آزمون های معمول تولید لوله پلی اتیلن

آزمون هایی که در هنگام تولید لوله های پلی اتیلن انجام می شود برای کنترل کیفیت مواد خام مورد استفاده و بررسی شرایط لازم و ضروری برای انطباق با الزامات مشخص‌شده محصول نهایی است. به همین منظور مواد اولیه به کار برده شده در لوله‌های پلی‌اتیلن ، باید نمونه‌گیری شده و مورد آزمایش قرار بگیرند تا انطباق کیفیت آن ها با استانداردهای جهانی لازم تضمین شود.

با شرکت توسن صنعت آپادانا در تولید و ارائه انواع لوله های پلی اتیلن ، لوله آبیاری ، نوار آبیاری و لوله دریپردار همراه باشید تا در ادامه به بررسی اجمالی آزمون های تولید لوله پلی اتیلن بپردازیم.

    تعیین چگالی(ISO 1183)

تعیین چگالی(ISO 1183) ، یک آزمایش حرفه‌ای است که به اندازه‌گیری چگالی مربوط می‌شود و در آن چگالی مواد اولیه و همچنین چگالی محصول به روش شناورسازی با استفاده از ترازوی دقیق و سیالی با دانسیته معین، تعیین می‌گردد که عدد چگالی محصول معرف کیفیت فرآیند تولید می ‌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 هیدرواستاتیک(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 این آزمایش بخش های مشخص شده در لوله پس از قرار گرفتن در حوضچه آب با توجه به سایز لوله و نوع مواد اولیه در دمای ۲۰ درجه سانتیگراد به مدت ۱۰۰ ساعت و یا ۸۰ درجه سانتیگراد به مدت ۱۶۵ ساعت و یا ۸۰ درجه سانتیگراد به مدت ۱۰۰۰ ساعت، تحت فشار داخلی ثابتی قرار داده می‌شوند. به این ترتیب به وجود آمدن هرگونه مشکلی در نمونه ها مانند ترکیدگی، بادکردگی، تورم موضعی، نشتی و یا ترک های مویی به معنای مردود بودن محصول می‌باشد.

   تعیین 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 اولیه در کوره ای تا دمای ۸۰۰ درجه سانتیگراد، تحت اثر گاز نیتروژن خالص پیرولیز شده و میزان کربن به جا مانده تحت اثر اکسیژن، سوزانده می شود تا درصد خاکستر در نمونه اولیه مشخص شود .طبق تحقیقات انجام شده درصد مجاز کربن در لوله پلی اتیلن ۲ الی ۵/۲ درصد وزنی بوده که باید به طور یکسان در همه قسمت های آن پخش شده باشد. بنابراین در قسمت هایی از لوله که تجمع کربن بیشتر از درصد مجاز است، تنش به وجود خواهد آمد و لوله آسیب پذیر می گردد و همچنین اگر میزان کربن کمتر از حد مجاز باشد، استحکام لوله در برابر اشعه فرا بنفش خورشید کم می شود.

   شاخص جریان 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 جریان 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 نباید بیش تر از ۲% با MFI  ماده اولیه 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 مکانیکی لوله های پلی اتیلن همچون بیشترین مقاومت در برابر بار خارجی، میزان تغییر طول در نقطه پارگی، تعیین ضریب الاستیسیته و میزان خش تحت اثر بارهای سه نقطه ای را می توان اندازه گیری کرد و با توجه به نتایج حاصل از آزمون تست کشش (ASTM D 2412)، می توان چگونگی عملکرد محصول را در شرایط عملیاتی مورد بررسی قرار داد.

    آزمون فشار ترکیدگی (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 های لوله در حوضچه ای با دمای ثابت ۲۳ درجه سانتیگراد شناور شده و بعد از آن تحت اثر فشار داخلی افزاینده قرار می گیرد، به طوریکه که در مدت زمان ۶۰ الی ۷۰ ثانیه، دچار تورم و سپس ترکیدگی می گردد . نتایج بدست آمده نشان می دهد لوله‌ ای که با مواد با کیفیت و فرآیند درست تولید شده باشد دچار تغییر شکل پلاستیکی شده و باد می کند و سپس به صورت نوک منقاری دچار ترکیدگی می شود، در این وضعیت مقطع شکست عمود بر محور طولی لوله می باشد. بنابراین می توان نتیجه گرفت اگر لوله ای بدون بادکردگی دچار ترکیدگی و یا شکاف طولی گردد غیر قابل مصرف است.

    آزمون برگشت حرارتی (ISO 2505)

آزمون برگشت حرارتی (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 ای است که طول لوله، کمتر از حالت اولیه در دمای نرمال خواهد شد، که این رفتار در لوله های نصب شده می‌تواند باعث تغییر در گردی لوله شود ، بنابراین با آزمون ذکر شده ، حد مجاز تغییرات طولی ( حداکثر تا ۳%) در آزمایشگاه بررسی می‌شود.

    آزمون تعیین میزان پایداری حرارتی ( 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.  این آزمون بر روی مواد اولیه صورت می گیرد و هدف از انجام آن مشخص کردن میزان پایداری حرارتی مواد است که طبق استاندارد مذکور زمان تجزیه و تخریب پلی اتیلن نباید کمتر از ۲۰ دقیقه باشد.

    آزمایش 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 های مورد نیاز آن به طول ۸ برابر قطر اسمی لوله تهیه شده و به مدت ۱۰ ساعت در آب صفر درجه قرار داده می 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 اولیه برگردانده شود. سپس با بسته شدن دو سر لوله توسط کپ به مدت ۱۰۰۰ ساعت در دمای ۸۰ درجه سانتیگراد تحت فشار ۸ بار قرار می گیرد. در این شرایط در لوله ای که دارای استاندارد فوق است نباید کوچکترین ایرادی مشاهده شود.