وضعیت ورود
درحال حاضر شما وارد سایت نشده اید.
آمار بازدیدکنندگان
  • کاربران حاضر: 0
  • بازدید امروز: 1,330
  • بازدید ماه: 68,462
  • بازدید سال: 870,949
  • کل بازدیدکنند‌گان: 187,616
قیمت روز

چقرمه

توسعه پلیمرهای پایدار از طریق تمرکز بر روی بلورینگی پلیمرهای سبز – Long-Spaced Polyacetals

محققان در دانشکده مهندسی FAMU-FSU به اکتشافات جدیدی در مورد اثرات دما بر پلیمرهای پایدار دست یافته اند. یافته‌های آن‌ها می‌تواند به صنعت در تولید پلاستیک‌هایی که برای محیط زیست بهتر هستند، کمک کند.

Rufina Alamo، پروفسور در دانشکده مهندسی زیست پزشکی و شیمی، می‌گوید: “پلاستیک‌های ساخته شده از نفت، یک منبع تجدیدناپذیر، زمانی که دور انداخته می‌شوند در آب و زمین ما بسیار طولانی مدت باقی می‌مانند.” “ما در حال تحقیق هستیم این که چه طور پلیمرهای پایدار گرم و سرد می‌شوند تا بتوانیم پلاستیک‌های سازگار با محیط زیست بیش‌تری تولید کنیم.”

Alamo و Xiaoshi Zhang، اخیراً این اثر را در مجموعه مقالاتی منتشر کرده اند که بر روی بلورینگی پلیمرهای “سبز” تمرکز دارد.

Alamo گفت: “یک انگیزه جهانی وجود دارد برای تغییر روشی که بیش‌ترین حجم پلاستیک‌ها ساخته می‌شوند.” “شیمی‌دانان و فیزیک‌دانان پلیمر به سختی در حال تلاش جهت تولید مواد جای‌گزین برای پایان دادن به مواد زائد پلاستیکی مشکل‌ساز هستند.”

تعیین دمای مناسب برای فرآورش، کلید تولید مواد بهتر است که به دانشمندان کمک می‌کند پلیمرهای ارزان قیمت ساخته شده از نفت را با پلیمرهای مقرون به صرفه از لحاظ اقتصادی و پایدار جای‌گزین کنند.

Alamo گفت: “چه طور پلیمر ذوب و سرد می‌شود جهت ایجاد شکل دل‌خواه مهم است.” “ما در حال تلاش برای درک پیچیدگی‌های بلورینگی به منطور درک بیش‌تر روند تحول هستیم.”

این تیم در حال مطالعه نوعی پلیمر به نام “پلی‌استال‌های long-spaced” است که در پلاستیک‌ها استفاده می‌شود. در حالی که در یک آزمایشگاه در دانشگاه Konstanz در آلمان سنتز می‌شوند، این پلی‌استال‌های long-spaced که تیم Alamo استفاده کرد از زیست‌مواد پایدار نشأت می‌گیرند. آن‌ها حاوی زنجیره‌های پلی‌اتیلنی هستند که در فواصل کاملاً مساوی با گروه‌های استال پیوند داده شده اند. این ساختار، چقرمگی پلی‌اتیلن با تجزیه‌پذیری هیدرولیتیک گروه استال را ترکیب می‌کند. این نوع پلیمر مستحکم است اما به سادگی با آب نسبت به پلیمرهای مرسوم تجزیه می‌شود.

Alamo گفت: “آنچه ما کشف کردیم این است که این نوع پلیمرها به روش غیر معمول پس از ذوب شدن هنگامی که خنک می‌شوند، بلورینه می‌شوند.”

در طول فرآیند سرمایش، مولکول‌هایی که شبیه رشته‌های پیچیده اسپاگتی از پلاستیک‌های ذوب شده هستند، گره‌زدایی می‌کنند تا بلورها را تشکیل دهند و مسئول چقرمگی مواد نهایی هستند. گروه Alamo نشان داد که بلورینگی پلیمر توسط رخ‌دادهای مولکولی که در مقابل رشد بلور اتفاق می‌افتد، کنترل می‌شود.

