آزمون های کنترل کیفیت لوله های پلی اتیلن دوجداره

 

کنترل ابعادی

 در آزمون های کنترل کیفیت لوله های پلی اتیلن دوجداره مشخصات ابعادی یکی از مهمترین پارامتر های طراحی هستند .کارایی یا عمر مفید لوله های پلی اتیلن با وقوع خمش بیش از حد ، کمانش و لهیدگی دیواره ها افت میکند . که معمولا موضوع خمش توسط اجرا و نصب مناسب لوله ها کنترل میشود .در مورد کمانش دیواره نیز میتوانیم با استفاده از کنترل کرنش و رعایت ضخامت لوله آنرا کنترل کرد.لهیدگی نیز با کنترل مساحت سطح مقطع لوله به ازای واحد طول قابل کنترل است .

بنابراین مساحت مذکور مهم ترین پارامتر می باشد چرا که ضخامت لوله بطور مستقیم با آن مرتبط است .سفتی حلقوی لوله نیز با ممان اینرسی به طور مستقیم در ارتباط است که آن هم با مساحت ، شکل و ارتفاع کاروگیت رابطه مستقیم دارد . در صورتی که این سفتی حلقوی بیشتر از حد استاندارد باشد میتواند باعث شکست ناگهانی لوله گردد .

مراحل تولید

توالی مراحل تولید یک لوله استاندارد با حفظ خواص به صورت زیر است :

1. انتخاب سطح دیواره جهت جلوگیری از لهیدگی دیواره
2. انتخاب ضخامت دیواره جهت جلوگیری از کمانش دیواره
3. ارتفاع کاروگیت با لحاظ نمودن دو آیتم قبلی مناسب می­باشد .(درصورت مشخص بودن گام و شکل پروفایل)

در نتیجه مساحت سطح مقطع لوله به ازای واحد طول و ضخامت دیواره از پارامتر های مهم ابعادی می­باشند . نکته توصیه شده در طراحی این است که همه ضخامت ها شامل ضخامت لایه داخلی حتی المقدور یکسان در نظر گرفته شوند زیرا لایه داخلی همانند تاج لوله تحت تنش قرار میگیرد و کشیده میشود و هرچه دیواره نازک تر باشد ، احتمال کمانش موضعی افزایش می­یابد .

در صورتی که ارتفاع کاروگیت بسیار زیاد باشد کرنش خمشی افزایش پیدا میکند و در صورتی که  با افزایش طول کاروگیت ، دیگر پارامترها ثابت باشند ، احتمال بروز کمانش دیواره افزایش پیدا میکند . در خصوص فاصله بین پروفیل ها نیز باید توجه نمود که گام تابعی از قطر لوله باید در نظر گرفته شود به عنوان مثال اگر گام 4 برای لوله به قطر 24 اینچ مناسب باشد ، برای قطر 48 اینچ ، اندازه 8 برای آن مناسب است .

آزمون مقاومت حلقوی

همانطور که پیش تر نیز گفته شد شاخص اصلی لوله های فاضلابی ، مقاومت در برابر دو پهن شدن می­باشد . به همین منظور مقاومت لوله در برابر بار های خارجی وارده توسط این آزمون تحت عنوان استاندارد  بررسی می­شود .

 در آزمون های کنترل کیفیت لوله های پلی اتیلن دوجداره ، آزمون استاندارد ISO در رده های آزمونی کوتاه مدت اندازه گیری می­شود ولی آزمون های DIN در رده های زمانی بلند مدت و ارتباط ریاضی ما بین این دو برقرار نیست ولی به طور تقریبی میتوان گفت که آزمون  DINتقریبا چهار برابر آزمونISO  است .لذا با توجه به خواص ویسکو الاستیک پلی اتیلن تفاوت در نتایج این دو آزمون دور از انتظار نیست .به همین منظور اغلب این مفهوم وجود دارد که آزمون ISO برای بررسی کیفیت مواد و آزمون DIN معیاری دقیق تر برای بررسی عملکرد لوله می­باشد .

نکات مهم انجام آزمون

در ذیل نکات مهمی را پیرامون انجام آزمون آورده شده است .

1. مقاومت حلقوی لوله های پلی اتیلن تا 21 روز پس از فرایند تولید افزایش می­یابد که در این بازه ، در بازه 9 روز ابتدایی پس از تولید این افزایش محسوس بوده ولی پس از آن این روند کند و غیر محسوس است .این افزایش مقاومت به خاطر ادامه داشتن فرایند بلورینگی پس از تولید است که با افزایش بلورینگی مدول (E) افزایش می­یابد و از آنجایی که مدول با مقاومت حلقوی رابطه مستقیم دارد ، این پارامتر نیز افزایش می­یابد .
2. نتیجه آزمون مقاومت حلقوی وابسته به دمای محیط است به همین منظور دمای آزمایش در تمام طول آزمایش بایستی تحت کنترل باشد و نمونه پیش از آزمایش به منظور یکسان سازی دما ، مدتی در محیط آزمایش قرار بگیرد .
3. در آزمون استاندارد ISO مانند دیگر آزمون ها سرعت اعمال نیرو از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است و هرچه سرعت اعمال نیرو افزایش یابد ، مقاومت حلقوی نیز افزایش میابد .
4. در آزمون استاندارد ISO با توجه به استاندارد ، طول نمونه برای لوله های تکجداره 300 میلی متر و برای لوله های دوجداره کاروگیت و اسپیرال با سایز کوچکتر از 1500 میلی متر نیز به همین میزان تعریف شده است ولی برای لوله های با سایز بزرگتر از 1500 برای شامل شدن حداقل یک گام ، طول نمونه 2 d_n تعریف شده است .
5. در آزمون استاندارد ISO به خاطر عدم تقارن لوله به دلیل وجود خط قالب برای تعیین نمودن مقدار واقعی مقاومت ، بایستی سه نمونه از یک شاخه را انتخاب نمود و نیرو به محل های 0 و 120 و 240 درجه نسبت به خط قالب اعمال گردد و سپس میانگین نتایج گزارش گردد .
6. در آزمون استاندارد DIN مدت 10 دقیقه اولیه آزمایش جهت بارگذاری است و نباید در مدت زمان یک ساعت اول آزمون لحاظ شود .
7. در آزمون استاندارد DIN در اکثر مواقع میانگین خمش (Deflection) در ساعت های 1 و 6 و 24 تقریبا برابر 6 ساعت می­باشد و به همین منظور با داشتن میزان خمش در ساعت 6 میتوان نتیجه آزمون را با تقریب خوبی پیش بینی نمود .

