Çatlağın Büyümesi - Strain Hardening (ESC, SCG)

ISO 18488, ISO 18489

Germe Sertleştirme ESC, SCG ISO 18488 ve ISO 18489'a

Yavaş çatlak yayılımını karakterize etme yöntemleri

PE80, PE100 veya geliştirilmiş PE100RC gibi polietilenden yapılmış borular yavaş çatlak büyümesine duyarlılık derecelerini gösterir. Bu davranışı tanımlamak için „Environmental Stress Cracking“, ESC veya „Slow Crack Growth“, SCG terimi kullanılır. Böyle bir arıza, maddenin gerilmenin çok altındadır ve bu nedenle, mekanik özelliklerin uzun vadeli değerlendirilmesi için büyük önem taşımaktadır. Çatlak, yük altında işlevini yerine getirmeyen fibriller olarak adlandırılan şeyleri gösterir. Bu mekanizmanın karakterize edilmesi için, bir dizi test ortaya çıkmıştır. Bunlar arasında:

  • Sabit basınçlı sünme testleri, ISO 1167, ISO 9080
  • Slow crack growth on notched pipes, ISO 13479
  • Full Notch Creep Test (FNCT), ISO 16770
  • Polyethylene Notch Tensile (PENT) Test, ASTM F 1473, ISO 16241
  • Bent strip ESCR test, ASTM D 1693
  • Cone test method, ISO 13480

Tanımlanan ivmelenme için, test, yüksek sıcaklıkta ve hızlandırıcı bir sıvıda, genellikle Igepal® CO-630 keskin bir üst çentikle gerçekleştirilir.

Yakın tarihli araştırmalar, çok kısa bir test süresi olsa bile SCG mülkiyetinin iyi bir şekilde tahmin edilmesini sağlayan daha fazla test yöntemi üretti. Bu test yöntemleri, kullanıcılar için test çaba ve hızlı ölçüm sonuçları önemli ölçüde azalma anlamına gelir.

Bu amaçla, 2015 yılında aşağıdaki standartlar yayınlanmıştır: 

  • ISO 18488 Polyethylene (PE) materials for piping systems -- Determination of Strain Hardening Modulus in relation to slow crack growth
  • ISO 18489 Polyethylene (PE) materials for piping systems -- Determination of resistance to slow crack growth under cyclic loading -- Cracked Round Bar test method

ISO 18488'e göre darbe sertleştirme modülünün belirlenmesi

Bu test yöntemi için kullanılan numune, çekme gerilmesi altında ölçülen nispeten geniş papyon küçük bir papyon çubuğudur. Darbe sertleştirme modülünün ölçümü PE'de 80° C'lik bir sıcaklıkta ve 8 ile 12 arasında bir deformasyon oranı ile gerçekleşir. Bu, gerilme noktaları % 700 ve % 1100 arasında % 400'lük bir uzama aralığına tekabül eder. Bu alanda, polimer zaten tamamen gerilir, böylece fibrillerin deformasyon davranışı ölçülebilir. Neo-Hooke (λ² - 1/λ) karşı gerçek gerilme diyagramında PE için neredeyse doğrusal bir yol elde edilmiştir. σ true = Gp (λ² - 1/λ) +C şeklinde düz bir çizgi denklemi ile açıklanmaktadır. Gp, burada hattın eğim faktörüdür. 
ISO 18488Strain HardeningScreenshot yeni

İlgili ürünler 

Germe sertleştirme modülünü ISO 18488 göre ölçmek için, örneğin aşağıdaki ekipmanlarda bir elektromekanik test cihazı gereklidir:

  • Test cihazı Z005 AllroundLine veya daha büyük
  • En az 360 mm'lik kelepçelerin çekme hareketi sağlayan sıcaklık bölmesi
  • Optik veya mekanik ekstansometre ölçüm sistemlerl, örn. ZwickRoell videoXtens
  • ISO 18488'e göre testXpert standardı, Neo-Hookian gerilimi üzerindeki "gerçek gerilme" gösterimi ve germe oranı, λ ve GP'nin hesaplanması ve regresyon katsayısının kontrolü üzerindeki "gerçek gerilme" ile gösterilmiştir.

ISO 18489'a göre, döngüsel yükleme sırasında yavaş çatlak büyümesine karşı direnç belirlenmesi

Bu yöntemde silindirik bir numune kullanılır. Bu numune, sabit kuvvet genliğine sahip döngüsel bir yük ile yüklenmiştir. Kuvvet genliği, yavaş bir çatlak büyümesi mümkün olacak şekilde seçilir.

Ölçüm sonucu, başlangıçtaki çatlak uzunluğunda uygulanan germenin Δσ0 bir fonksiyonu olarak kaydedilen numunenin arızalanmasına dair döngü sayısıdır.

ISO 18489'a göre, döngüsel yükleme sırasında yavaş çatlak büyümesine karşı direnci belirlemek için numuneler

Sağ resim: Çentikli PE100'den yapılmış silindirik numune

ISO 18489 uyarınca yeni test yöntemiyle test süresi en aza indirgenir. Bu, esasen numune geometrisinin bir fonksiyonu olarak döngüsel yük miktarından kaynaklanmaktadır. Bu test yönteminin bir başka avantajı, oda sıcaklığının altında gerçekleştirilebilmesidir, böylece numunenin polimer yapısı korunur.

Uygun ürünler:

ISO 18489 'a göre yapılan test için ZwickRoell, patentli lineer tahrik teknolojisi ve kuvvet kontrollü pnömatik numune tutucularla test cihazı LTM'yi geliştirmiştir.

  • Germe döngüleri tam ve eşit olarak uygulanır. Kuvvet kontrolünün yanı sıra, diğer kontrol modları da mümkündür; Tepe kontrolü, piston kontrolü veya doğrudan
  • Bağlı bir ekstansometre ile germe kontrolü.
  • Kuvveti kontrol edilen numune tutucular, sıkma işlemi sırasında numunenin aşırı yüklenmesini güvenilir şekilde ortadan kaldırır.
  • Aşınmasız sürüş ve düşük güç tüketimi, düşük işletme maliyetleri sağlar.
  • Test yazılımı testXpert III tüm test prosedürünü kontrol eder ve sonuçları aktarılır bir biçimde sağlar.

Bu, ZwickRoell'den LTM'yi ISO 18489.'a göre yavaş çatlak ilerlemesine karşı direncin verimli bir şekilde test edilmesi için ideal kılar.

YUKARI