Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN 10156-6:2013 mô tả qui trình để đánh giá độ nhạy rạn nứt do ứng suất môi trường (ESC) của các vật liệu polyme trong các môi trường hóa chất bằng cách tăng chậm biến dạng tác động vào mẫu thử kéo ở tốc độ không đổi.
TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN 10156-6:2013 ISO 22088-6:2006 CHẤT DẺO – XÁC ĐỊNH ĐỘ BỀN CHỐNG RẠN NỨT DO ỨNG SUẤT MÔI TRƯỜNG (ESC) – PHẦN 6: PHƯƠNG PHÁP TỐC ĐỘ BIẾN DẠNG CHẬM Plastics – Determination of resistance to enviromental stress cracking (ESC) – Part 6: Slow strain rate method Lời nói đầu TCVN 10156-6:2013 hồn tồn tương đương với ISO 22088-6:2006 TCVN 10156-6:2013 Ban kỹ thuật tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC61 Chất dẻo biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học Công nghệ công bố Bộ tiêu chuẩn TCVN 10156 (ISO 22088) Chất dẻo – Xác định độ bền chống rạn nứt ứng suất môi trường (ESC), bao gồm tiêu chuẩn sau: - TCVN 10156-1 (ISO 22088-1), Phần 1: Hướng dẫn chung - TCVN 10156-2 (ISO 22088-2), Phần 2: Phương pháp lực kéo không đổi - TCVN 10156-3 (ISO 22088-3), Phần 3: Phương pháp uốn cong - TCVN 10156-4 (ISO 22088-4), Phần 4: Phương pháp ấn bi kim - TCVN 10156-5 (ISO 22088-5), Phần 5: Phương pháp biến dạng kéo không đổi - TCVN 10156-6 (ISO 22088-6), Phần 6: Phương pháp tốc độ biến dạng chậm CHẤT DẺO – XÁC ĐỊNH ĐỘ BỀN CHỐNG RẠN NỨT DO ỨNG SUẤT MÔI TRƯỜNG (ESC) – PHẦN 6: PHƯƠNG PHÁP TỐC ĐỘ BIẾN DẠNG CHẬM Plastics – Determination of resistance to enviromental stress cracking (ESC) – Part 6: Slow strain rate method Phạm vi áp dụng Tiêu chuẩn mơ tả qui trình để đánh giá độ nhạy rạn nứt ứng suất môi trường (ESC) vật liệu polyme mơi trường hóa chất cách tăng chậm biến dạng tác động vào mẫu thử kéo tốc độ không đổi Tiêu chuẩn áp dụng cho mẫu thử chuẩn bị cách đúc và/hoặc gia cơng máy sử dụng để đánh giá độ nhạy ESC tương đối vật liệu phơi nhiễm với môi trường khác độ nhạy ESC tương đối chất dẻo khác phơi nhiễm với môi trường cụ thể Tiêu chuẩn chủ yếu để phân loại khơng có mục đích cung cấp liệu cho thiết kế So với phương pháp thử mô tả TCVN 10156-2 (ISO 22088-2) đến TCVN 10156-5 (ISO 22088-5) ưu điểm nguyên lý phép thử nhanh đồng thời độ nhạy ESC hệ polyme/mơi trường định đánh giá Tài liệu viện dẫn Các tài liệu viện dẫn sau cần thiết để đáp dụng tiêu chuẩn Đối với tài liệu viện dẫn ghi năm cơng bố áp dụng nêu Đối với tài liệu viện dẫn không ghi năm cơng bố áp dụng phiên nhất, bao gồm sửa đổi, bổ sung (nếu có) TCVN 4501-2 (ISO 527-2), Chất dẻo – Xác định chất kéo – Phần 2: Điều kiện thử nghiệm chất dẻo đúc đùn TCVN 10156-1:2013 (ISO 22088-1:2006), Chất dẻo – Xác định độ bền chống rạn nứt ứng suất môi trường (ESC) – Phần 1: Hướng dẫn chung Thuật ngữ định nghĩa Trong tiêu chuẩn áp dụng thuật ngữ định nghĩa sau đây: 3.1 Sự dịch chuyển đầu trượt (crosshead displacement) CHD Khoảng cách đầu trượt di chuyển từ thử nghiệm bắt đầu 3.2 Tốc độ đầu trượt (crosshead speed) CHS Khoảng cách đầu trượt