آزمون های معمول تولید لوله پلی اتیلن

    تعيين چگالي(ISO 1183)

تعیین چگالی(ISO 1183) ، یک آزمایش حرفه‌ای است که به اندازه‌گیری چگالی مربوط می‌شود و در آن چگالي مواد اوليه و همچنین چگالي محصول به روش شناورسازي با استفاده از ترازوي دقيق و سيالي با دانسيته معين، تعيين مي‌گردد که عدد چگالی محصول معرف کيفيت فرآيند توليد مي ‌باشد. چگالی اغلب برای پیروی از تغییرات در ساختار فیزیکی و یا ترکیب مواد پلاستیکی استفاده می‌شود. همچنین چگالی ممکن است در ارزیابی یکنواختی نمونه‌ها مفید باشد. اغلب، چگالی مواد پلاستیکی به انتخاب روش آماده‌سازی نمونه بستگی دارد.

   آزمون فشار هيدرواستاتيک(EN 921)

این استاندارد روشی را برای تعیین مقاومت لوله‌ها در برابر فشار داخلی ثابت و در دمای ثابت توصیف می‌کند. این روش می‌تواند برای تست‌های کوتاه مدت یا بلند مدت در دماهای مختلف استفاده شود.

این روش از شرایط زیر استفاده می‌کند:

– آب به عنوان مایع مرجع درون لوله‌ها

– آب، هوا یا مایع مشخصی به عنوان محیط خارج از لوله‌ها.

نتایج به‌دست‌آمده می‌تواند بسته به اینکه آیا محیط ‌زیست هوا، آب و یا مایع دیگر است، متفاوت باشد. برای تست‌های خاص، به خصوص در جایی که سایر مایعات از قبیل مایعات خورنده استفاده می‌شوند، روش‌های دیگر آزمایش نیز ممکن است مورد استفاده قرار بگیرد. در اين آزمايش بخش های مشخص شده در لوله پس از قرار گرفتن در حوضچه آب با توجه به سايز لوله و نوع مواد اوليه در دماي ۲۰ درجه سانتيگراد به مدت ۱۰۰ ساعت و يا ۸۰ درجه سانتيگراد به مدت ۱۶۵ ساعت و يا ۸۰ درجه سانتيگراد به مدت ۱۰۰۰ ساعت، تحت فشار داخلي ثابتي قرار داده مي‌شوند. به این ترتیب به وجود آمدن هرگونه مشکلی در نمونه ها مانند ترکيدگي، بادکردگي، تورم موضعي، نشتي و یا ترک هاي مويي به معناي مردود بودن محصول مي‌باشد.

   تعيين درصد کربن (ASTM D 1603)

اطلاعات ارائه ‌شده توسط این روش آزمون برای کنترل کیفیت تولید، خدمات فنی و اهداف تحقیقاتی مفید است؛ و همچنین برای محاسبه جذب نوری مورد نیاز است. این روش تست برای تعیین میزان کربن موجود در پلی اتیلن، پلی پروپیلن و پلاستیک پلی اتیلن ، مورد نیاز است و استفاده از آن با تغییرات اکریلیک یا سایر مونومرهای قطبی که ممکن است روی دقت تاثیر بگذارد توصیه نمی شود. بهتر است بدانید این روش تست برای ترکیبات حاوی رنگدانه های غیر فلزی یا پرکننده های غیر سیلیکون قابل استفاده نیست. در این آزمایش ، میزان مشخصی از مواد اوليه در کوره اي تا دماي ۸۰۰ درجه سانتيگراد، تحت اثر گاز نيتروژن خالص پيروليز شده و ميزان کربن به جا مانده تحت اثر اکسيژن، سوزانده مي شود تا درصد خاکستر در نمونه اوليه مشخص شود .طبق تحقیقات انجام شده درصد مجاز کربن در لوله پلي اتيلن ۲ الي ۵/۲ درصد وزني بوده که باید به طور يکسان در همه قسمت های آن پخش شده باشد. بنابراین در قسمت هایی از لوله که تجمع کربن بيشتر از درصد مجاز است، تنش به وجود خواهد آمد و لوله آسيب پذير مي گردد و همچنین اگر ميزان کربن کمتر از حد مجاز باشد، استحکام لوله در برابر اشعه فرا بنفش خورشيد کم می شود.

