PE Borularda Kalite Kontrol Testleri

PE Borularda Kalite Kontrol Testleri

1. İç Basınca Direncin Tayini (TS EN ISO 1167-1 / TS EN ISO 1167-2):

        Boruların zaman içinde basınç karşısındaki davranışlarının, ortam şartları düşünülerek incelendiği testtir. Borulara PN değerine ve istenilen sıcaklığa göre belirlenen basınç şartları uygulanarak 50 yıllık bir boruda oluşabilecek değişimlerin gözlemlenmesi amaçlanmıştır. 

Boruların çalışma ömrünün hızlandırılmış olarak yüksek deney şartlarında belirlendiği bir test yöntemidir. Boruların standartlarda verilen belirli bir sıcaklık, çevre gerilmesi ve süre altında iç hidrostatik basınca maruz bırakıldığında test süresi sonunda boruda patlama olmamalıdır.

PE borularında iç basınç testleri, testi yapılacak PE borunun malzeme sınıfı, çapı, basınç sınıfı ve et kalınlığına bağlı olarak değişmektedir.

Genel olarak test basıncı ( Ptest ) hesaplanması ;

2. Çekme Özelliklerinin Tayini (TS-EN ISO 6259-1 / TS-EN ISO 6259-3):

        Malzemenin kopma anındaki uzama miktarının % olarak belirlendiği testtir. Üniversal Çekme cihazı ile yapılan Kopma uzaması testi sabit hız altında test edilen numunenin kopma noktasına kadar çekilmesi ile yapılır. Uzama miktarı cihaz üzerindeki ekstansometre yardımı ile otomatik olarak ölçülür.


Deneyin Yapılışı :

        Boru parçasından kesilen numuneler kaşık numune hazırlama 
aparatında kesilir. Çekme cihazı çeneleri arasına sıkıştırılır ve uzamaya tabi tutulur.


Sonuç : 

        TS EN 12201 – 2+A1 standartlarına göre % uzama miktarı min. %350 olmalıdır.

3. Kütlesel Erime Akış Hızı Tayini (MFR) (TS-EN ISO 1133-1 Metot A):

        Malzemenin işlenmeden önce sıcaklık karşısında davranışının incelenmesi amacı ile yapılır. MFR cihazı ile yapılan testten çıkan numuneler analitik terazile tartılarak bulunan değerlerin gr/10 dk birimi ile sonuçları tespit edilir.

Deneyin Yapılışı :

• Cihaz 190 °C  ye  ısıtılır.
• Test edilecek malzeme parçaları (yaklaşık 3-5 g) cihazdaki çelik silindir içine boşaltılır.
• Kesilen 1-2 parça haricindeki 5 parça tartılır, ortalaması alınır ve standartta verilen formülde yerine konarak g/10 dk cinsinden MFR değeri bulunur.

Sonuç: 

        TS EN 12201 – 2+A1 standartlarına göre hammadde ve üretilen boru MFR değerindeki  sapma  %20’yi geçmemelidir.

4. Kalsinasyon ve Piroliz İle Karbon Siyahı Miktarı Tayini (TS ISO 6964):

        Elementer halde bulunan C atomlarının miktarının tayin edildiği testtir.

Karbon siyahı diğer adıyla is karası lastik sektörünün ana hammaddelerinden biridir. HDPE borularda kullanılmasının asıl amacı ise renklendirici özelliğinin yanı sıra UV-stabilizatörü olarak kullanılmaktadır.

Ağırlıkça % 2- 2,5 arasındaki karbon siyahı miktarı, yerüstü uygulamalarında güneş ışığına maruz kalan borularda UV radyasyona karşı en etkin korumayı sağlamaktadır.

Boru gövdesinin UV Işınlara mukavemetinin sağlanması için yapısında bulunan karbon miktarının % olarak tespit edilmesi amacı ile yapılır. Azot gazı ile yüksek ısı fırınında yakılan numunede yanmayan kısım olan karbonun miktarı % olarak hesaplanır.

