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裂纹扩展-应变硬化ESC, SCG

Iso 18488, Iso 18489
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裂纹缓慢扩展的表征方法

由聚乙烯制成的管道,如PE80, PE100或改进的PE100RC,对缓慢裂纹增长表现出不同程度的敏感性。术语“环境应力开裂”(ESC)和“缓慢裂纹增长”(SCG)被用来描述这种行为。这种类型的失效远低于材料的屈服应力,因此在长期评估材料的力学性能中具有重大意义。

可见的裂缝前端是所谓的原纤维,它显示在荷载作用下的时间依赖性失效。一系列的测试已经发展出了这一机制的特征。这些包括:

  • 恒定内压蠕变试验:ISO 1167, ISO 9080
  • 缺口管上的缓慢裂纹增长:ISO 13479
  • 全缺口蠕变试验(FNCT): ISO 16770
  • 聚乙烯缺口拉伸(PENT)测试:ASTM F1473, ISO 16241
  • 弯曲带材ESCR试验:ASTM D1693
  • 圆锥试验方法:ISO 13480

对于确定的加速度,通常在具有促进作用的液体中,在较高的温度下,用一个尖锐的初始缺口进行测试Igepal®co - 630。

最近的研究产生了额外的测试方法,可以在很短的测试时间内很好地评估ECG特性。对于用户来说,这些方法意味着测试支出的显著减少与快速测试结果可用性相结合。

2015年发布的标准如下:

  • ISO 18488管道系统用聚乙烯(PE)材料——与缓慢裂纹扩展相关的应变硬化模量的测定
  • ISO 18489管道系统用聚乙烯(PE)材料在循环载荷下抗缓慢裂纹扩展性能的测定裂纹圆条试验方法

应变硬化模量的测定符合ISO 18488

这种测试方法使用的标本形状是一个肩膀相对宽的小哑铃;测量是在拉伸载荷下进行的。聚乙烯应变硬化模量在80℃的温度下测量,变形比λ在8到12之间。这对应于700%和1100%应变点之间400%的应变间隔。在这个范围内,聚合物已经被完全拉伸,从而可以测量原纤维的变形行为。真应力与新胡克应变(λ²- 1/λ)的关系图显示了PE的线性梯度。这个梯度用一个线性方程来描述σ true = Gp (λ²- 1/λ) +C.Gp是直线的梯度因子。

相关产品ISO 18488

应变硬化模量的测量ISO 18488需要一个机电测试设备,例如:

  • Z005全圆线(或更大)试验机
  • 温度室,允许拉伸钳移动至少360毫米
  • 机械或光学延伸测量系统,如ZwickRoell视频x
  • 平行夹紧试样握把,如气动平行握把testXpert标准测试程序ISO 18488显示新胡克应变上的“真应力”,以及变形比λ上的“真应力”,GP的计算和回归系数r的校核

根据ISO 18489,测定循环加载下抗缓慢裂纹扩展的能力

这种方法使用一个圆柱形试样,在其中插入一个旋转的初始缺口。对该试件进行恒力振幅循环加载。力振幅的选择是为了允许裂纹缓慢扩展。

测试结果是直到试件失效的循环次数,并显示为初始裂纹长度处施加应力Δσ0的函数。

新的测试方法使测试持续时间缩短到最小ISO 18489.它应该减少,特别是在循环荷载的高度取决于试样的几何形状。这种测试方法的另一个优点是可以在室温下进行,从而保持试样的聚合物结构。

相关产品ISO 18489

ZwickRoell开发了LTM试验机,具有专利的线性驱动技术和力控气动试样握把,用于测试ISO 18489

  • 加载循环精确而均匀。除力控制外,还可以采用其他控制方式,如峰值控制、活塞行程控制或直接控制
  • 通过连接的引伸计控制应变。
  • 力控制的标本握把可靠地防止标本在夹持过程中过载。
  • 无磨损驱动和低功耗确保了低的持续运营成本。
  • testXpert III软件控制整个测试序列,并以清晰和可导出的格式生成结果。

这使得ZwickRoell的LTM理想的有效测试抗缓慢裂纹扩展根据ISO 18489。

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