ما هو Weathering؟
اختبار التجوية هو مجموعة اختبار تقوم بتقييم تقادم المادة تحت التأثيرات المشتركة للشمس والحرارة والرطوبة والملوثات. يتم إجراؤه بشكل طبيعي (في الهواء الطلق) أو بشكل متسارع (في المختبر).
الغرض من Weathering
والغرض من ذلك هو تحديد المدة التي تحتفظ فيها المادة المخصصة للاستخدام الخارجي بمظهرها وخصائصها الميكانيكية.
على أي منتجات يُطبَّق Weathering؟
- ملامح البناء وعناصر الواجهة
- الأجزاء الخارجية للسيارات
- أنظمة الطلاء والطلاء
- أثاث الحدائق والبلاستيك الخارجي
- الأغشية والتسقيف
في أي قطاعات يُستخدم Weathering؟
المواصفات المتعلقة بـ Weathering
- ISO 877
- ASTM G7
- ASTM G24
- ISO 4892-2
- ISO 4892-3
- ASTM G155تسارع الشيخوخة مع قوس زينون امتحان
- ASTM G154الأشعة فوق البنفسجية الفلورسنت تسارع الشيخوخة امتحان
شروط Weathering
- طريقة
- التعرض الطبيعي في الهواء الطلق أو الشيخوخة المتسارعة في المختبر
- التعرض الطبيعي
- يتم تحديد زاوية اللوحة واتجاهها ومنطقة المناخ في المعيار
- متسارع
- قوس زينون أو دورات الأشعة فوق البنفسجية الفلورية
- المدة
- سنوات من التعرض الطبيعي. مئات إلى آلاف الساعات في الفاصل الزمني
جهاز Weathering
- رفوف التعرض في الهواء الطلق (الطريقة الطبيعية)
- قوس زينون أو غرفة الأشعة فوق البنفسجية الفلورية
- أدوات القياس الميكانيكية واللون واللمعان
- تسجيل بيانات الأرصاد الجوية (الطريقة الطبيعية)
متطلبات العينة لـ Weathering
- يجب قياس اللون الأولي واللمعان والقيم الميكانيكية
- يجب أن تبقى عينة مرجعية في الظلام
- يجب تسجيل زاوية اللوحة واتجاهها من أجل التعرض الطبيعي
- عموما ثلاث عينات على الأقل
مدة Weathering
من سنة إلى خمس سنوات للتعرض الطبيعي؛ من أسابيع إلى أشهر للطرق المتسارعة، حسب المواصفات.
إجراء Weathering
- 1يتم أخذ القياسات الأولية ويتم الاحتفاظ بعينة مرجعية.
- 2يتم تحديد الطريقة: التعرض الطبيعي أو ركوب الدراجات المتسارع.
- 3يتم وضع العينات في الزاوية والمكان المحددين.
- 4يتم أخذ القياسات المؤقتة على فترات زمنية محددة.
- 5في نهاية التعريض الضوئي، تتم مقارنة اختلاف اللون واللمعان والخصائص الميكانيكية.
معايير قبول Weathering
يتم تحديد معيار القبول في المواصفات على أنه الحد الأقصى لاختلاف اللون، أو الحد الأقصى لفقدان اللمعان، أو الحد الأدنى من الخاصية الميكانيكية المحتفظ بها.
تقييم النتائج
لا تترجم النتائج المتسارعة مباشرة إلى التعرض الطبيعي؛ لا يمكن إنشاء الارتباط إلا من خلال معاملات تم التحقق من صحتها لنفس فئة المادة. ولذلك يجب دائمًا ذكر الطريقة في التقرير.