محققان دریافتند که هنگامی که به سرعت سرد می‌شوند، این پلی‌استال‌ها چقرمه و بلورین می‌شوند و مولکول‌ها در یک بلور با نام Form I خودآرایی (self-assemble) می‌کنند. هنگامی که به آرامی سرد می‌شوند، این مواد نیز بسیار بلورین هستند، اما بلورهای تشکیل شده خیلی متفاوت هستند و Form II  نامیده می‌شوند. هنگامی که در دمای متوسط سرد می‌شوند، ماده ابداً جامد نمی‌شود. به گفته محققان، این پدیده هرگز در هیچ پلیمر بلورین دیگری مشاهده نشده است.

Alamo گفت: “برای این که بلورها تشکیل شوند، ابتدا نیاز دارد سد انرژی برداشته شود.” “در دماهای پایین، بلورها به راحتی تشکیل می‌شوند. در دماهای بالا، بلورها پایدارتر هستند و در دماهای متوسط، بلورها برای تشکیل شدن رقابت می‌کنند و مواد نمی‌توانند جامد شوند.”

او گفت: “این یک کشف قابل توجه است، زیرا کلید مهمی است برای درک این که چه طور پلاستیک‌هایی که ما استفاده می‌کنیم، جامد می‌شوند.” “ما می‌خواهیم صنعتی را با بهترین روندهای تحول ممکن ارائه دهیم. ما پلاستیک‌های پایداری می‌خواهیم که تاب برندارند یا مشکل جامدسازی ندارند.”

این تحقیق ممکن است روش‌های جدید تولید پلاستیک‌ها را ارائه دهد که برای تولید کردن، مقرون به صرفه‌تر و پایدارتر خواهند بود.

این تحقیق با کمک مالی بنیاد ملی علوم پشتیبانی می‌شود.

 

لینک خبر:

https://www.sciencedaily.com/releases/2020/09/200926145153.htm

 

مقالات مرتبط با این مطلب، در زیر پیوست شده اند.

۱ ۲ ۳

 

 

همراهان عزیز می‌توانند جهت برقرای ارتباطات دوسویه، انتقال سوالات، نظرات و پیشنهادات سازنده خود از طریق پست الکترونیک زیر ما را یاری فرمایند.

info@fara-ps.com

لوله‌های پلی‌اتیلنی – بخش پنجم – آزمون‌های مکانیکی

قبل از ارزیابی تست‌های مکانیکی لوله PE بهتر است که ابتدا پارامترهای مرتبط با تست‌های مکانیکی بررسی گردد:

طراحی لوله

طراحی و رده‌بندی لوله‌های پلی‌اتیلنی عموماً بر اساس فشار و دمای سیالی که در آن‌ها جریان دارد، انجام می‌گیرد. علاوه بر فشار و دمای سیال، گرید و نوع پلیمر مصرفی نیز فاکتور دیگریست که در این رده‌بندی‌ها در نظر گرفته می‌شوند. مثلاً تعریف دمای مجاز سیال برای لوله‌هایی از PP-B (بلوک PP) معادل ۲۰ درجه سانتی‌گراد می‌باشد در حالی که پهنای دمایی سیال برای لوله‌های PP-R (راندم PP) از ۲۰ درجه سانتی‌گراد الی ۸۰ درجه سانتی‌گراد تعریف می‌گردد و دامنه دمایی سیال برای لوله‌های PE معمولی حداکثر تا ۲۰ درجه سانتی‌گراد و برای لوله‌های تقویت‌شده با استابیلایزرها تا ۵۰-۲۰ درجه سانتی‌گراد و برای لوله‌های PE-X از ۵۰ تا حدود ۱۰۰ درجه تعریف شده است.

اصولاً لوله‌های PE-X نسبت به لوله‌های رایج پلی‌اتیلنی از مقاومت گرمایی و شیمیایی بهتری برخوردارند ضمن آن که PEX را می‌توان در زیر خاک حتی بدون نیاز به زیرسازی با ماسه یا خاک نرم برای انتقال آب یا گاز مورد استفاده قرار دارد.

