التعرف على طرق اختبار أنابيب البولي إيثيلين
تستخدم أنابيب البولي إيثيلين كأحد أهم العناصر في أنظمة نقل السوائل في الصناعة والري وإمدادات المياه وأنظمة الغاز والنفط. ولكن كيف يمكننا التأكد من أن هذه الأنابيب تتمتع بالجودة اللازمة واستخدامها بالشكل الأمثل؟
تلعب اختبارات أنابيب البولي إيثيلين دورًا مهمًا جدًا في ضمان السلامة والأداء الأمثل لهذه الأنابيب. إن إجراء هذه الاختبارات أثناء إنتاج واستخدام أنابيب البولي إيثيلين يؤكد للمستهلكين أن لديهم منتجًا عالي الجودة وقياسيًا. ولهذا السبب من الضروري معرفة كيفية إجراء هذه الاختبارات وأهميتها لكل شخص يستخدم هذه الأنابيب.
أخيرًا، يعد رفع مستوى الوعي العام حول معايير واختبارات أنابيب البولي إيثيلين نقطة بداية مهمة لاتخاذ قرارات أفضل في اختيار هذه المنتجات المهمة واستخدامها.
أنواع اختبار أنابيب البولي إيثيلين
بشكل عام، واستنادًا إلى متطلبات المعيار الوطني الإيراني تحت رقم INSO 14427، فإن المعايير الإلزامية هي وفقًا للجدول أدناه، وسنشرحها بشكل أكبر فيما يلي
| row | Required Criteria | Compliant test method | limit | |
| 1 | Appearance condition (visual inspection) | 14427-2 paragraph 5-1 | – | |
| 2 | Markup | 14427-2 paragraph 11-2 | 1.5 meters | |
| 3 | Qatar | Mean outer diameter | 14427-2 Table 1 | According to the standard table |
| Maximum double width | 14427-2 Table 1 | According to the standard table | ||
| 4 | Thickness | Minimum thickness | a14427-2 Table 2 | According to the standard table |
| max thickness | a14427-2 Table 2 | According to the standard table | ||
| percent thickness changes (tolerance) | 14427-2 | According to the standard table | ||
| 5 | Density | Density of raw material | National 7090-1 (test method) and table one of standard 1-14427 | greater than or equal to gr/cm30.941 |
| tube density | National 7090-1 | greater than or equal to gr/cm30.941 | ||
| 6 | MFR | MFR material | National 1-6980 and contract provisions (test method) and table one of standard 14427-1 | 0.7 ≥ ≥ 0.15 |
| MFR pipe | National 6980 and contract provisions (test method) and table one of standard 1-14427 | 0.7 ≥ ≥ 0.15 | ||
| Deviation of MFR value of tube with raw materials (%) | 14427-2 Table 5 Permissible limit: 20% nominal deviation | ±%20 | ||
| 7 | Soot amount | ISO6964 | 5-2.2% by weight | |
| 8 | Soot scattering | degrees | ISO18553 National Standard 20059 | B or A1 A2 A3 |
| Soot dispersion rate | ISO18553 National Standard 20059 | rate less than or equal to 3 | ||
| 9 | Hydrostatic consolidation | 1-12181, 2-12181, the national standard must comply with table 3 of the national standard 14427-2 | 20 degrees 100 hours 80 degrees 165 hours | |
| 10 | longitudinal return | ISO9505 | Less than or equal to 3%, the initial appearance of the pipe should be maintained | |
| 11 | Thermal stability (OIT oxidation induction time) | INSO-7186-6 | Greater than or equal to 20 minutes | |
| 12 | Strength test | ISO6259 INSO-17140-1, 3 | Greater than or equal to 350% | |
| 13 | Other parameters and tests | According to the standard included in the documentation | ||
مؤشر تدفق الذوبان
يُظهر اختبار مؤشر تدفق الذوبان (MFI أو MFR أو MIR) أحد العوامل الريولوجية للبوليمرات
تعيين. يتم التعبير عن هذا المؤشر بالجرام خلال عشر دقائق من خيط قياسي تحت حمل قياسي (عادة خمسة كيلوغرامات) وعند درجة حرارة قياسية (190 درجة مئوية للبولي إيثيلين).يشير مؤشر تدفق الذوبان المرتفع إلى الوزن الجزيئي المنخفض لمادة البوليمر واللزوجة المنخفضة، بينما يشير مؤشر تدفق الذوبان المنخفض إلى وجود بوليمر لزج.