تقرير Weathering
- المعيار والطريقة المطبقة
- ظروف التعرض أو برنامج الدورة
- المدة الإجمالية أو الإشعاع
- اللون واللمعان والنتائج الميكانيكية
- مقارنة العينة المرجعية
الاعتماد
حصلت EUROLAB على اعتماد معترف به دوليًا تم الحصول عليه من هيئات الاعتماد الأطراف في ترتيبات الاعتراف المتعددة الأطراف IAF وILAC، بموجب ISO/IEC 17025 للاختبارات المعملية، وISO/IEC 17020 للتفتيش والمراقبة، وISO/IEC 17021-1 وISO/IEC 17065 لشهادة النظام والمنتجات. تضمن هذه السلسلة قبول التقارير والشهادات الصادرة في جميع أنحاء العالم.
تعتمد إمكانية تقديم هذا الاختبار ضمن النطاق المعتمد على منتجك والمعيار المطبق؛ وبما أن الاعتماد يعتمد على الطريقة، يتم تأكيد النطاق كتابيًا في مرحلة عرض الأسعار.
النطاق والتفويضاتاللوائح ذات الصلة
- مواصفات مواد البناء والسيارات
اختبارات البلاستيك — ما الذي يغطيه مجال الاختبار هذا؟
يصف القسم أدناه المجال الذي ينتمي إليه اختبار Weathering؛ أما شروط ومعايير قبول هذا الاختبار تحديدًا فترد في الأقسام أعلاه. يتم تأكيد النطاق الخاص بمنتجكم كتابيًا في مرحلة العرض السعري.
تحدد اختبارات البلاستيك السلوك الميكانيكي والحراري وسلوك الاحتراق لمادة بوليمرية. على عكس المعادن، فإن البلاستيك لَزِج مرن: يعتمد سلوكه على سرعة التحميل ودرجة الحرارة والرطوبة. لذلك تعطي المادة نفسها نتائج مختلفة في ظروف مختلفة، وتُعد ظروف الاختبار جزءًا لا ينفصل عن النتيجة.
النتيجة العملية للُّزوجة المرنة هي كالتالي: يستمر الجزء البلاستيكي في التشوه بمرور الوقت تحت حمل ثابت (الزحف)، وينخفض الإجهاد الذي يتحمله عند تشوه ثابت بمرور الوقت (استرخاء الإجهاد). يرتخي وصل ملولب، ويفقد مشبك قوة شده، ويترهل رف بمرور الوقت. لا يُظهر اختبار الشد القصير المدى هذا السلوك؛ بل يلزم اختبار طويل المدى أو نموذج متسارع.
السلوك الحراري هو المحور الرئيسي الثاني. يشير معدل تدفق الانصهار إلى قابلية تشكيل المادة واتساق الدفعات؛ وتعطي درجة حرارة الانحراف الحراري ونقطة تليّن فيكات حدًا تقريبيًا لدرجة حرارة الخدمة. أما التحليل الحراري (DSC وTGA وDMA) فيكشف هوية المادة: درجة حرارة الانتقال الزجاجي، وسلوك الانصهار، والتبلور، ونسبة الحشو، ودرجة حرارة التحلل.
سلوك الاحتراق هو المحور الثالث ويرتبط مباشرة بمعايير المنتج. تُكتب فئة UL 94 ومؤشر الأكسجين الحدّي في نشرة بيانات المادة؛ ويُطلب صنف معين لغلاف جهاز كهربائي، بينما يُطبَّق نظام تصنيف مختلف على منتج إنشائي.
التقادم هو الجزء الأكثر تخطيًا في هذا المجال. تتحلل البلاستيك تحت تأثير الأشعة فوق البنفسجية والحرارة والرطوبة والأكسجين: يتغير اللون، ويتشقق السطح، وتنخفض مقاومة الصدم. بالنسبة لجزء مخصص للاستخدام الخارجي، فإن المهم ليس قيمه في اليوم الأول بل قيمه بعد التقادم. تعمل أجهزة القوس الزينوني والأشعة فوق البنفسجية الفلورية على تسريع هذا التحلل وإتاحة المقارنة.
