변위 경화 - 저속 크랙 성장(SCG, ESC)에 대한 저항

ISO 18488, ISO 18489

산업별 브로슈어:플라스틱 및 고무 PDF 9 MB
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저속 크랙 성장의 특성 규정 방법

PE80, PE100 또는 PE100RC 개량 소재의 파이프는 크랙 성장을 늦추기 위해 다양한 감도 수준을 보입니다. "환경 균열성(ESC)”과 "저속 균열 성장(SCG)”이라는 용어는 이러한 거동을 설명하는 데 사용합니다. 이러한 종류는 재료의 항복 응력 값 훨씬 미만에서 파괴되기 때문에 재료의 기계적 성질을 장기적으로 평가하는 것이 매우 중요합니다.

원섬유(fibril)라는 것이 크랙 선단에서 보이면 하중 조건에서 시간 종속적 파괴가 일어났다는 뜻입니다. 다양한 시험이 이러한 메커니즘의 특성을 규정하기 위해 점진적으로 발전해 왔습니다. 해당 시험은 다음과 같습니다.

일정한 내부 압력을 이용한 크리프 시험: ISO 1167, ISO 9080
노치 파이프 저속 크랙 성장: ISO 13479
완전 노치 크리프 시험(FNCT): ISO 16770
폴리에틸렌 노치 인장(PENT) 시험: ASTM F1473, ISO 16241
벤트 스트립 ESCR 시험: ASTM D1693
원뿔 시험법: ISO 13480

정해진 가속화를 위해 날카로운 초기 노치를 이용하여 고온에서 가속제 효과를 갖는 액체(주로 Igepal® Co-630)로 시험이 수행됩니다.

최근 연구에서는 초단기간에 ECG 성질을 우수하게 평가하는 시험법을 추가로 내놓았습니다. 이들 방법을 사용하면 시험 비용을 크게 줄이고 시험 결과도 빠르게 이용할 수 있습니다.

다음 표준은 2015년에 공표된 것입니다.

SO 18488 파이프 시스템용 폴리에틸렌(PE) 재료 -- 저속 크랙 속도와 관련한 변형률 경화 계수 측정
ISO 18489 파이프 시스템용 폴리에틸렌(PE) 재료 -- 반복 하중에서 저속 크랙 성장에 대한 저항 측정 -- 크랙이 있는 원형 바 시험법

ISO 18488에 따른 변형률 경화 계수 측정

이 시험법에 사용되는 시편 형태는 숄더 부분이 상대적으로 넓은 소형 덤벨 모양입니다. 측정은 인장 하중을 가하여 이루어집니다. PE 변형률 경화 계수는 80°C 온도에서 8~12 변형 비율(λ)로 측정됩니다. 이는 변형률 지점 700%~1,100%에서의 변형률 간격 400%에 해당합니다. 이 범위에서는 폴리머가 이미 완전히 신장되므로 원섬유의 변형 거동을 측정할 수 있습니다. 네오후크(Neo-Hookean) 변형률에 대한 진응력 다이어그램(λ² - 1/λ)은 사실상 PE의 선형 기울기를 나타냅니다. 이 기울기는 σ true = Gp (λ² - 1/λ) +C 형식의 1차 방정식으로 나타내며, Gp는 직선의 경사 계수입니다.