ISO 22088 Tworzywa sztuczne - Oznaczanie odporności na pękanie naprężeniowe w środowisku (ESC)

Norma ISO 22088, opracowana przez Międzynarodową Organizację Normalizacyjną (ISO), składa się z następujących podrozdziałów pod głównym tytułem „Tworzywa sztuczne – Oznaczanie odporności na pękanie naprężeniowe w środowisku (ESC)”:

• ISO 22088-1 Część 1: Ogólne wytyczne
• ISO 22088-2 Część 2: Metoda stałego obciążenia rozciągającego
• ISO 22088-3 Część 3: Metoda skręconego paska
• ISO 22088-4 Część 4: Metoda wciskania kuli lub sworznia
• ISO 22088-5 Część 5: Metoda stałego odkształcenia rozciągającego
• ISO 22088-6 Część 6: Metoda małej szybkości odkształcania

Kiedy tworzywo sztuczne jest rozciągane w powietrzu poniżej granicy plastyczności, po bardzo długim czasie następuje pękanie naprężeniowe. Napięcia te mogą być wewnętrzne lub zewnętrzne lub stanowić kombinację obu. Jednoczesna ekspozycja na środowisko chemiczne i stres lub obciążenie powoduje znacznie krótszy czas przestoju w porównaniu do środowiska obojętnego. Pękanie pod wpływem naprężeń środowiskowych (ESC) występuje w przypadku wielu materiałów, w tym tworzyw sztucznych. Dopuszczalne długoterminowe odkształcenie lub odkształcenie można znacznie zmniejszyć.

Ogólnie rzecz biorąc, pękanie naprężeniowe w środowisku zachodzi w wyniku następujących procesów:

• Powstawanie mikropustek w próbkach o mikroskopijnych stężeniach naprężeń po przyłożeniu naprężenia.
• Powstawanie i późniejszy wzrost makrownęk w wyniku rozpadu wiązań międzycząsteczkowych we wnękach powstałych w wyniku działania środowiska chemicznego oraz powstawanie pęknięć składających się z połączonych ze sobą wnęk i włókienek.
• Wzrost pęknięć spowodowanych pękaniem włókienek w wyniku przyłożonego naprężenia i kontaktu ze środowiskiem chemicznym.

Pęknięcia mogą całkowicie przeniknąć przez grubość materiału, podzielić materiał na dwie lub więcej części lub zostać zatrzymane, gdy dotrą do obszarów o niższym naprężeniu lub innej morfologii materiału.

Określenie pęknięć naprężeniowych w środowisku jest złożone, ponieważ wpływa na nie wiele parametrów, w tym:

• Wymiary próbki testowej
• Stan próbki do badań (orientacja, struktura, naprężenia wewnętrzne)
• Przygotowanie próbki
• Historia termiczna próbki
• stres i wysiłek
• Temperatura testu
• Czas trwania testu
• środowisko chemiczne
• Metoda aplikacji naprężeń i odkształceń

Utrzymując wszystkie parametry z wyjątkiem jednego na stałym poziomie, ocenia się względny wpływ zmiennego parametru na pękanie naprężeniowe w środowisku. Głównym celem tych pomiarów jest określenie względnego wpływu narażenia chemicznego na tworzywa sztuczne.

Norma ISO 22088-1 zawiera informacje i ogólne wytyczne dotyczące wyboru metody badawczej stosowanej do określenia pękania naprężeniowego w środowisku materiałów termoplastycznych. Metody badań opisane w innych sekcjach mają zastosowanie wyłącznie do materiałów termoplastycznych. Są to zasadniczo testy sekwencjonowania i nie mają na celu dostarczania danych do wykorzystania w projektowaniu lub przewidywaniu wydajności.

