Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN 10156-3:2013 quy định phương pháp xác định độ bền chống rạn nứt do ứng suất môi trường (ESC) nhựa nhiệt dẻo khi chúng phải chịu biến dạng uốn không đổi khi có mặt các tác nhân hóa học. Mời các bạn cùng tham khảo.
TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN 10156-3:2013 ISO 22088-3:2006 CHẤT DẺO - XÁC ĐỊNH ĐỘ BỀN CHỐNG RẠN NỨT DO ỨNG SUẤT MÔI TRƯỜNG (ESC) PHẦN 3: PHƯƠNG PHÁP UỐN CONG Plastics - Determination of resistance to environmental stress cracking (ESC) - Part 3: Bent strip method Lời nói đầu TCVN 10156-3:2013 hoàn toàn tương đương ISO 22088-3:2006 TCVN 10156-3:2013 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 3: PHƯƠNG PHÁP UỐN CONG Plastics - Determination of resistance to environmental stress cracking (ESC) - Part 3: Bent strip method Phạm vi áp dụng Tiêu chuẩn quy định phương pháp xác định độ bền chống rạn nứt ứng suất môi trường (ESC) nhựa nhiệt dẻo chúng phải chịu biến dạng uốn không đổi có mặt tác nhân hóa học ESC thị thay đổi đặc tính biểu thị chọn lựa thích hợp mẫu chịu biến dạng với thời gian xác định môi trường Phương pháp thử nghiệm phù hợp để xác định độ bền mẫu thử phẳng, đặc biệt xác định độ nhạy với ESC vùng bề mặt cục mẫu Phương pháp uốn cong mẫu thích hợp để xác định ESC gây chất khí chất lỏng chất rắn chứa chất có khả khuếch tán lên bề mặt (ví dụ keo dán polyme vật liệu chứa chất hóa dẻo) tiếp xúc với polyme định Phương pháp ưu tiên sử dụng để xác định độ bền chống rạn nứt ứng suất môi trường (ESC) chất dẻo thể rắn biểu phục hồi ứng suất vừa phải thời gian thử nghiệm 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: Đối với thử nghiệm biến dạng không đổi, tham khảo TCVN 10156-5 (ISO 22088-5) Đối với thử nghiệm tải không đổi, tham khảo TCVN 10156-2 (ISO 22088-2) 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 khơng 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 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 178, Plastics - Determination of flexural properties (Chất dẻo - Xác định tính chất uốn) ISO 179-1, Plastics - Determination of Charpy impact properties - Part 1: Non-instrumented impact test (Chất dẻo - Xác định tính chất va đập Charpy - Phần 1: Thử nghiệm va đập khơng có thiết bị) ISO 2818, Plastics - Preparation of test specimens by machining (Chất dẻo - Chuẩn bị mẫu thử phương pháp gia công) Thuật ngữ định nghĩa Trong tiêu chuẩn áp dụng thuật ngữ định nghĩa sau đây: 3.1 Biến dạng uốn (flexural strain) x Giá trị danh định biến dạng bề mặt bị kéo mẫu thử phẳng có chiều dày h, bị uốn cong qua cung với bán kính r, tính từ cơng thức sau: h x 2r h CHÚ THÍCH: Xem Hình 3.2 Giá trị biến dạng (strain value) Một mức dãy mức biến dạng áp dụng vào mẫu thử liên tiếp thời gian phơi nhiễm CHÚ DẪN kẹp mẫu thử: bề mặt bị kéo tiếp xúc với môi trường thử nghiệm, bề mặt bị nén