اختبار الانحناء للمواد الخلوية الصلبة وفقًا للمعيار DIN 53423

اختبار الانحناء للمواد الخلوية الصلبة وفقًا للمعيار DIN 53423

يصف المعيار "DIN 53423 اختبار المواد الخلوية الصلبة - اختبار الانحناء"، الصادر عن المعهد الألماني للتوحيد القياسي (DIN)، كيفية إجراء اختبارات الانحناء على المواد الخلوية الصلبة مثل الرغوات الصلبة. ويُشار إلى هذا المعيار على نطاق واسع في بيانات المواد، لا سيما بالنسبة لرغوات البولي يوريثان (PU)، ورغوات البولي ميثاكريلاميد (PMI)، ورغوات الميلامين، ومنتجات الرغوة الصلبة المماثلة المستخدمة في العزل، والبناء، وصناعة الطيران، وألواح النمذجة، ومواد اللب المركبة.

اختبار الانحناء للمواد الخلوية الصلبة وفقًا للمعيار DIN 53423

كانت اختبارات الرغوة الصلبة القديمة تعتمد عمومًا على سلسلة معايير DIN هذه، على سبيل المثال، DIN 53421 للضغط وDIN 53423 للانحناء. أما اليوم، فقد تحولت معظم الاختبارات الدولية نحو معايير دولية متوافقة مثل:

  • EN ISO 1209 البلاستيك الخلوي الصلب - تحديد خصائص الانحناء
  • ISO 178 البلاستيك - تحديد خصائص الانحناء (تم تكييف هذا المعيار للرغوة في بعض السياقات)
  • ASTM D790 طرق الاختبار القياسية لخصائص الانحناء للمواد البلاستيكية غير المقواة والمقواة ومواد العزل الكهربائي.

لا يزال العديد من مصنعي المواد يدرجون قيم معيار DIN 53423 في أوراق البيانات الفنية القديمة للمقارنة التاريخية أو لأن الشهادات/المنتجات القديمة تشير إليها.

وفقًا لمعيار DIN 53423، تحدد اختبارات الانحناء سلوك عينات الرغوة الصلبة تحت تأثير أحمال الانحناء ثلاثية أو رباعية النقاط، حتى حدوث الكسر أو تشوه محدد. وتشمل الخصائص الأساسية التي يتم الإبلاغ عنها عادةً ما يلي:

  • قوة الانحناء: عادة ما يتم التعبير عنها بوحدة نيوتن/مم² أو ميجا باسكال (الإجهاد عند الكسر أو عند انحراف محدد)
  • معامل الانحناء: الصلابة في الانحناء، بوحدة نيوتن/مم².

يكون إعداد الاختبار النموذجي كما يلي:

  • عينات مستطيلة الشكل على شكل قضيب (أبعادها عادةً 20 × 20 × 120 مم أو ما شابه ذلك)
  • الانحناء ثلاثي النقاط مع مسافة دعم محددة ومعدل تحميل محدد.
  • القياس حتى الكسر أو الإجهاد المحدد.

تُظهر الرغوات الصلبة تباينًا واسعًا اعتمادًا على كثافتها ونوعها:

  • رغوة البولي يوريثان منخفضة الكثافة للتثبيت/التمدد: قوة الانحناء تقريبًا 0,7-7 نيوتن/سم2.
  • رغوة البولي يوريثان الصلبة عالية الكثافة: قوة الانحناء حوالي 20-34 نيوتن/مم2.
  • رغوات PMI الهيكلية: قيم أعلى بكثير، عادة مقارنة بمعايير DIN 53423 و ISO 1209 و ASTM D790.
  • ألواح الفوم: تتميز درجات العرض/النمذجة النموذجية بقوة انحناء تبلغ حوالي 2-4 نيوتن/مم2.

توجد هذه القيم بشكل متكرر في أوراق البيانات الفنية الخاصة برغوة العزل، وألواح الساندويتش، ورغوة إطارات الأبواب، والمواد المركبة.

حتى وقت قريب، شكلت سلسلة معايير DIN 5342x الركيزة الأساسية للعديد من طرق توصيف الرغوة الأوروبية. وحتى بعد سحبها من التداول، لا تزال مرجعًا معروفًا عند مقارنة أداء المواد تاريخيًا أو قراءة الشهادات أو براءات الاختراع القديمة.

اليوم، إذا تطلب الأمر اختبار البلاستيك الخلوي الصلب، يتم استخدام المعايير التالية:

  • معايير ISO 1209 أو EN ISO 1209 لخصائص الانحناء المباشر للرغوات الصلبة.
  • تتشابه طرق تحضير العينات وسرعة الاختبار وطرق الحساب بشكل كبير.

باختصار، يوفر معيار DIN 53423 طريقة لتحديد سلوك الانحناء للمواد الخلوية الصلبة مثل الرغوات الصلبة. ومع ذلك، ولأن معيار DIN 53423 أصبح الآن متقادمًا، تُقترح معايير دولية مثل ISO 1209-1 وISO 1209-2 كبدائل حديثة.