على سبيل المثال، بالنسبة للبولي إيثيلين الثقيل في صناعة الأنابيب والتجهيزات، تبلغ القيمة العددية لمؤشر تدفق الذوبان لدرجة PE100 حوالي 0.2 جم / 10 دقيقة عند درجة حرارة 190 درجة مئوية ووزنه خمسة كيلوغرامات. وبالنسبة لدرجة PE80، تكون عادةً حوالي 0.4 جم/10 دقائق بنفس درجة الحرارة والحمل. أما بالنسبة لأنابيب البولي إيثيلين الخفيف أو أنابيب الري فتبلغ هذه الكمية حوالي 0.3 جم/10 دقيقة بنفس درجة الحرارة ولكن الوزن 2.160 كجم. ولذلك يمكن ذكر نتائجها كاختبار ومرجع مناسب لتمييز ومقارنة البولي إيثيلين عن بعضها البعض.
تتأثر مادة البوليمر الموجودة في الطارد بقوى القص والذوبان. ولذلك، فإن قيمة مؤشر تدفق الذوبان ستكون دائمًا مختلفة عن نسبة القيمة المعلنة لمؤشر تدفق الذوبان في ورقة التحليل، والتي يتم إجراؤها بواسطة جهاز اختبار مؤشر تدفق الذوبان وفقط من خلال تطبيق قوى عمودية وضغطية وبدون وجود قوى القص، وهذا الفارق بالنسبة لأنابيب البولي إيثيلين هو 20% لإمدادات المياه و10% لإمدادات الغاز.
إذا كان الفرق أكثر من ذلك، فغالبًا ما يعاني المنتج من حروق إقليمية، ونتيجة لذلك تنخفض خصائص جودة الأنبوب النهائي بشكل كبير.
المعيار الوطني لهذا الاختبار لأنابيب البولي إيثيلين هو INSO 6980-1.
اختبار التوتر
في الوقت الحاضر، وجدت معظم مواد البوليمر العديد من الاستخدامات بسبب خصائصها الفيزيائية والميكانيكية المرغوبة. لذلك، لاستخدام هذه المواد، نحتاج إلى معرفة أساسية بسلوكها الميكانيكي. أحد الاختبارات المستخدمة لتحديد السلوك الميكانيكي للبوليمرات هو اختبار الشد البارد (دون تطبيق الحرارة) في جهاز يحمل نفس الاسم. في هذا الاختبار، يتم تحضير عينة على شكل دمبل من عينة بوليمر ذات أبعاد قياسية بواسطة آلة طحن أو مكبس قطع. يتم وضع هذه العينة بين مشبكين من الماكينة ويتم تمديدها بسرعة ثابتة (من 10 ملم/دقيقة إلى 100 ملم/دقيقة). وفي الوقت نفسه، يتم الحصول على مخطط الإجهاد والانفعال بواسطة برنامج الجهاز.
العينات المصنوعة من مواد هشة مثل المعادن تنكسر فجأة بسبب التمدد عند قيمة إجهاد معينة. بينما بالنسبة لمواد البوليمر الناعمة والقابلة للطرق مثل البولي إيثيلين، عندما يزداد الإجهاد، تخضع العينة للخضوع وتبدأ في الانفعال أو زيادة النسبة المئوية للطول. المنطقة التي نرى فيها إجهاد الخضوع هي ما يسمى بالرقبة. ومع تمدد البوليمر، تتغير هذه المنطقة وتصبح أرق.
مع استمرار التشوه، تصبح منطقة الرقبة أطول وتستمر حتى يصل الضغط إلى قوة الشد النهائية وتمزق العينة.
الحد الأدنى لنسبة الاستطالة أو الانفعال لأنابيب البولي إيثيلين لأغراض إمدادات المياه لا يقل عن 350%، أما لأغراض إمدادات الغاز يجب أن يكون هذا الرقم أكبر من 450%.
المعيار الوطني لهذا الاختبار لأنابيب البولي إيثيلين هو INSO 17140-1,3.
اختبار نسبة السخام
أحد أفضل البدائل للأنابيب الفولاذية والخرسانية المخصصة لنقل المياه والغاز الطبيعي هو أنبوب البولي إيثيلين، والذي بسبب تعدد استخداماته الممتاز، يتميز بمقاومته الكيميائية وقوته .