Deneyin Yapılışı : 

• Cihaz 550 °C  ye  ısıtılır.
• Azot gazı açılarak istenen debiye getirilir.
• Porselen kayık içine 1 gr malzeme tartılarak, ısıtma zonuna konur. Yaklaşık 45 dk bekletilir.
• Porselen kayık çıkarılarak tartılır ve desikatöne alınır.
• Cihaz 900 ⁰C ye ısıtılır.
• Kayıkçık tekrar cihaza konulur ve malzemede karbon siyahı uçurulur.
• Porselen kayık çıkarılır ve desikatörde sabit tartıma gelene kadar bekletilir, ardından tartılır.

Sonuç:

TS EN 12201 – 2 +A1 standartlarına göre karbon siyahı miktarı kütlece % 2 – 2,5 olmalıdır.

5. Oksidasyon İndüksiyon Süresi Tayini (OIT) (TS EN ISO 11357-6):

        Termal stabilite, PE malzemedeki antioksidan katkının, yüksek sıcaklık şartlarında oksijen ortamında malzemenin oksidasyona uğramasını önlediği süredir. Bu test malzemenin imalat, kaynak ve uzun dönem dayanım şartlarında ne kadar iyi stabilize olduğunun ölçüsüdür. Şayet malzeme iyi stabil hale gelmezse, ekstrüzyon, kaynak veya yüksek sıcaklık uygulamalarında bozulmaya başlayacak olup bunun sonucunda ise boru ömrü azalacaktır. Borunun uzun dönem performansında termal ve oksijen etkiler ile polimer yapısında bozulmanın incelendiği testtir. Malzemeye yüksek sıcaklık altında oksijen verilmesi ile şok şartlandırma şartları oluşturularak bozulma süresi tespit edilir . 

Deneyin Yapılışı :

• Bir deney parçası, deney parçası kabına konur. Bu sırada deney parçası ile kap arasında mümkün olduğunca iyi bir temas olmalıdır.
• Deney parçaları, borunun veya ekleme parçasının iç veya dış yüzeyinden kesilerek çıkarılmışsa, bu yüzey yukarı gelecek şekilde deney parçası kap içine yerleştirilir.
• Deney parçasını içeren açık veya havalandırılabilen bir alüminyum kap ve boş bir alüminyum referans kabı cihaz içine yerleştirilir.
• DSC cihazında 50ml/dk ± %10 hızla azot akışı sağlanır. Azottan, oksijene geçiş yapıldığında gazın aynı akışta geçip geçmediği kontrol edilir. Daha sonra cihazdan 50ml/dk ± %10 hızla oksijen geçirilir.
• Cihazın fırını 3 dakika süreyle azot gazı verilerek sistemdeki oksijen uzaklaştırılır. Cihaz 50°C olan başlangıç ortam sıcaklığından, sabit deney sıcaklığı olan 200 °C’a kadar 20°C/dk hızda ısıtılır ve bu sıcaklıkta kararlı hale gelmesi için beklenir. Enerji akış farkı (ΔQ) veya sıcaklık farkı (ΔT)’nın zamana karşı grafiğe geçirildiği bir termogram kaydedilmeye başlanır ve ulaşılan ilk 200 °C sıcaklık değerindeki süre t0 olarak kaydedilir.
• t0 değerinden tam 3 dakika sonra cihazdan oksijen geçirilmeye başlanır ve bu nokta termogramda t1 noktası olarak işaretlenir. Termogramda oksidasyon sonucu ekzotermik bir olay elde edilinciye kadar(Numune bozuluncaya kadar) termogram kaydına devam edilir.
• Bozulma süresi kaydedilir.

Sonuç :

 
TS EN 12201 – 2+A1 standartlarına göre O.I.T ≥ 20 dakika olmalıdır.

6. Pigment veya Karbon Siyahı Dağılım Derecesini Tayini Testi (TS ISO 18553):

        Karbon siyahının malzeme içerisinde homojen bir şekilde dağılmaması durumunda, bazı bölgeler güneş radyasyonu ve ısı gibi çevresel şartlara karşı korumasız kalacaktır.


        Korumasız alanlar ise zayıf noktalar olup bu noktalardan malzeme  diğer yerlere kıyasla çok daha hızlı şekilde bozulmaya başlayacaktır. İlave olarak malzeme gevşekleşir ve çatlama başlama noktası oluşturur. Bu nedenle malzemenin homojen dağılımı hayati öneme sahiptir.