Do celów niniejszego standardu

• Temperatura badania odnosi się do temperatury, w której próbki testowe stykają się ze środowiskiem testowym pod wpływem stresu.
• Okres próbny odnosi się do czasu, w którym próbki testowe są w kontakcie ze środowiskiem testowym pod wpływem stresu.
• Medium testowe odnosi się do płynu, gazu, pasty, ciała stałego lub innego medium chemicznego wybranego do kontaktu z próbkami testowymi podczas badania.
• Wskaźnik ESC wyraża stosunek wartości charakterystyki wskazania błędu określonej w środowisku testowym do wartości określonej w środowisku odniesienia (najczęściej w powietrzu) ​​zmierzonej w tej samej temperaturze testowej po tym samym okresie testowym.
• Wskaźnik ESC wyraża stosunek wartości napięcia zerwania wyznaczonego w środowisku testowym do wartości wyznaczonej w środowisku odniesienia (najczęściej w powietrzu) ​​dla tego samego czasu ekspozycji.
• Indeks ESC odnosi się do znormalizowanej wartości naprężenia ścinającego, która mierzy podatność różnych materiałów na pękanie naprężeniowe w środowisku w danym środowisku.

Norma ISO 22088-2 opisuje metody badawcze do oznaczania pękania naprężeniowego tworzyw termoplastycznych pod wpływem stałego obciążenia rozciągającego w obecności chemikaliów. Niniejsza norma ma zastosowanie do próbek do badań przygotowanych przez formowanie lub obróbkę skrawaniem i jest stosowana do oceny środowiskowego pękania naprężeniowego zarówno materiałów z tworzyw sztucznych narażonych na różne środowiska, jak i różnych materiałów z tworzyw sztucznych narażonych na określone środowisko. Jest to przede wszystkim test rankingowy i nie ma na celu dostarczania danych do wykorzystania w projektowaniu lub przewidywaniu wydajności.

Norma ISO 22088-3 opisuje metodę testową służącą do określania odporności na pękanie naprężeniowe w środowisku tworzyw termoplastycznych poddawanych stałemu naprężeniu zginającemu w obecności chemikaliów. Pękanie naprężeniowe środowiskowe objawia się zmianą odpowiednio dobranej właściwości wskaźnikowej próbek poddanych naprężeniom w środowisku przez określony czas. Ta metoda badawcza jest odpowiednia do określania odporności płytek i płaskich próbek do badań, zwłaszcza podatności zlokalizowanych obszarów powierzchni próbek na pękanie naprężeniowe w środowisku.

Norma ISO 22088-4 opisuje metodę wciskania kulek lub sworzni w celu określenia zachowania tworzyw sztucznych w zakresie pękania naprężeniowego w środowisku poprzez ciągły test naprężeń. Metodę tę można zastosować do gotowych produktów i próbek do badań przygotowanych przez formowanie lub obróbkę skrawaniem i można ją stosować do określania pęknięć naprężeniowych w środowisku, jak również do oceny zachowania się pęknięć naprężeniowych w środowisku produktu lub materiału z tworzywa sztucznego wystawionego na działanie różnych środowisk.

Norma ISO 22088-5 opisuje metodę określania zachowania się tworzyw termoplastycznych w zakresie pękania naprężeniowego w środowisku poddawanym stałemu odkształceniu rozciągającemu w obecności środowiska chemicznego. Może być stosowany do próbek testowych przygotowanych przez formowanie lub obróbkę skrawaniem i może być stosowany do oceny zachowania się materiałów z tworzyw sztucznych w zakresie pękania naprężeniowego w środowisku, wystawionych na działanie różnych środowisk, a także w celu określenia zachowania w zakresie pękania naprężeniowego w środowisku różnych materiałów z tworzyw sztucznych wystawionych na działanie określonego środowiska .

Norma ISO 22088-6 opisuje procedurę oceny podatności materiałów polimerowych na pękanie naprężeniowe w środowisku chemicznym poprzez powolne zwiększanie naprężenia przyłożonego do rozciąganej próbki ze stałą szybkością. Może być stosowany do próbek testowych przygotowanych przez formowanie lub obróbkę skrawaniem i może być stosowany do oceny względnej podatności na pękanie naprężeniowe w środowisku materiału wystawionego na działanie różnych środowisk lub względnej podatności na pękanie naprężeniowe w środowisku różnych tworzyw sztucznych wystawionych na działanie określonego środowiska.

Oprócz licznych testów, pomiarów, analiz i ocen, jakie nasza organizacja świadczy na rzecz przedsiębiorstw z różnych sektorów, oferujemy również usługi badawcze mające na celu określenie odporności tworzyw sztucznych na pękanie naprężeniowe pod wpływem środowiska, zgodnie z normą ISO 22088, dzięki wykwalifikowanej i doświadczonej kadrze oraz zaawansowanemu technologicznie sprzętowi.