Çevresel gerilimli çatlama

Çevresel gerilimli çatlama

Önemli noktalar

• ESC, gerilim ve kimyasal bir etkenin birlikte bulunmasını gerektirir; hiçbiri tek başına hataya yol açmaz.
• Kullanımdaki plastik parça hatalarının tek başına en büyük nedeni olarak yaygın biçimde anılır.
• Etkenin polimere kimyasal olarak saldırması gerekmez. Birçoğu gerilimsiz bir parçada zararsızdır.
• Amorf polimerler en savunmasız olanlardır; polikarbonat ve ABS özellikle öyledir.

Çevresel gerilimli çatlama

Çevresel gerilimli çatlama (ESC), bir polimerin mekanik gerilim ile kimyasal bir etkenle temasın birleşik etkisi altında gösterdiği gevrek hasardır; bu gerilim seviyeleri ve kimyasal konsantrasyonları tek başlarına zararsız olacak düzeydedir. Hasar kimyasal değil fizikseldir: polimerde önemli bir bozunma olmaz ve insanları yanıltan tam da budur.

Etken polimer yüzeyine nüfuz eder ve gerilim altındaki bölgeyi plastikleştirerek çatlaklaşmaya (crazing) karşı yerel direnci düşürür. Çatlak öncüleri (craze) oluşur, birleşerek çatlaklara dönüşür ve malzeme nominal olarak sünek olsa da parça gevrek biçimde hasar görür. Hasarlı parçanın analizi çoğunlukla polimerin tamamen şartname dahilinde olduğunu gösterir; ESC hasarlarının ısrarla malzeme kusuru olarak yanlış teşhis edilmesinin nedeni budur.

Üç gereksinim

Üçünden herhangi birini ortadan kaldırırsanız hasar oluşmaz. Her önleme stratejisinin pratik temeli budur ve genellikle en ucuz yol gerilime müdahale etmektir.

Polimere göre duyarlılık

Dekorasyon ve markalamada neden önemlidir

ESC, tam olarak kalıplamayı izleyen işlemlerde yinelenen ve az fark edilen bir risktir; çünkü bu işlemler hem gerilim hem de kimyasal getirir:

• Lazer markalama, artık kalıplama geriliminin üzerine yerel ısıl gerilim ekler. Polikarbonat ve akrilikte çatlaklaşma, markalamadan hemen sonra değil saatler veya günler sonra görünebilir; bu yüzden makinede muayeneyi geçen bir parça sonraki vardiyada hasar görebilir.
• Mürekkepler, yapıştırıcılar, astarlar ve çözücüleri, gerilim altındaki bir yüzeye doğrudan uygulanan kimyasal etkenlerdir. Çapraz taramalı bir yapışma testini geçmek, mürekkebin serviste çatlamayı başlatıp başlatmayacağı hakkında hiçbir şey söylemez.
• Dekorasyondan önceki temizlik adımları sık görülen bir suçludur. İzopropanol standart yapıştırma öncesi silme malzemesidir ve aynı zamanda ABS ve akrilik için iyi bilinen bir ESC etkenidir.
• Yolluk, kaynak çizgisi veya kaburga köküne rastlayan markalama, ısıl girdiyi artık gerilimin yoğunlaştığı yere denk getirir.
• Montaj gerinimi bunu ağırlaştırır. Sorunsuz dekore edilmiş bir parça, geçmeli veya vidalı montajdan sonra çatlayabilir; çünkü montaj eksik olan gerilimi sağlar.

Önleme ve test

• Artık gerilimi azaltın. Uygulama gerektiriyorsa tavlayın, yolluk konumunu ve soğutmayı optimize edin ve keskin iç köşelerden kaçının. Bu, üç kaldıraç içinde genellikle en ucuz olanıdır.
• Parçanın karşılaşacağı her kimyasalı tarayın; yalnızca amaçlananları değil, temizlik maddelerini, el kremlerini, yağlayıcıları ve bitişik bileşenlerden göç eden plastikleştiricileri de.
• Düz numunelerde değil, gerilim altında test edin. Bu, en yaygın test hatasıdır. Bükülmüş şerit ve eliptik fikstür yöntemleri kimyasal maruziyet sırasında bilinen bir gerinim uygular; etkileşimin ortaya çıkmasının tek yolu budur. ASTM D543 kimyasal direnci, ASTM D1693 ise klasik polietilen ESCR yöntemini kapsar.
• Proses geliştirme sırasında artık gerilimi ortaya çıkarmak için çözücü gerilim testi kullanın; kontrollü maruziyet, gerilim yoğunlaşmalarını sahada hataya yol açmadan önce çatlaklaşma olarak görünür kılar.
• Gecikmeli muayene yapın. Nitelendirmeye 24 saatlik veya daha uzun bir yeniden muayene ekleyin; çünkü çatlaklaşma sıklıkla parça hücreden ayrıldıktan sonra gelişir.