تُكتب نتيجة هذه الفئة عادةً في نشرة بيانات المادة، وتشير معايير المنتج إلى تلك النشرة. لكن قد يكون هناك فرق بين قيمة النشرة وسلوك الجزء الفعلي: فالتوجه الناتج أثناء القولبة، وخطوط اللحام، والإجهادات الداخلية تجعل الجزء يتصرف بشكل مختلف عن العينة.
أضاف استخدام المحتوى المعاد تدويره سؤالًا جديدًا إلى هذا المجال. تتفاوت الراتنجات المعاد تدويرها من دفعة إلى أخرى؛ وقد تتغير الخصائص الميكانيكية واللون وسلوك الاحتراق بين الدفعات. لذلك فإن فحص المواد الواردة ليس خيارًا بل ضرورة للمصنّع الذي يستخدم مواد معاد تدويرها.
مجموعات الطرق في هذا المجال
ميكانيكي
الشد، والضغط، والانحناء، وصدمة تشاربي وإيزود، والصلادة (شور)، والزحف، والتشقق الإجهادي البيئي.
حراري
مؤشر تدفق الانصهار (MFI)، درجة حرارة الانحراف الحراري (HDT)، درجة حرارة تليّن فيكات، التمدد الحراري الخطي.
التحليل الحراري
درجات حرارة الانتقال والتبلور بواسطة DSC، والتركيب والتحلل بواسطة TGA، والسلوك الميكانيكي الديناميكي بواسطة DMA.
الاحتراق
تصنيف UL 94، مؤشر الأكسجين الحدّي (LOI)، اختبارات السلك المتوهج ولهب الإبرة.
شيخوخة
التقادم المتسارع بالقوس الزينوني والأشعة فوق البنفسجية الفلورية، التقادم بالهواء الساخن، الرطوبة والتكاثف.
فيزيائي
الكثافة، امتصاص الماء، محتوى الرماد، نفاذية الغاز وبخار الماء في الأغشية والصفائح.
أمور يشيع الخلط بينها في هذا المجال
- لا يمكن تفسير نتيجة اختبار بلاستيك دون تحديد سرعة الاختبار ودرجة حرارته؛ فالسلوك اللَّزِج المرن يعتمد على هذين المعلمين.
- لا تنتقل نتيجة العينة مباشرة إلى الجزء الفعلي؛ فالتوجه الناتج عن القولبة وخطوط اللحام عاملان حاسمان.
- قيم HDT وفيكات ليست درجات حرارة خدمة؛ بل هي إشارة تقريبية إلى حد أعلى ولا تسري تحت الحمل.
- تعتمد فئة UL 94 على السماكة؛ ويتطلب سُمك جدار مختلف إعادة التحقق.
- بالنسبة للبوليمرات الماصة للرطوبة (مثل البولي أميد)، تكون النتائج مضللة ما لم تُجرَ عملية تكييف.
- نتائج ASTM D638 وISO 527 ليست متكافئة بشكل مباشر؛ تختلف هندسة العينة وتعريفات المعدل.
ما القرارات التي تدعمها هذه النتائج
- اختيار المواد واعتماد الموردين
- تلبية متطلبات القابلية للاشتعال والمتطلبات الحرارية في معيار المنتج
- التحقق من استخدام المحتوى المعاد تدويره ومراقبة الدفعات
- التحكم في عملية القولبة واتساق الدفعات
- إثبات مقاومة التقادم للاستخدام الخارجي
الاختبارات ذات الصلة
الأسئلة الشائعة حول Weathering
كم سنة من التعرض الطبيعي يتوافق مع الاختبار المتسارع؟
لا يوجد عامل تحويل عالمي. يعتمد الارتباط على فئة المادة وآلية التدهور والمنطقة المناخية. وبالتالي تحدد المواصفات عادة مدة الاختبار أو الإشعاع الكلي بشكل مباشر.