در مبحث لوله‌های PE تقسیم‌بندی دیگری به نام (MRS) Minimum Required Stress وجود دارد. MRS نشان‌گر حداقل تنش ممکن داخل لوله است که می‌تواند توسط سیالی با دمای ۲۰ درجه سانتی‌گراد به مدت ۵۰ سال یا حدود ۴/۴ میلیون ساعت بر لوله وارد شود بدون آن که لوله بر اثر این فشار سیال دچار نقص کیفی گردد.

پلی‌اتیلن‌های مصرفی جهت انتقال آب و گاز عموماً از گریدهای PE40 و PE100 تهیه می‌گردند. حداقل تنش اسمی MRS این گریدها جهت انتقال سیالی با دمای ۲۰ درجه سانتی‌گراد و عمر مفیدی معادل حداقل ۵۰ سال به صورت ذیل گروه‌بندی می‌گردد.

Untitled

در صنعت آب‌رسانی با لوله‌های اندازه پایین اغلب از گرید PE80 استفاده می‌شود که انعطاف‌پذیری بیش‌تری دارند و گرید PE100 اغلب جهت تولید لوله‌های اندازه بالا مورد استفاده قرار می‌گیرد. از پلی‌اتیلن‌هایی که تنش اسمی یا MRS آن‌ها در گروه ۸ و ۱۰ قرار دارد، می‌توان لوله‌هایی با فشار اسمی تعیین شده ولی با ضخامت‌های کم‌تری نیز تهیه نمود یعنی می‌توان وزن لوله را کاهش داد بدون آن که کیفیت آن تغییر کند که این امر علاوه بر صرفه‌جویی در مقدار مواد مصرفی و کاهش هزینه‌های محصول تمام شده باعث افزایش انعطاف‌پذیری  لوله‌های تولید شده نیز خواهد شد.

اگرچه PE100 نسبت به PE80 از مزایای بیش‌تری مثل مقاومت خوب در برابر پیش‌رفت سریع و آهسته شکاف (RCP) و (SCP) برخوردار است و در یک رده فشاری مشخص می‌تواند فشار بیش‌تری را تحمل کند ولی با این وجود برای خطوط انتقال آب و گاز به دلایل ذیل اغلب از گرید PE80 استفاده می‌گردد.

  • تسهیل در امر حلقه کردن لوله تولیدی و همین طور باز کردن آن در متراژ صد متری
  • کیفیت بهینه جوش پلاستیکی PE80 نسبت به PE100
  • فرآیندپذیری بهتر PE80 نسبت به PE100
  • انعطاف‌پذیری بهتر PE80 نسبت به PE100

معمولاً برای سیستم آب‌رسانی صنعتی در محدوده فشاری بین bar 2/25-5 لوله‌های با قطری ۱۰۰ میلی‌متر الی ۱۰۰۰ میلی‌متر طراحی می‌گرداند و برای سیستم‌های آب‌رسانی تحت فشار bar 10-16 از لوله‌هایی با قطر ۱۱۰ میلی‌متر استفاده می‌شود.در سیستم‌های آب‌رسانی منازل با لوله‌های کم قطر و سیستم‌های کم فشار عموماً از پلی‌اتیلن گرید PE80 استفاده می‌شود ولی برای لوله‌های اصلی یا شاه لوله‌های آب‌رسانی در همین سیستم‌ها ترجیح داده می‌شود که از گرید PE100 استفاده گردد.

در سیستم‌هایی که فشار سیال و جهت حرکتی سیال به صورت متناوب تغییر می‌کند، ترجیحاً از گریدی استفاده می‌گردد که از انعطاف‌پذیری بهتری برخوردار باشد تا بتواند در مقابل تغییرات پی در پی فشار سیال مقاومت نماید. لذا این گونه لوله‌ها عموماً از PE-MD و یا HDPE80 که از انعطاف‌پذیری بیش‌تری نسبت به گرید PE100 برخوردار هستند، تولید می‌گردند. انعطاف‌پذیری بیش‌تر لوله باعث می‌شود که مقاومت آن در برابر تغییرات ناگهانی و متوالی فشار بهتر گردد.

طراحی لوله‌های پلیمری بر اساس فشار اسمی و دمای ۲۰ درجه سانتی‌گراد و عمر مفید بیش از ۵۰ سال باید طوری انجام گردد که تغییرات ابعادی و یا تغییر شکل لوله در طول این مدت و تحت فشار تعریف شده بیش از %۶ نباشد.