        Malzemenin yapısındaki homojen pigment dağılımının incelenmesi amacı ile yapılır. Siyah borular için 20±10 µm, renkli borular için 60±20 µm kalınlığında alınan kesit mikroskop altında incelenerek derecelendirme yapılır.

Deneyin Yapılışı:

        Kontrol edilecek malzeme ince film haline getirilerek mikroskop altında incelenir.

Sonuç :

        TS EN 12201 – 2+A1 standartlarına göre dağılım derecesi derece 3’ den küçük olmalıdır.

7.Yoğunluk Tayini (TS EN ISO 1183-1 Metot A):

        Malzemenin birim hacmindeki ağırlığının tespit edilmesi amacı ile yapılır. Analitik Terazi ile malzemenin önce havada daha sonra yoğunluğu önceden bilinen sıvı içinde tartılması neticesinde hesap yöntemi ile yoğunluk bulunur.

Deneyin Yapılışı:

• Hazırlanmış olan numunelerin 1 gramdan az olup olmadığı tek tek tartılarak doğrulanır.
• Deney numunesinin ve daldırma sıvısının ortam sıcaklığına (23°C ± 2) gelmesi beklenir. Ortam sıcaklığı ve daldırma sıvısının sıcaklığı ölçülür.
• Ortam sıcaklığına gelen daldırma sıvısının yoğunluğu piknometre ile ölçülür.
• Tartımı yapılacak numune hassas terazi kefesinin tam ortasına konulmalıdır.
• Tartım işlemi yapılıyor iken terazinin kapakları her bölgede kapalı olmalıdır.
• Hazırlanmış olan numune hassas terazide tartılır.
• Daldırma kabı daldırma sıvısıyla doldurularak terazinin içine yerleştirilir. Terazi ağırlık değeri sıfırlanır.
• Hassas terazide tartılan numune terazi içindeki daldırma sıvısına atılarak ağırlık ölçümü yapılır. Numune daldırma sıvısının içinde iken hava kabarcığının olup olmadığı kontrol edilir. Terazi göstergesinde değişen ağırlık sabit kalana kadar beklenir.
• Ölçülen bütün ağırlıklar 0,1 mg doğrulukta yapılır.

Yoğunluk Hesaplanması:

ρS : mS,A x ρIL / mS,A - mS,IL formülü ile g/cm³ olarak hesaplanır.
ρS: Numune Yoğunluğu
mS,A: Daldırma Sıvısının Yoğunluğu
ρIL: Terazinin üst kefesine konulan numunenin ağırlığı (havadaki ağırlık)
mS,IL: Daldırma sıvısı içerisindeki ağırlık

Sonuç: 

TS EN 12201-2+A1 Standardına göre ≥ 0,930 g/cm3  olması istenir. 

8. Uçucu Madde Muhtevasının  Tayini (TS EN 12099):

        PE boru malzemelerinin 105°C ‘de uçucu madde muhtevası tayin edilir.

Deneyin Yapılışı:

• Tartım kabı ve kapağı temizlenerek sabit tartıma getirilir ve oda sıcaklığındaki bir desikatör içinde en az 30 dakika süreyle bekletilir.
• Tartım kabı ve kapağı desikatörden çıkartılarak, 0,1 mg yaklaşımla kütleleri, m0 , tayin edilir. Kapak desikatöre yerleştirilir.
• Kabın içerisine yaklaşık 25 gramlık numune konularak kabın, kapağın ve deney numunesinin kütlesi, m1 , birlikte tayin edilir.
• Tartım kabı, (105 ± 2)°C sıcaklıktaki bir etüve konulur.
• (65 ± 5) dakikalık süreden sonra, tartım kabı etüvden çıkartılarak desikatör içerisine konulur ve oda sıcaklığında en az 1 saat bekletilir.
• Kabın kapağı kapatılarak, içindeki madde muhtevası ile birlikte 0,1 mg yaklaşımla kütlesi, m2, tayin edilir.

