اندازه گیری مقدار یا درصد دوده در لوله و اتصالات پلی اتیلن مطابق استاندارد ISO 6964

در این مقاله ابتدا راجع به اهمیت حضور دوده یا کربن بلک در لوله و اتصالات پلی اتیلن می پردازیم. سپس روش تعیین درصد دوده در لوله و اتصالات پلی اتیلن را مطابق استاندارد ISO 6964 و تجهیزات تست درصد دوده را شرح می دهیم. تست درصد دوده از مهمترین تست ها و آزمون ها در کنترل کیفیت لوله و اتصلات پلی اتیلن می باشد. همچنین باید اپراتور یا تکنسین انجام آزمون درصد دوده نهایت دقت را در انجام این تست داشته باشد. 

چرا از دوده در تولید لوله و اتصالات پلی اتیلن استفاده می شود؟

معمولا لوله های پلی اتیلنی مدت زمان قابل توجهی را قبل از نصب در فضای باز حمل و نگهداری می شوند. حال چه در واحد تولیدی و چه در پای کار و توسط پیمانکار. همچنین بسیاری از لوله های در بالای زمین و در معرض نور خورشید قرار می گیرند و نصب می شوند. 

اشعه ماورا بنفش UV در نور خورشید، در زمان طولانی می تواند زنجیره های پلی اتیلن را بشکند و رادیکال های آزاد تولید نماید. این رادیکال های آزاد خود تخریب را گسترش و رشد می دهند. در نتیجه لوله های پلی اتیلن رد طی یک دوره خاص انعطاف پذیری و مقاومت خود را از دست خواهند داد.

برای حل این مشکل باید از پایدارکننده های UV استفاده گردد که ارزان ترین و بهترین آن ها کربن بلک یا دوده می باشد. مقدر دوده اگر مقدار مناسبی باشد (معمولا 2-2/5 درصد جرمی) و به درستی در لوله پخش شده باشد، می تواند از لوله در برابر اشعه UV به مدت زمان طولانی محافظت کند. 

لازم به ذکر است برخی منابع در صورت تطابق مقدار و پخش دوده با استانداردها، مدت زمان مقاومت لوله در برابر UV را تا 50 سال اعلام کرده اند ولی برخی معتقدند که باید حداکثر تا 2 سال بعد از لوله استفاده کرد. به هرحال نمی توان با استناد به درصد و پراکنش دوده به تنهایی راجع به این موضوع تصمیم گرفت و باید آزمون های کامل بر روی لوله انجام پذیرد. 

استاندارد روش آزمون درصد دوده:

تست درصد دوده در لوله و اتصالات پلی اتیلن مطابق استاندارد ملی 19990 و ISO 6964 انجام می پذیرد. 

تجهیزات مورد نیاز تست درصد دوده:

در روش مرسوم تست درصد دوده محاسبه درصد دوده از روش الف این استاندارد استفاد می شود که به تجهیزات زیر نیاز است:

• کوره الکتریکی تیوب دار یا لوله ای

• کپسول نیتروژن خشک به همراه محلول پیروگالول برای خالص سازی آن از اکسیژن
• سیلیکا ژل برای خشک کردن نیتروژن مورد استفاده
• قایقک سیلیکایی برای نگهداری نمونه در کوره

• دسیکاتور
• ترازو با دقت 0/0001 (4 رقم)

برای خرید تجهیز و دستگاه کامل تعیین درصد دوده به فروشگاه مراجعه و یا با پلیمرما تماس بگیرید. 

روش انجام آزمون درصد دوده:

برای انجام تست درصد دوده، ابتدا قایقک را درون کوره در دمای 900 درجه به مدت 1 ساعت قرار دهید، سپس آن را خارج کرده و در دسیکاتور قرار دهید تا کاملا خنک شود. اگر لازم است یکبار دیگر آن را در داخل کوره قرار دهید، این بار به مدت 30 دقیقه تا دیگر جرم قایقک تغییری نداشته و ثابت باشد. وزن قایقک پس از خنک سازی را ثبت کنید (m).

حال حدود1 گرم از لوله (که خرد شده و به قطعات ریز تبدیل شده است) بردارید و وزن دقیق آن را ثبت کنید (m₁).

کوره را در دمای 550 درجه تنظیم کنید، قایقک و نمونه را در ابتدای ورودی تیوب کوره قرار دهید. جریان نیتروژن با دبی 200 سانتیمتر مکعب بر دقیقه را به کوره متصل کنید و به مدت 5 دقیقه در این وضعیت نگهدارید. 

پس از این زمان قایقک را به مرکز کوره انتقال دهید و دبی نیتروژن را روی 100 تنظیم کنید (نصف کنید). در این شرایط 45 دقیقه صبر کنید تا پیرولیز انجام شود.

پس از این زمان قایقک  تست درصد دوده را دوباره به ابتدای کوره برگردانید و اجازه دهید 10 دقیقه زیر گاز نیتروژن با دبی 100 باقی بماند.

پس از این زمان، قایقک را خارج کرده و در دسیکاتور خنک کنید. پس از خنک شدن وزن آن را ثبت کنید (m₂).

شما تا به اینجا پلیمر موجود در نمونه را در کوره کاملا سوزانده اید و هرچه باقی مانده، مجموع فیلر و دوده است. حال باید دوده را نیز بسوزانیم و وزن فیلر را به دست آوریم. از تفاوت این دو، مقدار دوده به دست می آید.

کوره را در دمای 900 درجه تنظیم کنید، قایقک خنک شده را به آن انتقال دهید و آن قدر صبر کنید تا تمامی دوده موجود در آن بسوزد و دیگر اثری از دوده نباشد (هیچ رنگ سیاه دوده ای نباید مشاهده شود). پس از آن قایقک را به دسیکاتور انتقال داده و پس از خنک شدن وزن نمایید (m₃) تا بتوانید درصد دوده را تعیین کنید. 

آزمون درصد دوده تمام است و حال از رابطه زیر مقدار دوده را محاسبه کنید:

آژمون درصد دوده لوله و اتصال پلی اتیلن را باید بر روی 3 نمونه تکرار کنید و میانگین آن را اعلام کنید. در اکثر لوله و اتصالات پلی اتیلن، حد استاندارد درصد دوده بین 2 الی 2/5 و یا 2-3 درصد می باشد. 

برای خرید دستگاه آزمون تعیین درصد دوده و سایر تجهیزات آزمایشگاهی و کنترل کیفیت لوله و اتصالات پلی اتیلن مانند دستگاه کشش (تنسایل)، دستگاه MFR، دستگاه ESCR، دستگاه فشار هیدروستاتیک، انواع کپ لوله ها در تست فشار، دستگاه های آزمون الزامات کارایی لوله و اتصالات پلی اتیلن، سیرکومتر (قطر سنج)، دستگاه های آزمون و تست سایر کالاهای پلیمری به فروشگاه مراجعه و یا با ما تماس بگیرید.

برای آموزش، مشاوره و راه اندازی واحد آزمایشگاه و کنترل کیفیت با ما تماس بگیرید.