tiếp xúc với khuôn khuôn h chiều dày mẫu thử r bán kính khn x ứng suất danh định bề mặt bị kéo Hình - Mẫu thử với ứng suất xác định bề mặt bị kéo 3.3 Dãy biến dạng (strain series) Một số giá trị biến dạng, bao gồm số CHÚ THÍCH 1: Thông thường, kết thử nghiệm học mẫu thử với biến dạng áp dụng tương đương với kết xác định mơi trường thử nghiệm khơng khí hóa chất Nếu đặc tính đo sau phơi nhiễm với môi trường thử nghiệm biến dạng mà khác với đặc tính đo sau phơi nhiễm khơng khí biến dạng 0, cần xem xét khả hóa giòn hóa mềm mơi trường thử nghiệm Trong số trường hợp, giảm ứng suất diễn chuẩn bị mẫu thử ép phun gia cơng máy gây sai lệch kết rạn nứt ứng suất khơng khí mơi trường thử nghiệm khác CHÚ THÍCH 2: Nên kẹp mẫu thử dùng cho biến dạng vào khuôn phẳng để ngăn ngừa cong vênh ảnh hưởng môi trường thử nghiệm 3.4 Biến dạng phá hủy (failure strain) F Biến dạng nhỏ dãy biến dạng mà phá hủy quan sát thấy 3.5 Đặc tính biểu thị (indicative property) Đặc tính đo để xác định phá hủy sử dụng tiêu chí đặc tính nêu Bảng 3.6 Chỉ số ESC (ESC index) Tỷ số giá trị biến dạng phá hủy xác định môi trường thử nghiệm với giá trị xác định môi trường chuẩn (thường khơng khí) thời gian phơi nhiễm Bảng - Các đặc tính biểu thị tiêu chí phá hủy đề nghị (xem Chú thích 1) Đặc tính biểu thị Tiêu chuẩn Tiêu chí phá hủy Ký hiệu Trạng thái bề mặt (được đánh giá mắt thường) - Các vết nứt vết rạn quanh cạnh bề mặt bị kéo A1 Trạng thái bề mặt (được đánh giá mắt thường) - Các vết nứt vết rạn bề mặt bị kéo A2 Trạng thái bề mặt (được đánh giá mắt thường) - Mọi quan sát khác, ví dụ thay đổi màu sắc hình dạng A3 80 % giá trị thu mẫu thử Ứng suất kéo đứt ứng TCVN 4501-2 chưa biến dạng chưa phơi nhiễm (xem suất kéo điểm chảy dẻo (ISO 527-2) Chú thích 2) B1 80 % giá trị nhận mẫu thử chưa biến dạng chưa phơi nhiễm (xem Chú thích 2) B2 Phần trăm biến dạng kéo 50 % giá trị nhận mẫu TCVN 4501-2 đứt biến dạng kéo thử chưa biến dạng chưa phơi nhiễm (ISO 527-2) điểm chảy dẻo (xem Chú thích 2) B3 Ứng suất uốn tải trọng tối đa ISO 178 Độ bền va đập Chapy, khơng khía Độ bền va đập kéo Mọi đặc tính thỏa thuận khác ISO 179-1 50 % giá trị nhận mẫu thử chưa biến dạng chưa phơi nhiễm (xem Chú thích 3) B4 Xem Chú thích 50 % giá trị nhận mẫu thử chưa biến dạng chưa phơi nhiễm B5 Cần thỏa thuận B6 - CHÚ THÍCH 1: Trạng thái mẫu thử, đặc tính biểu thị tiêu chí phá hủy phải chọn với tham khảo điều kiện ứng dụng thực tế CHÚ THÍCH 2: Nếu vật liệu cho bất đẳng hướng, phải sử dụng hai mẫu, cắt theo hướng vng góc với theo hai hướng định hướng Điều áp dụng cho mẫu có kích thước thích hợp CHÚ THÍCH 3: Việc so sánh liệu có giá trị dạng phá hủy giống tất trường hợp CHÚ THÍCH 4: vấn đề nghiên cứu Nguyên lý Mẫu thử thích hợp để xác định đặc tính biểu thị kẹp với mặt áp khn có bán kính khơng đổi đưa vào tiếp xúc với môi trường thử nghiệm Do ảnh hưởng mơi trường