ESC hasarının tanınması

İnceleme yaparken yalnızca malzeme testine dayanarak sonuca varmaktan kaçının. Bir ESC incelemesi, gerilim durumunu ve kimyasal maruziyet geçmişini birlikte yeniden kurmak zorundadır; çünkü malzeme verileri tek başına sıradan görünecektir.

İlgili terimler ve okumalar

• Polikarbonat
• Yapışma sorunları
• Hata analizi ve mühendislik hizmetleri
• Plastikler için lazer markalama çözümleri
• Hızlandırılmış yaşlandırma

Bunu üretimde uygulamak

The Sabreen Group, hata analizi, çevresel gerilimli çatlama incelemesi ve malzeme uyumluluğu taraması için bağımsız mühendislik desteği sağlar. Bir proses belirliyor, bir malzemeyi nitelendiriyor veya bir üretim sorununu gideriyorsanız mühendislik hizmetleri ekibimiz yardımcı olabilir. Uygulamanızı görüşmek için bizimle iletişime geçin.

Sıkça sorulan sorular

Çevresel gerilimli çatlamaya ne neden olur?

Duyarlı bir polimerde çekme geriliminin ve kimyasal bir etkenin eşzamanlı bulunması. İlgili seviyelerde faktörlerin hiçbiri tek başına hasara yol açmaz; ESC'nin gözden kaçırılmasının bu kadar kolay olmasının nedeni budur: gerilim tasarım sınırları içindedir ve kimyasal, malzeme veri sayfasının uyumlu olarak listelediği bir kimyasaldır. Çatlaklaşma direncini düşüren, bunların etkileşimidir.

Hata analizleri malzemenin şartname dahilinde olduğunu neden sık sık gösterir?

Çünkü ESC kimyasal değil fiziksel bir hasardır. Etken, polimeri önemli ölçüde bozmadan gerilim altındaki bölgeyi plastikleştirir ve çatlaklaşmayı teşvik eder; dolayısıyla hasarlı parçayı test etmek molekül ağırlığını, bileşimi ve mekanik özellikleri normal bulur. Bu sonuç çoğunlukla malzemenin sorunsuz, yükün ise aşırı olduğu şeklindeki yanlış sonuca yol açar.

Hangi plastikler en savunmasızdır?

Amorf polimerler, özellikle polistiren, akrilik, ABS ve polikarbonat. Polipropilen gibi yarı kristalin polimerler, kristalin bölgeler etkenin nüfuzunu engellediği için daha dirençlidir; PPS ve PEEK gibi yüksek sıcaklıklı aromatikler ise çok dirençlidir; maliyetlerine rağmen zorlu kimyasal ortamlar için belirtilmelerinin bir nedeni de budur.

ESC direnci nasıl test edilmelidir?

Gerilim altında. Düz ve gerilimsiz bir numuneyi kimyasal içinde test etmek, incelenen etkileşimin ta kendisini ortadan kaldırdığı ve neredeyse her zaman geçtiği için en yaygın hatadır. Bükülmüş şerit ve eliptik fikstür yöntemleri maruziyet sırasında bilinen bir gerinim uygular; ASTM D543 kimyasal direnci, ASTM D1693 ise klasik polietilen yöntemini kapsar. Temizlik maddeleri dahil parçanın gerçekten temas edeceği her kimyasalı tarayın.

Lazer markalama gerilimli çatlamayı tetikleyebilir mi?

Katkıda bulunabilir; artık kalıplama geriliminin üzerine yerel ısıl gerilim ekleyerek. Bu özellikle polikarbonat ve akrilikte, ve markalamanın gerilimin zaten yoğunlaştığı bir yolluk, kaynak çizgisi veya kaburga kökünü geçtiği durumlarda geçerlidir. Çatlaklaşma çoğunlukla makinede değil saatler veya günler sonra görünür; bu nedenle nitelendirme, anlık görsel kontrole güvenmek yerine gecikmeli bir yeniden muayene içermelidir.

---