Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN 10156-5:2013 quy định phương pháp xác định ứng xử rạn nứt do ứng suất môi trường (ESC) của nhựa nhiệt dẻo khi chúng phải chịu biến dạng kéo không đổi trong sự có mặt của môi trường hóa chất. Mời các bạn cùng tham khảo.
TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN 10156-5:2013 ISO 22088-5:2006 CHẤT DẺO – XÁC ĐỊNH ĐỘ BỀN CHỐNG RẠN NỨT DO ỨNG SUẤT MÔI TRƯỜNG (ESC) – PHẦN 5: PHƯƠNG PHÁP BIẾN DẠNG KÉO KHÔNG ĐỔI Plastics – Determination of resistance to environmental stress cracking (ESC) – Part 5: Constant tensile deformation method Lời nói đầu TCVN 10156-5:2013 hồn tồn tương đương với ISO 22088-5:2006 TCVN 10156-5:2013 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 5: PHƯƠNG PHÁP BIẾN DẠNG KÉO KHÔNG ĐỔI Plastics – Determination of resistance to environmental stress cracking (ESC) – Part 5: Constant tensile deformation method Phạm vi áp dụng Tiêu chuẩn quy định phương pháp xác định ứng xử rạn nứt ứng suất môi trường (ESC) nhựa nhiệt dẻo chúng phải chịu biến dạng kéo không đổi có mặt mơi trường hóa chất Tiêu chuẩn áp dụng cho mẫu thử chuẩn bị cách đúc và/hoặc gia công máy sử dụng cho việc đánh giá ứng xử ESC chất dẻo phơi nhiễm với môi trường khác nhau, để xác định ứng xử ESC chất dẻo khác phơi nhiễm môi trường cụ thể Thử nghiệm chủ yếu để phân loại khơng có mục đích cung cấp liệu để sử dụng cho thiết kế dự đốn tính CHÚ THÍCH: Các phương pháp khác xác định rạn nứt ứng suất môi trường phương pháp thử nghiệm biến dạng không đổi nêu TCVN 10156-3 (ISO 22088-3) TCVN 10156-4 (ISO 22088-4) Phương pháp xác định rạn nứt ứng suất môi trường phương pháp lực kéo không đổi nêu TCVN 10156-2 (ISO 22088-2) Tài liệu viện dẫn Các tài liệu viện dẫn sau cần thiết để áp 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 công bố áp dụng phiên nhất, bao gồm sửa đổi, bổ sung (nếu có) TCVN 4501-2 (ISO 527-2), Chất dẻo – Xác định tính 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 ISO 293, Plastics – Compression moulding of test specimens of thermoplastic materials (Chất dẻo – Đúc ép mẫu thử từ vật liệu nhiệt dẻo) ISO 294-1, Plastics – Injection moulding of test specimens of thermoplastic materials – Part 1: General principles, and moulding of multipurpose and bar test specimens (Chất dẻo – Đúc phun mẫu thử từ vật liệu nhiệt dẻo – Phần 1: Nguyên lý chung, đúc mẫu thử đa mục đích mẫu thử dạng thanh) ISO 294-5, Plastics – Injection moulding of test specimens of thermoplastic materials – Part 5: Preparation of standard specimens for investigating anisotropy (Chất dẻo – Đúc phun mẫu thử từ vật liệu nhiệt dẻo – Phần 5: Chuẩn bị mẫu chuẩn để nghiên cứu dị hướng) ISO 2818, Plastics – Preparation of test specimens by machining (Chất dẻo – Chuẩn bị mẫu thử phương pháp gia công máy) Thuật ngữ định nghĩa Trong tiêu chuẩn áp dụng thuật ngữ định nghĩa sau đây: 3.1 Phục hồi ứng suất (stress relaxation) Sự suy giảm ứng suất phụ thuộc thời gian 3.2 Ứng suất ban đầu (initial stress) Ứng suất xuất mẫu phải chịu biến dạng không đổi 3.3 Tỷ số ứng suất (stress ratio) Tỷ số ứng suất ban đầu với ứng suất sau thời gian định 3.4 Đường cong phục hồi ứng suất (stress relaxation