có mặt biến dạng, vết rạn tạo ra, với thời gian phát triển thành vết nứt nhìn thấy Bằng cách sử dụng dãy khn với bán kính giảm dần, thử nghiệm mẫu thử với biến dạng bề mặt tăng dần Sau thời gian tiếp xúc với môi trường thử nghiệm theo thỏa thuận, mẫu thử quan sát mắt thường, tháo kẹp đánh giá thử nghiệm học thử nghiệm khác Biến dạng phá hủy tương ứng với tiêu chí phá hủy nhận trực tiếp từ giá trị lập bảng đồ thị Biến dạng tối đa phải nhỏ biến dạng điểm chảy dẻo CHÚ THÍCH 1: Tiêu chí phá hủy thường biểu thị theo số ESC CHÚ THÍCH 2: Các biến dạng phá hủy đặc tính biểu thị khác khác Thiết bị, dụng cụ 5.1 Khuôn (dưỡng), chế tạo từ vật liệu bền hóa chất phương pháp gia công cách uốn kim loại (ví dụ, thép khơng gỉ) Đối với mẫu thử dày mm đến mm, bán kính cong từ 30 mm đến 500 mm thích hợp Khn phải có chiều dài tương tự chiều dài mẫu thử Để tăng tiếp xúc mẫu thử môi trường thử nghiệm, khn đục lỗ CHÚ THÍCH: Bán kính r đoạn cung tròn có chiều cao h chiều dài dây cung l tính theo cơng thức: r l2 8h h 5.2 Bộ kẹp, chế tạo từ vật liệu bền hóa chất Bộ kẹp phải thiết kế cho chúng giữ mẫu thử thật nhẹ Tiếp xúc mẫu thử khuôn không kéo dài tới kẹp, nên dài chiều dài mẫu thử vốn phải chịu phần lớn ứng suất thử nghiệm học Trong trường hợp, vùng tiếp xúc (đo theo hướng chiều dài mẫu thử) phải nhỏ 10 lần chiều dày mẫu 5.3 Bình, ví dụ bình thủy tinh có nắp kín khít làm cẩn thận, thích hợp để chứa mẫu thử lắp mơi trường thử nghiệm Các kiểu bình khác sử dụng miễn khơng có tương tác vật liệu chế tạo bình mẫu môi trường thử nghiệm Khi tiếp xúc mẫu thử môi trường thử nghiệm diễn điều kiện khác, chẳng hạn phơi nhiễm với nước phun sương, thực tế phải báo cáo 5.4 Micrometer, có khả xác định chiều dày mẫu thử xác đến 0,01 mm 5.5 Thiết bị để xác định đặc tính biểu thị (xem 8.5) Mẫu thử 6.1 Hình dạng kích thước Hình dạng kích thước mẫu thử phải theo tiêu chuẩn vật liệu phù hợp Khi khơng có tiêu chuẩn vật liệu, hình dạng kích thước phải theo tiêu chuẩn phương pháp thử Nếu mẫu thử gia công từ vật phẩm, chiều dày chúng phải chiều dày vật phẩm Điều phải báo cáo, với vị trí mẫu vật phẩm 6.2 Chuẩn bị Để thu kết so sánh, mẫu thử sử dụng phải có kích thước, trạng thái, cách chuẩn bị thời gian phơi mẫu Khi cắt gia công từ vật phẩm, chúng phải cắt từ vị trí tương ứng theo hướng tương ứng Các cạnh cắt phải làm Các điều kiện đúc gia công sử dụng chuẩn bị mẫu thử phải báo cáo 6.3 Số lượng mẫu thử Trừ có quy định khác, thử nghiệm tối thiểu ba mẫu với mức biến dạng (bao gồm biến dạng 0) Ổn định điều kiện thử nghiệm 7.1 Ổn định Trừ có thỏa thuận bên có liên quan (ví dụ polyamid ABS), mẫu thử phải ổn định 48 h (23 ± 2) °C độ ẩm tương đối (50 ± 10) % trước phơi nhiễm với môi trường thử nghiệm môi trường chuẩn 7.2 Nhiệt độ thử nghiệm Trừ có quy định khác, đặc tính biểu thị phải xác định (23 ± 2) °C Nếu quan tâm đến nhiệt độ khác, ưu tiên