بر همین اساس ضروریست که فشار اسمی و یا رده فشاری لوله طبق فرمول زیر محاسبه و تعیین گردد:

Untitled

بنابراین MRS یا حداقل تنش محاسباتی لوله‌های پلی‌اتیلنی با در نظر گرفتن ضریب ایمنی C برای ۵۰ سال عمر مفید بر حسب MPa از طریق فرمول زیر به صورت ذیل محاسبه می‌گردد.

Untitled

C ضریب ایمنی لوله نامیده می‌شود. مقدار این ضریب برای لوله‌های انتقال آب ۱/۲۵ و برای لوله‌های انتقال گازمعادل ۲ در نظر گرفته می‌شود.

Untitled

 

فشار اسمی و تنش هیدرولیکی لوله‌ها نیز بر حسب حداقل ضخامت و میانگین قطر خارجی لوله از فرمول ذیل محاسبه می‌گردد:

Untitled

تست فشار لوله‌های پلی‌اتیلنی

مهم‌ترین آزمون لوله‌های پلی‌اتیلنی تست فشار هیدرواستاتیکی و هیدرودینامیکی می‌باشد. عموماً مدت زمان این گونه آزمایش‌ها طولانی می‌باشد. بنابراین به منظور پرهیز از زمان طولانی فرآیند آزمون و همین طور اطمینان از نتایج آزمایشات ترجیح داده می‌شود که آزمون در شرایط دمایی مختلف و اصولاً بالاتر از دمای استانداردهای عنوان شده انجام گیرد مثلاً در دماهای ۲۰، ۴۰، ۶۰ و ۸۰ درجه سانتی‌گراد و… .

لذا در صورتی که دمای آزمون بالاتر از ۲۰ درجه سانتی‌گراد باشد، ضروریست جهت معادل‌سازی و اطمینان از نتایج آزمایشات از ضرایب تبدیل گرمایی مطابق جدول زیر استفاده گردد.

Untitled

آزمایشات به عمل آمده روی لوله‌های PVC، PP و PE نشان می‌دهند که هر چه دمای سیالیت جاری در لوله پایین‌تر باشد به همان نسبت هم عمر مفید لوله طولانی‌تر خواهد بود.

با افزایش دمای سیال و گذشت زمان، لوله در یک نقطه دچار تیک یا سستی مکانیکی شده و در نهایت در همان لحظه دچار شکست خواهد شد. نقطه‌ای که لوله دچار سستی مکانیکی می‌شود، همان نقطه‌ایست که تغییرات پلاستیکی با پارگی از نوع Ductile (تست هیدرودینامیکی) در آن‌جا اتفاق خواهد افتاد. از همین آزمایش‌ها نتیجه‌گیری شده است که لوله‌های PVC تحت شرایط یکسان نسبت به لوله‌های PP و PE از عمر مفید بیش‌تری برخوردارند.

Untitled

عمر مفید لوله به صورت تابعی ازدمای سیال جاری

فشار هیدرواستاتیک (تست کوتاه‌مدت)

در این تست نمونه لوله پس از غوطه‌ور شدن در حوض‌چه آب ۲۰ درجه سانتی‌گراد و تعادل دمایی لازم با آب حوض‌چه، در زمانی به مدت ۱ ساعت تحت تأثیر فشار ثابت داخلی قرار داده می‌شود. بدیهی است که مقدار فشار اعمال شده بر نمونه بر اساس ابعاد لوله متغییر می‌باشد ولی برای محاسبه فشار عموماً از فرمول ذیل استفاده می‌شود.

 

Untitled

 

Untitled

حوض‌چه تست آزمون و نحوه قرارگیری نمونه‌ها در حوض‌چه

در این آزمون نباید نمونه در طول زمان آزمون (۱ ساعت) دچار نواقصی مانند ترک‌های مویی، تورم موضعی، بادکردگی، نشتی و یا ترکیدگی گردد.

مشاهده هر کدام از این نواقص نشان‌دهنده غیر استاندارد بودن لوله تولیدی است و لذا ضروریست که آزمون مجدداً تکرار گردد.