curve) Đường cong nhận cách vẽ đồ thị, lấy tỷ số ứng suất làm tung độ logarit thời gian làm hoành độ 3.5 Ứng suất tới hạn (critical stress) Ứng suất tối đa áp dụng mà khơng làm biến đổi đường cong phục hồi ứng suất CHÚ THÍCH: Hình dạng đường cong phục hồi ứng suất phụ thuộc vào biến dạng áp dụng (xem Hình 1) Dưới biến dạng định, suy giảm biến dạng không làm thay đổi đường cong Ứng suất biến dạng cụ thể gọi ứng suất tới hạn CHÚ DẪN t Thời gian ứng suất ban đầu ứng suất thời gian t / Tỷ số ứng suất CHÚ THÍCH 1: Các số đến thứ tự mà thử nghiệm thực CHÚ THÍCH 2: Các biến dạng tác động vào mẫu sau: đường cong > đường cong > đường cong > đường cong > đường cong CHÚ THÍCH 3: Ứng suất áp dụng đường cong tương ứng với ứng suất tới hạn Hình – Xác định ứng suất tới hạn Nguyên lý Mẫu trì biến dạng khơng đổi phơi nhiễm với mơi trường hóa chất chọn trước nhiệt độ thử nghiệm cho trước Biến dạng tạo lực kéo ban đầu thấp lực kéo điểm chảy dẻo (hoặc lực điểm đứt vật liệu điểm chảy dẻo) giữ nguyên trạng thái thiết bị, ví dụ bánh vít Ứng xử rạn nứt ứng suất môi trường mẫu thử đánh giá cách so sánh ứng suất tới hạn mơi trường hóa chất chọn trước với ứng suất tới hạn vật liệu khơng khí Việc so sánh hình dạng đường cong phục hồi ứng suất nhận sau tác động ứng suất ban đầu mơi trường hóa chất chọn trước với hình dạng đường cong phục hồi ứng suất nhận tác động ứng suất ban đầu khơng khí phần đánh giá quan trọng Ứng suất tới hạn sử dụng làm số ESC Ví dụ, ứng suất tới hạn nhận mơi trường hóa chất cụ thể nhỏ ứng suất khơng khí, vật liệu coi bị ảnh hưởng mơi trường hóa chất Ngồi ra, xác định định lượng mức độ ESC dạng chênh lệch ứng suất tới hạn khơng khí ứng suất tới hạn mơi trường hóa chất Hình dạng đường cong phục hồi ứng suất sử dụng làm số chất lượng ESC Trong Hình 2, đường cong A đường cong tiêu biểu không khí Đường cong B lệch xuống từ đường cong A tác động trương nở nhẹ gây hóa chất sử dụng cho thử nghiệm Các chất dẻo trạng thái sử dụng an tồn phơi nhiễm với hóa chất ứng suất tối đa cho phép tương đối thấp Đường cong C cho thấy yếu cấu trúc phân tử polime ESC liên tục Đường cong D cho thấy suy giảm đáng kể ứng suất ESC Các chất dẻo cho đường cong C D khơng thích hợp để sử dụng mơi trường hóa chất có liên quan CHÚ DẪN t Thời gian ứng suất ban đầu ứng suất thời gian t / Tỷ số ứng suất Hình – Phân loại đường cong phục hồi ứng suất Thiết bị, dụng cụ 5.1 Thiết bị thử nghiệm, cho phép mẫu thử giữ biến dạng kéo không đổi phơi nhiễm với mơi trường hóa chất (Hình sơ đồ thiết bị thích hợp) Thiết bị đo biến dạng với độ xác đến ± % sử dụng để đo tải trọng kéo Các phần thiết bị tiếp xúc với mơi trường hóa chất phải chế tạo từ, phủ vật liệu trơ, thép không gỉ, polytetrafloetylen vật liệu thích hợp khác Cần phải ý để mẫu phải chịu lực song song với trục dọc chúng, chịu lực uốn xoắn CHÚ DẪN bánh vít má kẹp trục vít bình thủy tinh khối tải trọng mẫu thử lớp phủ môi trường hóa chất Hình – Một kiểu thiết bị cho thử nghiệm phục hồi ứng suất 5.2 Bồn lò có kiểm sốt nhiệt độ, cho phép bình chứa trì (23 ± 2) 0C nhiệt độ thử nghiệm cao hơn, 100 0C, xác đến ± 0C (xem Điều 6) 5.3 Bình chứa, cho phép hệ thiết bị thử nghiệm ngâm hồn tồn mơi trường thử