nhiệt độ (40 ± 2) °C (55 ± 2) °C nhiệt độ khác sử dụng thỏa thuận bên có liên quan Trong thời gian lưu giữ môi trường chuẩn (thơng thường khơng khí), sử dụng nhiệt độ nhiệt độ thử nghiệm 7.3 Môi trường thử nghiệm Xem TCVN 10156-1:2013 (ISO 22088-1:2006), 7.3 Cách tiến hành 8.1 Các biện pháp phòng ngừa Trong tất giai đoạn thử nghiệm, mẫu thử phải bảo vệ tránh tiếp xúc với thứ khác với môi trường thử nghiệm 8.2 Lắp ráp mẫu thử Kẹp mẫu thử làm vào khuôn, bắt đầu với biến dạng kết thúc với khuôn có bán kính nhỏ Cần thao tác cẩn thận với đầu mẫu thử Nếu mẫu thử không sạch, trước lắp ráp cần làm chúng chất lỏng mà không ảnh hưởng đến chúng Việc làm ảnh hưởng đến kết thử nghiệm Nếu mẫu làm trước thử nghiệm, chi tiết quy trình làm phải đưa vào báo cáo thử nghiệm 8.3 Tiếp xúc với môi trường thử nghiệm Ngay sau mẫu lắp đặt, cho chúng tiếp xúc với môi trường thử nghiệm Tiếp xúc với chất lỏng chất khí thực cách ngâm Các dạng bột nhão phải phết cẩn thận đến độ dày từ mm đến mm bề mặt phơi nhiễm mẫu thử Các chất rắn, cao su dẻo hóa, phải đặt bề mặt mẫu thử kẹp mẫu thử với mẫu thử thứ hai Điều bảo đảm cho tiếp xúc hình thành áp lực định (xem Hình 2) CHÚ DẪN kẹp lớp phủ mẫu thử PVC có chất hóa dẻo mẫu thử khn Hình - Ví dụ kẹp mẫu thử 8.4 Bảo quản tiếp xúc với môi trường thử nghiệm 8.4.1 Thử nghiệm ngắn hạn Trừ có quy định khác, giữ mẫu thử kẹp môi trường thử nghiệm 24 h ± 15 8.4.2 Thử nghiệm dài hạn Giữ các mẫu thử kẹp tiếp xúc với môi trường thử nghiệm, lấy chúng để đánh giá theo chu kỳ đặn tăng thời gian tiếp xúc mà khơng kèm với thay đổi đặc tính biểu thị quan tâm Tại thời điểm thử nghiệm, mẫu không tiếp xúc hồn tồn với phần khn, mở kẹp kẹp lại mẫu để tiếp xúc tồn với phần khn Nếu điều thực được, thử nghiệm phải dừng lại bắt đầu thử nghiệm Thử nghiệm phải tiếp tục 50 % số mẫu bị hỏng thời gian đạt tiêu chí thỏa thuận tất bên có liên quan CHÚ THÍCH: Thử nghiệm sơ tiến hành với mẫu thử giá trị biến dạng để ước tính biến dạng phá hủy Sau phải sử dụng số lượng mức biến dạng hai phía biến dạng phá hủy 8.5 Xác định đặc tính biểu thị Xác định đặc tính biểu thị theo đặc điểm kỹ thuật vật liệu phù hợp Nếu khơng có đặc điểm kỹ thuật vật liệu phù hợp, sử dụng phương pháp thử hợp lý cho đặc tính biểu thị bỏ qua điều kiện ổn định sử dụng quy trình sau Sau thời gian biến dạng thỏa thuận, quan sát mẫu thử mắt thường Khi môi trường thử nghiệm chất rắn, bỏ môi trường lớp phủ mẫu thử (xem Hình 2) Bỏ mẫu thử từ khn xác định đặc tính biểu thị, bắt đầu với mẫu thử có biến dạng thấp Có thể loại bỏ phần mơi trường thử nghiệm dư cách lau khăn mỏng lạnh vải thỏa thuận bên có liên quan Xác định đặc tính biểu thị sớm tốt sau tháo mẫu thử nghiệm ngắn hạn vòng 22 h đến 24 h (23 ± 2) °C khơng khí sau tháo mẫu thử nghiệm dài hạn Trong thử nghiệm uốn Chapy, bề mặt mẫu thử không tiếp xúc với khuôn phải đặt mặt đỡ Nếu khơng có