ولكن يجب أن نأخذ في الاعتبار أن الدراسات أظهرت أن تعرض أنابيب البولي إيثيلين ووصلاتها للأشعة فوق البنفسجية على المدى الطويل يمكن أن يؤثر على خواصها الميكانيكية (التغيير في بنية البوليمر وإنشاء الشقوق في هياكل البولي ايثيلين) سيكون لها تأثير سلبي. تظهر الاختبارات أن هذه الأنابيب تخضع لنوع معين من الفشل يسمى التشقق البطيءنمو k (SCG) الذي يحدث عند مستويات إجهاد منخفضة (أقل من إجهاد الخضوع) وبالقرب من درجة حرارة الغرفة. وتشمل آلية هذا الفشل تكون الشقوق ونموها وانتشار الشقوق النهائي.
وهذه نقطة مشكلة بالنسبة لأنابيب البولي إيثيلين والتي يجب حلها. الطريقة الأكثر استخدامًا للحماية من الأشعة فوق البنفسجية هي إنتاج مركبات البولي إيثيلين السوداء مع إضافة 2 إلى 2.5% من أسود الكربون المشتت بشكل موحد، مما يزيد بشكل كبير من مقاومة الأشعة فوق البنفسجية إلى أجل غير مسمى.
تتم إضافة أسود الكربون في صناعة البتروكيماويات وقبل عملية التحبيب، أو أثناء إنتاج الأنابيب عن طريق إضافة خليط أسود (جسر إيثيلين يحمل 40% من أسود الكربون) إلى المواد الطبيعية. بولي إيثيلين
في هذا الاختبار، يتم وضع جرام واحد من العينة بقارب عند درجة حرارة حوالي 500 درجة مئوية في بيئة غاز النيتروجين لمدة 50 دقيقة. عند درجة الحرارة وهذا الوقت، يتبخر البولي إيثيلين، وهو مادة بوليمرية، ويترك القارب، وما يبقى في القارب هو السخام. بعد التبريد يتم وضع القارب في الحاوية ويتم قياس المادة المجففة التي تحتوي على مواد ماصة للرطوبة بالميزان وحساباته.
المعيار الوطني لهذا الاختبار لأنابيب البولي إيثيلين هو INSO 19990.
نشر وتوزيع السخام
بالإضافة إلى كمية الكربون الأسود، يمكن أن يكون تشتته وتوزيعه في البولي إيثيلين أمرًا مهمًا أيضًا، ويعتبر انتظام توزيع السخام في جميع أنحاء جدار الأنبوب أحد عوامل الجودة المهمة . لأن التراكم المفرط للسخام في جزء واحد من الأنبوب يمكن أن يسبب تراكم الإجهاد ونتيجة لذلك يسبب عيوب الجودة في ذلك الجزء، ومن ناحية أخرى فإن النقص المفرط في السخام قد يسبب انخفاض المقاومة الضوئية في ذلك المكان وبالتالي يؤدي إلى الجفاف المبكر وتشقق الجدار في ذلك الجزء. المناطق غير المتبلورة من البوليمرات شبه البلورية معرضة جدًا لهذا التحلل.
إذا حدث هذا في أنابيب البولي إيثيلين، فإن الجهود المبذولة لتحسين المنطقة غير المتبلورة من خلال الهندسة الجزيئية ستفشل فعليًا وسيفقد المنتج أدائه العالي في ضوء الشمس. أعطى.
من المعروف أن إضافة أسود الكربون بحجم جسيمات أقل من 25 نانومتر وتركيز 2% إلى 2.5% يمكن أن يمنع تحلل أنابيب الأشعة فوق البنفسجية.
ومع ذلك، فإن الطبيعة القطبية لأسود الكربون وعدم توافقها الديناميكي الحراري مع جسر الإيثيلين هي عوامل مهمة تؤثر سلبًا على إمكانية التشتت الموحد لـ CB في مصفوفات البوليمر.
لذلك، من أجل ضمان توحيد توزيع السخام في البولي إيثيلين، يتم إجراء هذا الاختبار بناءً على المعيار الوطني الإيراني INSO20059.
لإجراء هذا الاختبار، يتم فصل العينات ذات الأبعاد القياسية المحددة من عينة أنابيب البولي إيثيلين ووضعها بين شريحتين، وبعد تحضيرها يتم فحصها بواسطة المجهر الضوئي. ومع التكبير 100X، نقوم بدراسة ودراسة تشتت وتوزيع الكربون الأسود في البولي إيثيلين.