 

آزمون انعطاف پذیری حلقوی

این آزمون از آزمون های کنترل کیفیت لوله های پلی اتیلن دوجداره برای بررسی میزان کارایی لوله های پلی اتیلن انجام می­شود . همانطور که پیش تر نیز گفته شد برای لوله های پلی اتیلن درصد خمشی برابر 7.5 درصد را در نظر گرفته ایم  که با توجه به ضریب اطمینان لوله ، تا 30 درصد خمش نباید لوله دچار وارونگی تحدب یا سایر عیوب ظاهری و … شود .

لازم به ذکر است که تمامی شرایط این آزمایش برابر با شرایط آزمایش مقاومت حلقوی تحت استاندارد  ISO  می­باشد و تفاوت آن با دیگر آزمون در این است که در این آزمون لوله به اندازه 30 درصد خم می­شود .همچنین نتیجه این آزمون بر اساس مشاهدات عینی می­باشد بدین معنی که پس از انجام آزمون در صورت مشاهده هرگونه عیب در دیواره های لوله و یا کاهش نیرو در حین انجام آزمون موجب مردود شدن نتیجه آزمون میگردد.

             

آزمون مقاومت به ضربه

به هنگام استفاده از قطعات پلیمری علاوه بر تنش های استاتیک ، قطعات در معرض ضربه نیز قرار میگیرند که این ضربات منجر به افزایش نرخ کرنش و تغییر شکل شده که باعث میشود میزان استحکام شکست به شدت کاهش یابد .علاوه بر پارامتر افزایش نرخ کرنش پارامتر های دیگری نیز در بروز رفتار شکننده دخیل هستند که به عنوان نمونه میتوان از : دماهای پایین ، تنش های چند محوری مانند تنش های باقیمانده ، تمرکز تنش در مناطق شکاف خورده که باعث بروز رفتار شکننده می­شوند نام برد . لذا آزمون های مقاومت به ضربه معمولا بر روی نمونه های شکاف خورده انجام می­شوند .

یکی از آزمون های کنترل کیفیت لوله پلی اتیلن دوجداره که معمولا برای ارزیابی چقرمگی پلاستیک های تحت ضربه استفاده می­شود آزمون مقاومت به ضربه (Charpy  و Izod) می­باشد . این آزمون به دلیل ساده بودن ، مصرف کم مواد اولیه و مدت کوتاه آزمون از اهمیت ویژه ای برای کنترل کیفیت مواد  برخوردار است و بسیار مورد استفاده قرار می­گیرند .در میان پلی الفین ها ، پلی اتیلن ها از چقرمگی نسبتا بالایی برخوردار هستند به همین خاطر در میان آزمون های لوله پلی اتیلن این آزمون به مقدار کمتری مورد استفاده قرار میگیرد .ولی در لوله های ساخته شده از پلی پروپیلن به دلیل نزدیک بودن دمای انتقال شیشه ای آن با دمایی که لوله در آن مورد استفاده قرار میگیرد این آزمون از اهمیت بالایی برخوردار است .

آزمون مقاومت به ضربه در لوله پلی اتیلن دو جداره به منظور ارزیابی ساختار لوله و چقرمگی ماده تحت استاندارد EN 1411 انجام میشود .

   

آزمون مقاومت در برابر حرارت ( آون)

آزمون مقاومت در برابر حرارت به منظور بررسی میزان تنش های درونی لوله و همچنین کیفیت ترکیبات مستربچ انجام می­شود .در صورتی که به هنگام تولید درون لوله تنش های درونی حاصل از کشیده شدن زنجیره های پلیمری بر جای بماند ، پس از حرارت دهی نمونه تا دمای آزمون که معمولا 110 درجه سانتی گراد می­باشد ، تنش ها آزاد می­گردند و زنجیر های کشیده شده دوباره به صورت کلاف در می­آیند . به همین دلیل در صورتی که تنش های درونی جسم زیاد باشد پس از آزاد سازی نمونه از تنش ، لوله دچار تابیدگی و ترک میگردد . همچنین درصورتی که ترکیبات فرار در درون مستربچ مورد استفاده قرار گرفته باشد ، پس از انجام آزمون بر روی سطح نمونه حباب هایی ایجاد میگردند .

در صورت تمایل برای اطلاع ازدیگر مطالب سایت مانند سپتیک تانک و پکیج تصفیه فاضلاب کلیک کنید.