được, CHD, chia cho thời gian từ thử nghiệm bắt đầu 3.3 Chiều dài đoạn có cạnh song song mẫu (length of parallel-sided of specimen) l1 Chiều dài đoạn hẹp có cạnh song song mẫu (xem Hình 1) 3.4 Diện tích đoạn có cạnh song song (area of parallel-sided section) A1 Diện tích mặt cắt ngang đoạn hẹp có cạnh song song mẫu (xem Hình 1) 3.5 Chiều dài đoạn vê (length of tapered region) l2 chiều dài toàn đoạn vê cơn/có cạnh khơng song song đầu mẫu (xem Hình 1) 3.6 Gia tăng chiều dài (length increment) l2 Chiều dài toàn đoạn vê cơn/có cạnh khơng song song đầu mẫu (xem Hình 1) 3.7 Diện tích đoạn gia tăng đoạn vê côn (area of incremental section in tapered section) A2 Diện tích mặt cắt ngang trung bình đoạn gia tăng mà đoạn vê cơn/ có cạnh khơng song song mẫu chia (xem Hình 1) CHÚ DẪN a Đoạn hẹp có cạnh song song mẫu, chiều dài l1 diện tích mặt cắt ngang A1 b Đoạn mẫu vê cơn/có cạnh khơng song song, chiều dài l2 c Các đoạn gia tăng (không mm theo chiều dài) mà đoạn vê côn chia ra, chiều dài l2 diện tích mặt cắt ngang A2 Hình – Sơ đồ mẫu thể kích thước thích hợp 3.8 Chiều dài đo hữu dụng (effective gauge length) l0 Chiều dài mẫu biến dạng, bao gồm đoạn hẹp có cạnh song song đoạn vê côn đầu mẫu CHÚ THÍCH: Các má kẹp giả định kẹp nơi đoạn mẫu bắt đầu vê côn Nếu mẫu kẹp lùi lại, cần phải hiệu chỉnh cho chuyển dịch đoạn mẫu có cạnh song song rộng Chiều dài đo hữu dụng tính theo cơng thức: l0 l1 A1 l2 A2 3.9 Ứng suất (stress) Lực đo cảm biến tải trọng chia cho diện tích ban đầu mặt cắt ngang, A 3.10 Biến dạng (strain) Khoảng cách chuyển dịch đầu trượt thử nghiệm d, chia cho chiều dài đo hữu dụng, l0 (xem Phụ lục A) 3.11 Tốc độ biến dạng (strain rate) Biến dạng, , mẫu thử chia cho thời gian từ thử nghiệm bắt đầu Nguyên lý Thử nghiệm bao gồm cho mẫu chịu biến dạng gia tăng với tốc độ dịch chuyển đầu trượt không đổi phơi nhiễm với môi trường quy định Các thử nghiệm tiến hành sức căng tốc độ biến dạng tương đối chậm để gia tăng ảnh hưởng môi trường thử nghiệm lên mẫu Sự phát triển vết rạn gây biến dạng xảy cục vết rạn ứng suất bị giảm so với mơi trường trơ Mục đích thử nghiệm để nhận biết xuất vết rạn, vị trí đường cong ứng suất – biến dạng mơi trường thử nghiệm tách khỏi vị trí đường cong ứng suất – biến dạng môi trường khơng khí (xem Hình 2) Ứng suất ban đầu biến dạng ban đầu có khuynh hướng lặp lại cao thơng số có tính tái lập, thời gian đến lúc phá hủy mẫu, mẫu thực phá hủy khoảng chuyển dịch máy, biến đổi cao không cung cấp sở hữu dụng để phân loại tính chất dẻo phơi nhiễm với chất lỏng khác CHÚ DẪN X Biến dạng Y Ứng suất (MPa) Mẫu thử nghiệm khơng khí Mẫu thử nghiệm mơi trường thử nghiệm Điểm lệch Hình – Đồ thị ứng suất biến dạng điển hình, biểu thị đặc trưng độ lệch ứng suất-biến dạng vật liệu phơi nhiễm khơng khí môi trường thử nghiệm Định nghĩa độ lệch phụ thuộc vào góc độ mà đường cong ứng suất-biến dạng xem xét mức độ “nhiễu” thông số Để tránh phán xét chủ quan, dựa phép đo bao quát phạm vi rộng cặp chất dẻo-chất lỏng [1] đến [4], độ lệch định nghĩa xảy đạo hàm đường cong ứng suất-biến dạng (xem 9.3) nhận môi trường thử nghiệm rơi vào 75 % đạo hàm đường cong nhận không khí Định nghĩa cho chuẩn hệ có tăng độ cứng ban đầu mơi trường phơi nhiễm gây (xem Hình 3) CHÚ DẪN X Biến dạng Y Tang môđun (MPa) Mẫu thử nghiệm khơng khí Mẫu thử nghiệm môi trường thử nghiệm Điểm lệch Hình – Đồ thị điển hình thể tang độ đun đường cong ứng suất-biến dạng hàm số biến dạng (độ lệch định nghĩa điểm mà đạo hàm đường cong nhận môi trường thử nghiệm rơi vào 75 % đạo hàm đường cong nhận không khí) Thiết bị, dụng cụ 5.1 Máy thử nghiệm kéo, có khả tạo tốc độ chuyển dịch khơng đổi, có khả lặp lại ± % Tốc độ biến dạng ban đầu sử dụng thông dụng thử nghiệm tốc độ biến dạng chậm cho chất dẻo x 10 -6 s-1 Cần phải cẩn thận để bảo đảm thiết bị thị tác động lên mẫu lực song song với trục dọc chúng khơng có lực uốn xoắn Tải phải đo cảm biến tải trọng xác đến % dịch chuyển đầu trượt phải đo độ cảm biến chuyển dịch xác đến 0,4 % Tải chuyển dịch phải ghi lại suốt thử nghiệm, khoảng thời gian không 10 min, sử dụng máy ghi liệu 5.2 Má kẹp có mặt tiếp xúc dạng sóng, để kẹp mẫu cho không bị trượt thử nghiệm 5.3 Mẫu má kẹp đóng kín buồng thử nghiệm, buồng phải trơ để khơng có ảnh hưởng đến chất lỏng thử nghiệm khơng có ảnh hưởng đến kết Ổn định điều kiện thử nghiệm 6.1 Ổn định Các mẫu phải lưu giữ điều kiện kiểm soát 24 h (23 ± 2) 0C độ ẩm tương đối (50 ± 10) %, trừ có thỏa thuận khác bên có liên quan 6.2 Nhiệt độ thử nghiệm Nhiệt độ phải trì (23 ± 2) 0C, trừ có thỏa thuận khác bên có liên quan 6.3 Mơi trường thử nghiệm Môi trường thử nghiệm sử dụng phải đại diện cho môi trường sử dụng thực tế chuẩn bị từ hóa chất tinh khiết phân tích Mẫu thử 7.1 Các mẫu thử phải chuẩn bị với kích thước quy định cho mẫu thử kéo loại 1BA theo TCVN 4501-2 (ISO 527-2), khơng có lý đặc biệt để dùng kích thước khác 7.2 Các cạnh mẫu gia công phải mài khô cẩn thận giấy ráp 400 grit, 600 grit, 800 grit 1200 grit, trừ có thỏa thuận khác bên có liên quan 7.3 Trước thử nghiệm, mẫu phải làm bồn siêu âm với nước cất sau lau khơ nhẹ nhàng giấy lau 7.4 Các mẫu phải kiểm tra trực quan diện phá hủy trước sử dụng Nếu có phá hủy, nhìn thấy vết xước dính mạt, mẫu khơng sử dụng bề mặt không mài lại 7.5 Đo chiều rộng chiều dày đoạn mẫu đo có cạnh song song cách sử dụng micrometer kính hiển vi cầm tay xác đến ± 0,025 mm Lấy ba số đo dọc theo chiều dài đo sử dụng giá trị chiều dày chiều rộng nhỏ để tính diện tích mặt cắt theo trục dọc mẫu 8 Cách tiến hành 8.1 Cài đặt tốc độ đầu trượt lên máy thử nghiệm kéo để thu tốc độ biến dạng cần thiết mẫu thử Tốc độ biến dạng ban đầu sử dụng thông dụng thử nghiệm tốc độ biến dạng chậm chất dẻo x 10 -6 s -1 8.2 Tốc độ đầu trượt cần thiết (CHS) tính sau: CHS = l0 Trong tốc độ biến dạng; l0 chiều dài đo theo quy định Phụ lục A 8.3 Lắp mẫu vào má kẹp máy thử nghiệm kéo, bảo đảm mẫu chỉnh theo trục nằm kín hồn tồn buồng đựng mơi trường 8.4 Tác động nhanh (< 30 s) tải lực nhỏ (