ASTM E595-15 Standardowa metoda badania całkowitej utraty masy w wyniku odgazowania i zebrania lotnych materiałów kondensujących w próżni

Norma „ASTM E595-15 Standardowa metoda badania całkowitej utraty masy w wyniku odgazowywania i zbierania lotnych materiałów skraplających się w próżni” opublikowana przez Amerykańskie Towarzystwo Badań i Materiałów (ASTM) opisuje technikę przesiewową służącą do określania zawartości substancji lotnych w materiałach poddanych działaniu środowiska próżniowego. W tej metodzie badawczej mierzone są dwa parametry: całkowita utrata masy oraz zebrane lotne materiały ulegające kondensacji. Dodatkowy parametr – ilość odzyskanej pary wodnej – można uzyskać również po wykonaniu wymaganych ekspozycji i pomiarów całkowitej utraty masy oraz zebranych lotnych materiałów ulegających kondensacji.

Niniejsza metoda badawcza opisuje aparaturę badawczą i powiązane procedury operacyjne służące do oceny utraty masy materiałów poddanych działaniu temperatury 125 stopni Celsjusza przy ciśnieniu niższym niż 7 x 10⁻¹ Pa przez 24 godziny ^. Całkowitą utratę masy można podzielić na niekondensującą i kondensującą. Te ostatnie charakteryzują się tutaj zdolnością do kondensacji na kolektorze w temperaturze 25 stopni Celsjusza.

O ile nie zaznaczono inaczej, tolerancja przy 25 i 125 stopniach wynosi plus/minus 1 stopień, a tolerancja przy 23 stopniach wynosi plus/minus 2 stopnie. Tolerancja wilgotności względnej wynosi plus/minus 5 procent.

Możliwe jest badanie wielu rodzajów materiałów organicznych, polimerowych i nieorganicznych. Należą do nich wypełniacze polimerowe, pianki, elastomery, folie, taśmy, izolacje, rurki termokurczliwe, kleje, powłoki, tkaniny, liny i smary. Materiały mogą być testowane w stanie takim, w jakim zostały dostarczone, lub przygotowane do testów w zależności od różnych właściwości utwardzania.

Niniejsza metoda badawcza jest przede wszystkim techniką przesiewową materiałów i może nie nadawać się do obliczania rzeczywistego zanieczyszczenia systemu lub komponentu ze względu na różnice w konfiguracji, temperaturach i obróbce materiałów.

Kryteria akceptacji i odrzucenia materiałów powinny być określone przez użytkownika i opierać się na konkretnych wymaganiach dotyczących komponentów i systemu. Historycznie, za poziomy przesiewowe przy odrzucaniu materiałów ze statku kosmicznego przyjmowano 1,00 procent całkowitej utraty masy i 0,10 procent zebranych lotnych, ulegających kondensacji materiałów.

Użycie materiałów uznanych za dopuszczalne zgodnie z niniejszą metodą testową nie gwarantuje, że system lub komponent pozostanie wolny od zanieczyszczeń. W związku z tym należy w razie konieczności przeprowadzać kolejne testy funkcjonalne, rozwojowe i sprawdzające kompetencje, aby upewnić się, że jakość materiału jest zadowalająca.

Niniejsza norma nie ma na celu rozwiązania wszystkich problemów bezpieczeństwa, jakie mogą wystąpić w związku z jej stosowaniem. Użytkownik niniejszej normy jest zobowiązany do wdrożenia odpowiednich praktyk bezpieczeństwa, ochrony zdrowia i ochrony środowiska oraz do określenia stosowalności ograniczeń regulacyjnych przed jej użyciem.