   شاخص جريان ذوب (ISO 1133)

صنعت مواد ترمو پلاستیکی از شاخص جریان ذوب (MFI) به عنوان ابزار اصلی برای کنترل کیفیت و پذیرش مواد اولیه محصولات استفاده می کند. اندازه گیری سرعت جريان ذوب مواد در دما و زمان ثابت به منظور بررسی وجود یا عدم وجود درجه پلاستیک در محدوده سیال مورد نیاز است. بطوریکه مقدار MFI محصول نبايد بيش تر از ۲% با MFI  ماده اوليه تفاوت داشته باشد. این آزمایش معمولا برای پلی اتیلن ها مثل HDPE، LDPE، LLDPE و پلی پروپیلن استفاده می شود.

به طور کلی ISO 1133 دو روش برای آزمودن را مشخص می کند: روش A یک روش اندازه گیری جرم دستی است که در آن بخش های زمان بندی اکسترود با تعادل پس از تست ، برای تعیین میزان جریان جرم (MFR) سنجیده می شود. این  حالت در g / 10min  بیان می شود. روش B یک روش اندازه‌گیری جابجایی براساس اندازه‌گیری جابجایی پیستون با استفاده از یک کدگذار است. نتیجه جریان آب مذاب ( MVR ) است که به شکل  cm3 / 10minبیان می‌شود، متوسط داده‌های مربوط به نقاط کسب رمزگذار  متفاوت است. چگالی مذاب نیز اندازه‌گیری می‌شود و برای محاسبه MFR مرتبط استفاده می‌شود.در پایان آزمایش، توصیه می شود که ابزار به طور کامل با دستگاه تمیز کننده اتوماتیک تمیز شود تا زمان تست را کاهش داده و همچنین فرآیند کنترل کیفیت بهینه شود..

    تست کشش (ASTM D 2412)

تست کشش یک آزمون برای تعیین سختی و انحراف بار لوله های پلاستیکی است که توسط دستگاه‌ های تخصصی آزمایشگاهی صورت می گیرد، در این آزمون ویژگی های مکانيکي لوله هاي پلي اتيلن همچون بیشترین مقاومت در برابر بار خارجي، ميزان تغيير طول در نقطه پارگي، تعيين ضريب الاستيسيته و ميزان خش تحت اثر بارهاي سه نقطه اي را مي توان اندازه گيري کرد و با توجه به نتايج حاصل از آزمون تست کشش (ASTM D 2412)، مي توان چگونگي عملکرد محصول را در شرايط عملياتی مورد بررسي قرار داد.

    آزمون فشار ترکيدگي (ASTM D 1599)

این روش آزمون، فشار کوتاه مدت هیدرولیکی لوله و اتصالات ترموپلاستیکی را تعیین می کند. داده های به دست آمده از این روش فقط برای پیش بینی رفتار لوله و اتصالات تحت شرایط دما، زمان، روش بارگذاری و تنش حلقه‌ای شبیه سازی شده، مورد استفاده قرار می‌گیرند. در واقع این تست، یک روش اعتبار سنجی فشار در کوتاه مدت است. برای انجام این آزمایش نمونه هاي لوله در حوضچه اي با دماي ثابت ۲۳ درجه سانتيگراد شناور شده و بعد از آن تحت اثر فشار داخلي افزاينده قرار مي گيرد، به طوریکه که در مدت زمان ۶۰ الي ۷۰ ثانيه، دچار تورم و سپس ترکیدگی می گردد . نتایج بدست آمده نشان می دهد لوله‌ اي که با مواد با کیفیت و فرآیند درست توليد شده باشد دچار تغيير شکل پلاستيکي شده و باد مي کند و سپس به صورت نوک منقاري دچار ترکيدگي مي شود، در اين وضعیت مقطع شکست عمود بر محور طولي لوله مي باشد. بنابراین می توان نتیجه گرفت اگر لوله اي بدون بادکردگي دچار ترکيدگي و يا شکاف طولي گردد غير قابل مصرف است.