آماده سازی نمونه‌ها

عموماً برای هر آزمون سه نمونه با ویژگی‌های ذیل تهیه می‌گردد:

نمونه‌ها به صورت راندوم از لوله‌ایی که ۱۶ الی ۲۴ ساعت قبل تولید شده‌اند و دمای آن‌ها با دمای محیط متعادل شده است، تهیه می‌شوند.

نمونه‌ها باید عاری از هر گونه آلودگی و به خصوص عاری از چربی باشد.

طول مفید نمونه‌ها براساس قطر بیرونی لوله تعیین می‌گردد.

بنابراین طول مفید نمونه لوله‌هایی که قطر خارجی آن‌ها کم‌تر یا مساوی ۱۵۰ میلی‌متر است باید حداقل بزرگ‌تر از ۵ برابر قطر و برای لوله‌هایی که قطر خارجی آن‌ها بیش‌تر از ۱۵۰ میلی‌متر است، باید بزرگ‌تر یا حداقل مساوی ۳ برابر قطر لوله در نظر گرفته شود.

تعادل دمایی نمونه با دمای محیط (آب حوض‌چه) یکی دیگر از پارامترهای تأثیرگذار در نتایج این آزمون می‌باشد، بنابراین ضروریست که پس از پر و بسته شدن دو طرف نمونه توسط درپوش‌های مخصوص (گپ‌ها)، نمونه آماده به مدت ۱ الی ۲ ساعت قبل از شروع آزمایش در حوض‌چه آزمون قرار داده شود.

تست ترکیدگی لوله

در این آزمون نمونه‌های آماده به مدت ۶۰ الی ۷۰ ثانیه زیر فشاری فزاینده قرار داده می‌شوند تا لحظه‌ای که قسمتی از نمونه با افزایش فشار دچار تورم و بادکردگی شده و به مرور تغییر شکل دهد و در نهایت بترکد.

با ترکیدن لوله و برقراری ارتباط بین آب درون لوله و آب حوض‌چه جریان الکتریکی قطع می‌گردد و با قطع جریان الکتریکی عقربه کورنومتر ثابت می‌ماند.

Untitled

اشکال مختلف ترکیدگی لوله در تست کوتاه مدت

 

لوله در تست کوتاه مدت

I : Ductile Fracture: ترکیدگی از نوع نوک قناری

I : Brittle Fracture:: ترکیدگی غیر معمول

 

فاکتورهایی که در این آزمون مورد ارزیابی و بررسی قرار می‌گیرند عبارتند از:

مدت زمان آزمون که این زمان از لحظه شروع اعمال فشار و تا زمان قطع جریان الکتریکی ادامه می‌یابد، حداکثر فشار اعمال شده تا لحظه ترکیدن نمونه و از همه مهم‌تر بررسی نوع ترکیدگی جهت ارزیابی کیفی لوله.

نتایج آزمون زمانی مثبت ارزیابی خواهد شد که نمونه ابتدا در محور طولی متورم ‌شود و سپس با افزایش فشار به صورت نوک قناری (Ductile) درآید و بترکد.

حداقل فشار مجازی که در این تست برای لوله‌های انتخاب می‌گردد، عبارتند از:

لوله‌های  LDPE معادل ۸٫۶۲ Mpa

لوله‌های  MDPE معادل ۱۳٫۷۰ Mpa

لوله‌های  HDPE معادل ۱۷٫۳۶ Mpa

در صورتی که نمونه در زمانی کم‌تر از ۶۰ ثانیه تخریب گردد لازم است که آزمون مجدداً تکرار گردد.

بررسی شکل ترکیدگی نمونه یکی از نقاط بحث‌برانگیز در این تست می‌باشد.

رفتار لوله‌های PE در آزمون ترکیدگی لوله به شکل نوک قناری (حالت I در شکل بالا) تشابه زیادی به رفتار پلیمرهای نیمه کریستال در تست کشش دارد.