tiêu chuẩn vật liệu, sử dụng thử nghiệm sau đây: - thử nghiệm uốn (ISO 178): lấy ứng suất uốn tải trọng tối đa; - thử nghiệm kéo [TCVN 4501-2 (ISO 527-2)]: lấy độ bền kéo đứt, tốc độ thử nghiệm 50 mm/min Biểu thị kết 9.1 Tính tốn Tính giá trị trung bình số đặc tính biểu thị ứng với mức biến dạng 9.2 Đánh giá đồ thị Vẽ giá trị trung bình thu đồ thị với biến dạng hoành độ giá trị đặc tính biểu thị tung độ Vẽ đường cong trơn qua điểm nội suy để thu biến dạng phá hủy (xem Hình 3) CHÚ DẪN X biến dạng Y đặc tính biểu thị tiêu chí phá hủy kết môi trường thử nghiệm kết môi trường chuẩn x Hình - Đánh giá đồ thị kết thử nghiệm 10 Độ chụm Độ chụm phương pháp khơng biết đến liệu liên phòng thí nghiệm khơng sẵn có đa dạng vật liệu chất dẻo điều kiện mơi trường Các phương pháp khơng thích hợp để sử dụng trường hợp kết khơng thống khơng sẵn có liệu xác 11 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) số lượng mẫu thử nghiệm (nếu có thể, theo hướng dị hướng) chiều rộng, chiều dày chúng; f) quy trình để sử dụng cho chuẩn bị mẫu quy trình làm sạch, sử dụng; g) trạng thái mẫu; h) thời gian nhiệt độ ổn định; i) đặc tính biểu thị phương pháp sử dụng để xác định; j) tiêu chí phá hủy; k) giá trị đơn lẻ trung bình đặc tính biểu thị; l) biểu thị đồ thị kết quả; m) biến dạng phá hủy; n) số ESC, môi trường chuẩn sử dụng; o) ghi nhận quan sát mắt thường (thay đổi màu sắc, rạn nứt, trương nở, thay đổi độ bóng); p) quan sát khác; q) chi tiết sai khác từ quy trình quy định tiêu chuẩn này; r) ngày thử nghiệm THƯ MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] TCVN 10156-2 (SO 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 10156-5 (ISO 22088-5), Chất dẻo - Xác định độ bền chống rạn nứt ứng suất môi trường (ESC) - Phần 5: Phương pháp biến dạng kéo khơng đổi MỤC LỤC Lời nói đầu Phạm vi áp dụng Tài liệu viện dẫn Thuật ngữ định nghĩa Nguyên lý Thiết bị, dụng cụ Mẫu thử 6.1 Hình dạng kích thước 6.2 Chuẩn bị 6.3 Số lượng mẫu thử Ổn định điều kiện thử nghiệm 7.1 Ổn định 7.2 Nhiệt độ thử nghiệm 7.3 Môi trường thử nghiệm Cách tiến hành 8.1 Các biện pháp an toàn 8.2 Lắp ráp mẫu thử 8.3 Tiếp xúc với môi trường thử nghiệm 8.4 Bảo quản tiếp xúc với môi trường thử nghiệm 8.5 Xác định đặc tính biểu thị Biểu thị kết 9.1 Tính toán 9.2 Đánh giá đồ thị 10 Độ chụm 11 Báo cáo thử nghiệm Thư mục tài liệu tham khảo ... KHẢO [1] TCVN 1015 6-2 (SO 2208 8-2 ), Chất dẻo - Xác định độ bền chống rạn nứt ứng suất môi trường (ESC) - Phần 2: Phương pháp lực kéo không đổi [2] TCVN 1015 6-5 (ISO 2208 8-5 ), Chất dẻo - Xác định... mặt đỡ Nếu khơng có tiêu chuẩn vật liệu, sử dụng thử nghiệm sau đây: - thử nghiệm uốn (ISO 178): lấy ứng suất uốn tải trọng tối đa; - thử nghiệm kéo [TCVN 450 1-2 (ISO 52 7-2 )]: lấy độ bền kéo... 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 độ bền chống rạn nứt ứng suất môi trường (ESC) - Phần