    آزمون برگشت حرارتي (ISO 2505)

آزمون برگشت حرارتي (ISO 2505) روشی برای تعیین بازگشت طولی لوله‌ های پلاستیکی است که در هر مایعی یا  در هوا قابل اجراست . این روش برای همه لوله‌های ترموپلاستیکی با دیواره‌ای داخلی صاف و مقطع عرضی ثابت قابل ‌اجرا است. ولی برای لوله‌های ترموپلاستیکی با ساختار غیر صاف قابل‌اجرا نیست. در این آزمایش یک لوله با طول مشخص در یک حمام مایع یا فر در دما و زمان مشخص قرار داده می‌شود. و طول مشخصی از لوله، تحت شرایط مشابه قبل و بعد از گرمایش اندازه‌گیری می‌شود. رفتار لوله پس از سرد شدن به گونه اي است که طول لوله، کمتر از حالت اوليه در دماي نرمال خواهد شد، که اين رفتار در لوله هاي نصب شده مي‌تواند باعث تغيير در گردي لوله شود ، بنابراین با آزمون ذکر شده ، حد مجاز تغييرات طولي ( حداکثر تا ۳%) در آزمايشگاه بررسي مي‌شود.

    آزمون تعيين ميزان پايداري حرارتي ( O.I.T )

زمان القایی اکسیداسیون ( OIT ) یک آزمایش استاندارد است که در یک کالریمتر دیفرانسیل اسکن (DSC) انجام می شود که سطح ثبات گرمایی مواد مورد آزمایش را اندازه‌گیری می‌کند . این تست برای ارزیابی سطح ثبات مواد با تعیین زمان تجزیه اکسیداتیو مورد استفاده قرار می گیرد. اندازه‌گیری در محیط اکسیژن با دمای زیاد ( معمولا در دمای ۲۰۰ تا ۲۱۰ درجه سانتیگراد برای مواد پلی‌اتیلن ) انجام می‌شود تا اطمینان حاصل شود که تجزیه طی یک زمان معقول آغاز می‌شود. از این روش به کرات برای مطالعه پایداری گرمایی چربی‌ها، غذاها و پلیمرها در توسعه فرآیند و پروژه‌های کنترل کیفیت استفاده می‌شود. تست‌های OIT می‌توانند به راحتی انجام شوند و داده‌های پایداری مفیدی ارائه دهند. همانطور که اشاره شد آن‌ها می‌توانند به پیش‌بینی عملکرد ترمو – اکسیداتیو مواد و دستیابی به پیش‌گیری از شکست کمک کنند.  اين آزمون بر روي مواد اوليه صورت مي گيرد و هدف از انجام آن مشخص کردن ميزان پايداري حرارتي مواد است که طبق استاندارد مذکور زمان تجزیه و تخریب پلي اتيلن نبايد کمتر از ۲۰ دقيقه باشد.

    آزمايش فشردن(ISO-4437و EN-12106)

این بخش مشخصات لوله‌های ساخته‌ شده از پلی‌اتیلن ( PE ) را برای سیستم‌های لوله‌کشی در زمینه تامین سوخت‌های گازی مشخص می‌کند. همچنین پارامترهای تست را در این استاندارد بین‌المللی مشخص می‌کند. برای کاربرد دقیق لوله‌های مطابق با این استاندارد بین‌المللی، لوله‌ها باید توسط یک لوله پوششی محافظت شوند و در آنها هر گونه مقررات ملی مربوطه مثل روش‌ها و کدها  در نظر گرفته شود، شیوه انجام این آزمون به این صورت است که نمونه هاي مورد نیاز آن به طول ۸ برابر قطر اسمي لوله تهيه شده و به مدت ۱۰ ساعت در آب صفر درجه قرار داده مي شود. پس از آن لوله مورد نظر توسط دستگاه SQUEEZER و همچنین  دستگاه RE-Rounding  فشرده می شود ، بعد از آن باید با سپری شدن یک ساعت به حالت اوليه برگردانده شود. سپس با بسته شدن دو سر لوله توسط کپ به مدت ۱۰۰۰ ساعت در دماي ۸۰ درجه سانتيگراد تحت فشار ۸ بار قرار مي گيرد. در این شرایط در لوله ای که دارای استاندارد فوق است نبايد کوچکترين ایرادی مشاهده شود.