environmental Stress Cracking?

Wird hauptsächlich auf Rohre und Flaschen aus Polyethylen, Waschmittel- und Chemikalienverpackung, Kunststoffteile des Kraftstoffsystems und Unter Spannung stehende Kunststoffteile angewendet. Ob Ihr Produkt in den Geltungsbereich fällt, wird anhand der technischen Spezifikationen und des Verwendungszwecks festgestellt.

Unter welchen Bedingungen wird Environmental Stress Cracking durchgeführt?

Die bestimmenden Parameter sind: Umfeld — In der Norm definierte Tensidlösung oder Servicechemikalie, Beanspruchung — Kerbung und Biegung (ASTM D1693) oder konstante Zugbelastung (FNCT) und Temperatur — Im Standard definiert; für Beschleunigung aufgerüstet. Die vollständigen Bedingungen finden Sie im Abschnitt „Testbedingungen“ auf der Seite und variieren je nach Produktstandard.

Welche Art von Beispiel wird für Environmental Stress Cracking benötigt?

Kerbtiefe und Glätte müssen der Norm entsprechen, Probendicke und Probenvorbereitung sind in der Norm definiert und Die Frische der Medienlösung muss erhalten bleiben. Die Anzahl der Proben richtet sich nach der Produktnorm und dem zu meldenden Umfang.

Wie lange dauert Environmental Stress Cracking?

Tage bis Monate, je nach Methode; FNCT-Experimente können lange dauern. Diese Dauer gehört zum Experiment selbst; Probenvorbereitung, Warteschlangen und Berichterstellung werden ebenfalls bewertet. Im Angebot finden Sie einen realistischen Zeitplan für Ihr Produkt.

Wie heißt das Environmental Stress Cracking-Ergebnis „angemessen“?