 

همان گونه که در تست کشش، ازدیاد طولی الاستیکی نمونه فقط در محدوده قانون هوک متناسب با نیروی وارده است و خارج از آن محدوه و تا نقطه تسلیم تناسب قانون‌مندی بین ازدیاد طول الاستیکی پلاستیکی نمونه با افزایش فشار نیرو مشاهده نمی‌شود در تست ترکیدگی لوله‌ها هم با افزایش فشار ابتدا بخش آمورف نمونه دچار تغییر شکل و ازدیاد طولی الاستیکی می‌شود (تورم ابتدایی لوله در طول لوله) و پس از آن نمونه وارد فاز دوم یعنی ازدیاد طول الاستیکی-پلاستیکی می‌گردد و با افزایش فشار این روند تا آن‌جا ادامه می‌یابد که با ریزش مولکولی ازدیاد پلاستیکی بخش لوله پدیدار و در نهایت در مقطعی عمود بر طول لوله دچار شکستگی می‌گردد.

دقیقاً به همان صورت که در تست کشش با ریزش مولکولی نمونه در نقطه تسلیم و پلاستیکی شدن ازدیاد طول، نیروی کشش به یک‌باره کاهش و پس از آن ازدیاد پلاستیکی طول نمونه متناسب با افزایش نیرو ادامه می‌یابد تا نمونه پاره شود (تصویر زیر) در این‌جا هم همین اتفاق می‌افتد.

 

Untitled

دیاگرام کشش-ازدیاد طول پلی‌اتیلن در تست کشش

این نوع پارگی در نمونه‌ پلیمرهای نیمه‌کریستال، رفتاری طبیعی محسوب می‌شود.

ولی هرگاه نمونه بدون نشان دادن ازدیاد طولی الاستیکی تا نقطه مشخصی در برابر نیروی فزاینده کششی مقاومت نماید و بدون رسیدن به نقطه تسلیم به یک‌باره شکسته یا پاره شود، یعنی رفتاری شکننده از خود نشان دهد این امر برای پلیمرهای نیمه‌کریستال که پلی‌اتیلن هم یکی از آن‌هاست رفتاری غیر طبیعی محسوب می‌گردد.

بنابراین هرگاه نمونه تحت فشار بدون نشان دادن تورم الاستیکی-پلاستیکی به یک‌باره پاره شود به این نوع پارگی که از نظر طراحی و فنی پارگی خطرناکی هم محسوب می‌شود Brittle Fracture گفته می‌شود. (نمای II تصویر بالا)

ترکیدگی از نوع Brittle اصولاً زمانی رخ خواهد داد که لوله در مدت زمانی طولانی تحت تأثیر تنش داخلی قرار گرفته باشد. ترکیدگی نوع Brittle در پلیمرهای نیمه‌کریستال برعکس ترکیدگی نوک قناری نه در بخش آمورف، بلکه در بخش کریستالیت‌های پلیمر پدیدار می‌گردد و روند پیدایش آن بدین صورت است که ابتدا یک شکاف میکروسکوپی در این بخش از پلیمرها ایجاد شده و به سرعت رشد می‌کند و در نهایت بدنه لوله را به موازات طول لوله پاره می‌کند.

برخلاف آنچه به نظر می‌رسد این فشار جریان سیال داخل لوله نیست که عامل تسریع پارگی در لوله می‌گردد، بلکه بیش‌تر تغییرات افزایشی دمای سیال است که مستقیماً روی شدت و سرعت پارگی از نوع Brittle تأثیرگذرا است و باعث پارگی زودهنگام لوله می‌گردد.

انجام این تست براساس ASTM D1599 و به نام Burst برای لوله‌هایی که اندازه کم‌تر از ۲۰۰ میلی‌متر دارند، به عنوان یکی از متداول‌ترین تست‌های مکانیکی لوله‌های پلی‌اتیلنی به شمار می‌رود.

در این آزمون هر گونه تورم موضعی-ترک‌خوردگی ریز و درشت- نشتی و یا هر عامل دیگری که باعث افت فشار اعمال شده در لوله گردد و یا باعث جلوگیری از افزایش یکنواخت فشار در لوله شود- به عنوان نقیصه تلقی شده و همین امر تکرار آزمون را الزامی می‌سازد و لذا لوله‌هایی مثبت ارزیابی می‌گردند که نمونه آن‌ها پس از پایان آزمون از یک طرف عاری از هرگونه عیوب کیفی باشد و از طرف دیگر ازدیاد طولی و قطری نمونه پس از پایان آزمون بیش از ۵% و بیش از ۵/۲% نباشد.