nghiệm, có nắp để đậy hóa chất bay nhiệt độ ngâm Các vật liệu để sử dụng cho bình chứa khơng tương tác với chất lỏng ngâm 5.4 Công cụ để chuẩn bị mẫu thử cách đúc (xem ISO 293, ISO 294-1 ISO 294-5), gia công (xem ISO 2818) cắt khuôn dập Ổn định điều kiện thử nghiệm 6.1 Ổn định Trừ có quy định khác nêu tiêu chuẩn vật liệu phù hợp thỏa thuận bên có liên quan, mẫu thử phải ổn định trước thử nghiệm 24 h (23 ± 2) C độ ẩm tương đối (50 ± 10) % 6.2 Nhiệt độ thử nghiệm Nhiệt độ ưu tiên cho thử nghiệm (23 ± 2) 0C (55 ± 2) 0C Nếu cần thiết, nhiệt độ khác sử dụng, ưu tiên chọn từ nhiệt độ sau: (40 ± 2) 0C, (70 ± 2) 0C, (85 ± 2) 0C, (100 ± 2) 0C, theo thỏa thuận bên có liên quan 6.3 Môi trường thử nghiệm Xem 7.3 TCVN 10156-1:2013 (ISO 22088-1:2006) Mẫu thử 7.1 Hình dạng kích thước Hình dạng kích thước mẫu thử phải nêu Hình Mẫu thử loại nửa kích cỡ mẫu thử bình thường BA nêu TCVN 4501-2 (ISO 527-2) Chiều dày ưu tiên (2 ± 0,2) mm, mẫu thử chuẩn bị từ sản phẩm hồn thiện, chiều dày chiều dày sản phẩm Ngồi ra, sử dụng loại mẫu 1BA dày mm đến mm CHÚ DẪN l3 chiều dài toàn bộ: 75 mm b2 chiều rộng đầu: (10 ± 0,5) mm l1 chiều dài phần hẹp cạnh song song: (30 ± 0,5) mm b1 chiều rộng phần hẹp cạnh song song: (5 ± 0,5) mm r bán kính, tối thiểu: 30 mm h chiều dày: ưu tiên (2 ± 0,2) mm l0 khoảng cách dấu đo: 25 mm l2 khoảng cách ban đầu má kẹp: 57 mm Hình – Mẫu loại 1BA theo TCVN 4501-2 (ISO 527-2) (loại giảm với tỷ lệ 2:1) 7.2 Số lượng mẫu thử Số lượng mẫu thử cần thiết cho mẫu điều kiện thử 10, tức tương ứng với mẫu môi trường thử nghiệm mẫu mơi trường khơng khí CHÚ THÍCH: Nếu vật liệu cho khơng đẳng hướng, phải sử dụng hai mẫu, vuông góc với hướng với hướng 7.3 Chuẩn bị Các mẫu phải chuẩn bị theo tiêu chuẩn phù hợp, lưu ý khơng có dị hướng Nếu khơng có qui trình để chuẩn bị mẫu thử đưa ra, mẫu phải gia công từ từ sản phẩm hoàn thiện phương pháp nêu ISO 2818 Nếu chuẩn bị từ vật liệu đúc, chúng phải đúc theo đặc điểm kỹ thuật vật liệu phù hợp theo thỏa thuận bên có liên quan Các mẫu khơng cắt khuôn dập trừ việc gia công khơng thể, ví dụ với vật liệu mềm Các mẫu đúc từ vật liệu đẳng hướng phải chuẩn bị theo ISO 293 ISO 2941 Các mẫu đúc từ vật liệu không đẳng hướng phải chuẩn bị theo ISO 294-5 CHÚ THÍCH Rạn nứt ứng suất môi trường mẫu bị ảnh hưởng khơng vật liệu, mà phương pháp chuẩn bị mẫu Các vật liệu so sánh sử dụng mẫu chuẩn bị theo cách trạng thái Ứng suất thử nghiệm Ứng suất ban đầu tác động vào mẫu thử phải nhỏ ứng suất điểm chảy dẻo vật liệu nhiệt độ thử nghiệm (hoặc nhỏ ứng suất điểm đứt vật liệu điểm chảy dẻo) Do vậy, vật liệu thể điểm chảy dẻo, khoảng nửa ứng suất điểm chảy dẻo ứng suất ban đầu vật liệu điểm chảy dẻo, lấy khoảng nửa ứng suất điểm đứt Cách tiến hành 9.1 Đo, xác đến 0,01 mm, chiều dày chiều rộng mẫu tâm với đầu phần có cạnh song song mẫu xác định diện tích mặt cắt sử dụng tối thiểu chiều dày chiều rộng từ phép đo 9.2 Tính lực F áp dụng, tính newton, cách sử dụng cơng thức sau: F= A Trong ứng suất, tính megapascal; A diện tích mặt cắt ngang, tính milimét vng 9.3 Gia nhiệt bồn lò có kiểm soát nhiệt độ (5.2) đến nhiệt độ thử nghiệm chọn 9.4 Lắp mẫu vào má kẹp thiết bị thử nghiệm (5.1) ngâm môi trường thử