Uçucu Madde Muhtevasının Hesaplanması:

        Deneye tabi tutulan kütlenin, uçucu madde muhtevası, mv, aşağıda verilen eşitlik kullanılarak hesaplanır.

mv : Uçucu madde muhtevası (105 ± 2)°C de, mg/kg
m0 : Kapağı ile birlikte boş tartım kabının kütlesi, g
m1 : Kapağı ile birlikte kabın ve deney numunesinin kütlesi, g
m2 : (105 ± 2)°C sıcaklıkta etüvde bekletildikten sonra, kapaklı tartım kabının ve geri kalan madde muhtevasının toplam kütlesi, g

Sonuç:

TS EN 12201-2+A1 Standardına göre ≤ 350 mg/kg olması istenir.

9. Boyca Eski Halini Alma Tayini (TS EN ISO 2505):

Termoplastik boruların boyca eski halini alabilme özelliğinin tayini için hava içinde uygulanan bir yöntemi kapsar. Et kalınlığı 16 mm’den daha büyük olan borular için boyca eski halini alabilme oranının ölçülmesi uygun değildir. Belirli uzunluktaki bir boru parçası hava ısıtmalı etüv içine yerleştirilir ve burada belirli bir sıcaklıkta belirli bir süreyle tutulur. Boru parçasının işaretlenmiş kısmının uzunluğu, aynı koşullar altında ısıtma işleminden önce ve sonra ölçülür. Eski halini alabilme özelliği, uzunluktaki değişimin ilk uzunluğa oranı olup yüzde olarak verilir.

Deneyin Yapılışı:

• Deney parçaları, hava dolaşımlı etüv içine serbestçe hareket edebilecek şekilde asılı halde yerleştirilir. Bu konumdaki deney parçaları birbirine, etüv kenarına veya tabanına değmemelidir.
• Deney parçaları yerleştirildiği konumda aşağıda belirtilen sürede tutulur. Deney parçasının işaretlenmiş iki çemberi arasındaki kısmının belirtilen sıcaklıkta kalması sağlanır.  e ≤ 8 için 60 dakika   8< e ≤ 16 için 120 dakika
• Deney parçaları etüvden dışarı alınır ve aynı konumda serbest kalacak şekilde asılı halde bekletilir. (23 ± 2)°C sıcaklığa kadar soğuduktan sonra işaretli kısımlar arasındaki mesafe, L, yüzeydeki kavislenmeler de dikkate alınarak ölçülür.
  
  Hesaplama:
  
  L0 : etüve konulmadan önce işaretler arasında borunun ana ekseni boyunca ölçülen mesafe,mm
  L  : etüvden çıkarılıp ortam şartına geldikten sonra işaretler arasındaki mesafe, mm 
  
  Sonuç: 
  TS EN 12201-2+A1 Standardına göre ≤ %3 olması istenir.

10. Boyutların Tayini (TS EN ISO 3126):

        Termoplastik boru ve bağlantı parçalarının boyutlarının belirlenmesine ait metodu kapsar. Boru ve bağlantı parçalarının, uygun ölçüm ekipmanlarıyla çapları, uzunlukları, et kalınlıkları, ovallikleri, diklik ve geometrik sınırları ölçülür.

Et Kalınlığı Ölçümü:

Kullanılan ölçüm cihazlarının doğruluğu ve ölçüm sonuçları aşağıdaki tabloya uygun olmalıdır.

Maksimum ve minimum et kalınlığı:

Ölçüm yapılacak kesitlerde maksimum ve minimum et kalınlıkları gözlemlenerek ölçümler buralardan yapılır ve kaydedilir.

Ortalama et kalınlığı:

       Ortalama et kalınlığı, kesit üzerinde eşit aralıklarla işaretlenen altı noktadan yapılan ölçümlerin ortalamasıdır. Ölçülen değer yukarıdaki tabloya uygun şekilde yuvarlatılır.

Dış Çap Ölçümü:

Kullanılan ölçüm cihazlarının doğruluğu ve ölçüm sonuçları aşağıdaki tabloya uygun olmalıdır.

Maksimum ve minimum çap ölçümü:

Kesit üzerinde ölçüm cihazı hareket ettirilerek maksimum ve minimum çap bulunur ve kaydedilir.


Ortalama dış çap ölçümü:

Ortalama dış çap doğrudan ölçüm yapılarak π değerinden hesaplanır veya kesit üzerinden düzenli aralıklarla aşağıdaki tabloda belirtilen sayı kadar yapılan ölçümün aritmetik ortalamasıdır.