يتمثل الغرض الأساسي من معيار DIN 53423 في تقييم مقاومة المواد الخلوية الصلبة لأحمال الانحناء. ومن خلال تطبيق قوة مضبوطة على عينة، يحدد الاختبار مقدار الحمل الذي يمكن أن تتحمله المادة قبل أن تتشوه أو تتكسر.

تساعد هذه المعلومات المصنّعين والباحثين في المجالات التالية:

  • تقييم السلامة الهيكلية للرغوات الصلبة.
  • مقارنة تركيبات الرغوة المختلفة أو كثافاتها
  • تقييم اتساق الجودة في الإنتاج.
  • لتحديد مدى ملاءمتها لتطبيقات تحمل الأحمال أو العزل.

تشمل المواد النموذجية التي تم اختبارها ما يلي:

  • رغوة البولي يوريثان الصلبة (PUR/PIR)
  • رغوة البوليسترين (EPS، XPS)
  • رغوة الفينول
  • أنواع أخرى من البلاستيك الخلوي الصلب المستخدم في العزل أو الهياكل المركبة.

يستخدم معيار DIN 53423 طريقة الانحناء ثلاثي النقاط. ويتلخص المبدأ الأساسي فيما يلي:

  • يتم دعم عينة اختبار مستطيلة الشكل عند نقطتين (دعامات).
  • يتم تطبيق شحنة على مركز العينة.
  • تتسبب القوة في انحناء العينة.

يتم تسجيل الحمل المطبق والتشوه الناتج عنه حتى حدوث انحراف أو كسر محدد. توفر هذه الطريقة مقياسًا لسلوك الانحناء للمادة تحت تأثير إجهاد الانحناء، وهو أمر بالغ الأهمية للمواد الخلوية الصلبة التي تتعرض بشكل متكرر لأحمال الانحناء في التطبيقات العملية.

يتطلب الاختبار عادةً ما يلي:

  • آلة اختبار عالمية ذات تحميل مُتحكم به (UTM)
  • جهاز ثني ثلاثي النقاط مزود بدعامتين وأنف تحميل مركزي.
  • نظام قياس الانحراف لتسجيل الإزاحة.
  • نظام جمع البيانات لالتقاط منحنيات الحمل والانحراف.

يتم تطبيق الحمل تدريجياً بمعدل ثابت مع مراقبة استجابة العينة.

تتميز العينات المستخدمة في الاختبار عادةً بالخصائص التالية:

  • شكل مستطيل
  • طول وعرض وسمك محدد
  • بنية خلوية ناعمة غير متضررة أثناء القطع.

عادة ما يكون من الضروري تهيئة العينات بشكل صحيح (درجة الحرارة والرطوبة) قبل الاختبار لضمان الحصول على نتائج قابلة للتكرار.

يتضمن إجراء الاختبار المبسط ما يلي:

  • تحضير العينات: تُقطع العينات إلى الأبعاد المحددة. ويتم تكييفها في ظل ظروف معملية مضبوطة.
  • تجميع العينة: يتم وضع العينة بين دعامتي جهاز الثني.
  • التحميل: يتم تطبيق القوة على مركز العينة بسرعة ثابتة للرأس المتحرك.
  • القياس: يتم تسجيل الحمل والانحراف أثناء الاختبار.
  • الكسر أو الانحراف عن الهدف: يستمر الاختبار حتى تنكسر العينة أو تصل إلى تشوه محدد.

يسمح اختبار الانحناء بتحديد المعايير التالية:

  • حمل الانحناء لحظة الكسر
  • التحميل عند الانحراف المحدد
  • منحنى الحمل والانحراف
  • صلابة الانحناء النسبية

تساعد هذه القيم في تحديد السلوك الميكانيكي للبلاستيك الخلوي الصلب، وخاصة في التطبيقات التي تحدث فيها إجهادات الانحناء.

لم يعد معيار DIN 53423 ساري المفعول، وقد تم استبداله إلى حد كبير بالمعايير الدولية التالية:

  • ISO 1209-1 اختبار الانحناء الأساسي للبلاستيك الخلوي الصلب.
  • ISO 1209-2 تحديد قوة الانحناء ومعامل المرونة.

توفر هذه المعايير أساليب أكثر شمولاً، بما في ذلك حساب قوة الانحناء ومعامل المرونة باستخدام نظام الانحناء ثلاثي النقاط.

على مدى سنوات عديدة، دأبت مؤسستنا، بفضل كوادرها المؤهلة وذات الخبرة، على فهم احتياجات عملائها، وتوفير خدمات الاختبار المتقدمة التي تتطلبها، ومساعدتهم في إنشاء أنظمة الإدارة وتطبيقها وتحسينها. وفي هذا الإطار، نقدم أيضًا خدمات الاختبار وفقًا لمعيار DIN 53423.

واتس اب