nghiệm 9.5 Sau 15 min, tác động vào mẫu, vòng min, lực F tương ứng với ứng suất ban đầu chọn, sử dụng thiết bị bánh vít, nhờ biến dạng tạo mẫu thử giữ khơng đổi Ghi lực sau ngâm 200 h Vẽ đồ thị đường cong phục hồi ứng suất thứ nhất, đường cong (xem Hình 1) 9.6 Lặp lại bước 9.4 9.5 với mẫu thử khác khơng khí 9.7 Sử dụng mẫu riêng, tiến hành thử nghiệm với ứng suất ban đầu thứ hai cao ứng suất ban đầu thứ nhất, vẽ đồ thị đường cong phục hồi ứng suất thứ hai, đường cong Nếu đường cong phục hồi ứng suất thứ hai đường cong phục hồi ứng suất thứ nhất, thực thử nghiệm với ứng suất ban đầu thấp ứng suất ban đầu thử nghiệm thứ Cách khác, tiến hành liên tiếp thử nghiệm với ứng suất ban đầu thấp ứng suất trước đường cong phục hồi liên tiếp chồng lên Ghi ứng suất ứng suất tới hạn môi trường thử nghiệm sử dụng (xem 3.5) 9.8 Lặp lại bước 9.1 đến 9.6 khơng khí 10 Biểu thị kết Tính chênh lệch ứng suất tới hạn xác định môi trường thử nghiệm ứng suất xác định khơng khí 11 Độ chụm Độ chụm phương pháp đến liệu liên phòng thí nghiệm khơng sẵn có đa dạng vật liệu chất dẻo điều kiện Phương pháp khơng thích hợp để sử dụng trường hợp kết khơng thống khơng sẵn có liệu xác 12 Báo cáo thử nghiệm Báo cáo thử nghiệm phải bao gồm chi tiết sau đây: a) viện dẫn tiêu chuẩn này; b) tất chi tiết cần thiết để nhận biết vật liệu thử nghiệm; c) môi trường thử nghiệm sử dụng; d) nhiệt độ thử nghiệm; e) trạng thái mẫu; f) kích thước mẫu; g) phương pháp sử dụng để chuẩn bị mẫu; h) ứng suất tới hạn mơi trường thử nghiệm khơng khí, chênh lệch chúng; i) đồ thị đường cong phục hồi ứng suất sử dụng để xác định ứng suất tới hạn môi trường thử nghiệm ứng suất tới hạn khơng khí; j) chi tiết vận hành không nêu tiêu chuẩn tình có khả có ảnh hưởng đến kết quả; k) ngày thử nghiệm THƯ MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] TCVN 10156-2 (ISO 22088-2), Chất dẻo – xác định độ bền chống rạn nứt ứng suất môi trường (ESC) – Phần 2: Phương pháp lực kéo không đổi [2] TCVN 10156-3 (ISO 22088-3), Chất dẻo – Xác định độ bền chống rạn nứt ứng suất môi trường (ESC) – Phần 3: Phương pháp uốn cong [3] TCVN 10156-4 (ISO 22088-4), Chất dẻo – Xác định độ bền chống rạn nứt ứng suất môi trường (ESC) – Phần 4: Phương pháp ấn bi kim MỤC LỤC Lời nói đầu Phạm vi áp dụng Tài liệu viện dẫn Thuật ngữ định nghĩa Nguyên lý Thiết bị, dụng cụ Ổn định điều kiện thử nghiệm 6.1 Ổn định 6.2 Nhiệt độ thử nghiệm 6.3 Môi trường thử nghiệm Mẫu thử 7.1 Hình dạng kích thước 7.2 Số lượng mẫu thử 7.3 Chuẩn bị Ứng suất thử nghiệm Cách tiến hành 10 Biểu thị kết 11 Độ chụm 12 Báo cáo thử nghiệm Thư mục tài liệu tham khảo ... Công cụ để chuẩn bị mẫu thử cách đúc (xem ISO 293, ISO 29 4-1 ISO 29 4-5 ), gia công (xem ISO 2818) cắt khuôn dập Ổn định điều kiện thử nghiệm 6.1 Ổn định Trừ có quy định khác nêu tiêu chuẩn vật.. .TCVN 450 1-2 (ISO 52 7-2 ), Chất dẻo – Xác định tính chất kéo – Phần 2: Điều kiện thử nghiệm chất dẻo đúc đùn TCVN 1015 6-1 :2013 (ISO 2208 8-1 :2006), Chất dẻo – Xác định... 7.3 TCVN 1015 6-1 :2013 (ISO 2208 8-1 :2006) Mẫu thử 7.1 Hình dạng kích thước Hình dạng kích thước mẫu thử phải nêu Hình Mẫu thử loại nửa kích cỡ mẫu thử bình thường BA nêu TCVN 450 1-2 (ISO 52 7-2 )