تست هیدرواستاتیکی (تست بلندمدت)

به منظور تعیین عمر مفید لوله‌های تولید شده، آزمون دیگری تحت عنوان تست بلندمدت روی لوله انجام می‌گیرد. نمونه‌ها در این آزمون در شرایط دمایی مختلف تحت تأثیر سیالی با فشار به نام Vergleichsspannung یا Hoop Stress قرار داده می‌شوند. طبق DIN 8075 تعیین مقدار Hoop Stress براساس نوع پلی‌اتیلن، درجه حرارت آزمون و مدت زمان آزمون متفاوت می‌باشد.

تنش طراحی لوله جهت نسبت هیدرواستاتیکی براساس فرمول ذیل محاسبه می‌گردد:

Untitled

 

نتایجی که از این تست حاصل می‌شود عبارت است از تعیین حداقل زمان ممکن مقاومت لوله در برابر دما و فشار تعیین شده سیال داخل لوله.

Untitled

پارامترهای تأثیرگذار بر زمان پارگی لوله‌های پلی‌اتیلن گریدهای ۸۰ و ۱۰۰

این تست در دیاگرام Hoop Stress-Time به صورت لگاریتمی ترسیم می‌گردد و نتایج آن نشان‌گر مختصات دمایی و زمانی نقطه تسلیم لوله می‌باشد.

Untitled

دیاگرام لگاریتمی تست بلندمدت هیدرواستاتیکی

آزمایش دیگری که در برخی اوقات جهت بررسی کیفیت لوله‌های تولیدی در ارتباط با عمر مفید آن‌ها انجام می‌گیرد، تشخیص مقاومت لوله در برابر سرعت پیش‌روی (خزش) ترک در لوله می‌باشد که با نام‌های (Low Crack Growth) یا پیش‌روی آرام و خزش RCP (Rapid Crack Propagation) که به نام پیش‌روی سریع در لوله نامیده می‌شوند. جهت بررسی مقاومت یک لوله در برابر سرعت پیش‌روی خزش در طول و یا عمق لوله عموماً از تست Notch استفاده می‌شود.

جهت انجام این تست ابتدا روی محیط لوله شکاف‌های  vشکلی با زاویه ۶۰ درجه ایجاد می‌گردد (تصویر زیر) و سپس نمونه تحت فشار داخلی قرار داده می‌شود و در نهایت زمان پیش‌روی ترک یا شکاف‌های پدید آمده روی نمونه مورد بررسی قرار می‌گیرد.

این آزمون اغلب برای لوله‌های انتقال گاز و انتقال آب و بر اساس استاندارد DVGW-A2[Section A2(2003)] مورد استفاده قرار می‌گیرد.

Untitled

تست Notch با زاویه ۶۰ درجه روی محیط لوله

از سری SDR 11 تولید شده از گرید PE80 در شرایط دمایی آزمون ۸۰ درجه سانتی‌گراد و تحت فشار داخلی  bar209  حداقل باید بیش‌تر یا مساوی ۵۰۰ ساعت باشد.

آزمون دیگری که در ارتباط با تعیین سرعت خزش روی نمونه‌های پلیمری انجام می‌گیرد، تست FNCT (Full Notch Creep-Test) می‌باشد.

در این آزمون طبق استاندارد DIN 53 444 به جای لوله که ضخامت دیواره آن کم است از نمونه‌‌ایی کاملاً پر استفاده می‌گردد. (تصویرزیر)

Untitled

نمونه کاملاً پر برای تست FNCT

در این تست ابتدا شکافی به عمق mm 1/6 روی محیط نمونه ایجاد می‌گردد و سپس نمونه در محیط سیالی از نوع Arkopal N 100 2% و دمای ۹۵ درجه سانتی‌گراد تحت آزمون کششی با باری معادل Mpa 4/5 قرار داده می‌شود.

Untitled

دستگاه و شرایط قرارگیری نمونه در تست FNCT

همراهان عزیز می‌توانند جهت برقرای ارتباطات دوسویه، انتقال سوالات، نظرات و پیشنهادات سازنده خود از طریق پست الکترونیک زیر ما را یاری فرمایند.

info@fara-ps.com