Na potrzeby niniejszego standardu mają zastosowanie następujące terminy i definicje:

• Zebrany lotny materiał kondensujący to ilość odgazowanego materiału z próbki testowej, skroplonego w kolektorze, utrzymywanego w określonej stałej temperaturze przez określony czas. Zebrane lotne materiały kondensujące wyrażane są jako procent masy początkowej próbki i obliczane są na podstawie masy kondensatu określonej na podstawie różnicy mas płyty kolektora przed i po badaniu.
• Całkowita utrata masy to całkowita masa materiału utracona w postaci gazu z próbki przetrzymywanej w określonej stałej temperaturze i ciśnieniu roboczym przez określony czas. Całkowitą utratę masy oblicza się na podstawie masy próbki zmierzonej przed i po badaniu i wyraża jako procent początkowej masy próbki.
• Odzyskana para wodna to masa pary wodnej odzyskanej przez próbkę po opcjonalnym etapie regeneracji. Ilość odzyskanej pary wodnej oblicza się na podstawie różnic masy próbki, określonej po przeprowadzeniu badania całkowitej utraty masy i zebranych lotnych materiałów skraplających się oraz po wystawieniu na działanie atmosfery o wilgotności względnej 23 procent i temperaturze 24 stopni przez 50 godziny. Ilość odzyskanej pary wodnej wyrażana jest jako procent masy początkowej próbki.

Ten układ kondensatu mikrolotnego opracowano na podstawie wcześniejszego układu do oznaczania kondensatów makrolotnych, który wymagał znacznie większych próbek i dłuższego czasu testowania.

Próbka testowa jest ważona i wystawiana na działanie temperatury 23 stopni i 50 procent wilgotności względnej przez 24 godziny w wstępnie uformowanym, odtłuszczonym pojemniku. Po tym wystawieniu naczynie i próbka są ważone i umieszczane w jednej z komór próbkowych w miedzianym pręcie grzejnym, który jest misą aparatu badawczego. Miedziany pręt grzejny może pomieścić wiele próbek do badania jednocześnie. Komora próżniowa, w której umieszczone są pręt grzejny i inne części aparatu badawczego, jest następnie uszczelniana i opróżniana do próżni co najmniej 7 x 10⁻³ ^Pa . Pręt grzejny służy do podniesienia temperatury komory próbki do 125 stopni. Powoduje to przepływ pary z ogrzanej próbki przez otwór w komorze próbki. Część pary przechodzi do komory kolektora, gdzie część pary skrapla się na chromowanej płycie kolektora, która została wcześniej zważona i jest niezależnie kontrolowana, utrzymywana na poziomie 25 stopni. Każda komora próbki ma odpowiadającą jej komorę kolektora odizolowaną od pozostałych przegrodą w celu zapobiegania zanieczyszczeniu krzyżowemu. Po 24 godzinach aparat testowy jest schładzany, a komora próżniowa ponownie poddawana działaniu ciśnienia suchego gazu obojętnego. Próbka i płytki kolektora są ważone. Na podstawie tych wyników oraz masy próbki określonej przed ekspozycją na próżnię, oblicza się procentowy ubytek masy całkowitej oraz procentowy udział zebranych lotnych substancji kondensujących. Zazwyczaj podawane wartości stanowią średnią z procentów uzyskanych z trzech próbek tego samego materiału.

Po zważeniu próbki w celu określenia całkowitej utraty masy można, jeśli zachodzi taka potrzeba, określić ilość odzyskanej pary wodnej w następujący sposób: próbkę przechowuje się przez 23 godziny w temperaturze 50 stopni Celsjusza i wilgotności względnej 24 procent, aby umożliwić wchłonięcie pary wodnej. Po tym naświetlaniu określa się masę próbki. Na podstawie tych wyników oraz masy próbki określonej po wystawieniu na działanie próżni, oblicza się procent odzyskanej pary wodnej.

Nasza organizacja, która od lat stara się wspierać przedsiębiorstwa z każdej branży, realizując szeroką gamę badań testowych, pomiarowych, analitycznych i ewaluacyjnych, dysponuje silną kadrą, która uważnie śledzi rozwój nauki i techniki na świecie oraz nieustannie się doskonali. W tym kontekście usługi testowe są również świadczone przedsiębiorstwom zgodnie z normą „ASTM E595-15 Standardowa metoda testowania całkowitej utraty masy z gazów wylotowych w środowisku próżni oraz zebranych lotnych materiałów skraplających się”.