لولههای یو پیویسی از جمله لولههایی هستند که امروزه جایگزین بسیاری از لولههای فلزی و پلاستیکی شدهاند و به سبب داشتن ویژگیهای منحصربهفردی همچون طول عمر بالا، مقاومت عالی در برابر خوردگی و مواد شیمیایی، وزن کم، حملونقل ساده و …کاربردهای بسیار زیادی در صنایع مختلف دارند. ارزیابی میزان ژلهای شدن لوله UPVC با روشهای مختلفی صورت گرفته و هر کدام از این روشها مزایا و معایب خاص خود را دارند که در ادامه به بررسی کامل این روشها پرداخته خواهد شد.
منظور از ژله ای شدن لوله UPVC چیست؟
بهصورت کلی لوله UPVC و PVC به دلیل داشتن مقاومت حرارتی کم و همچنین خاصیت چسبندگی بالا به دیواره ماشینآلات مختلف در زمان تولید باید فرآیند تولید منحصربهفردی را پشت سر بگذارند و از مواد افزودنی مختلفی در آنها استفاده میشود. این مواد به منظور دستیابی به خواص فیزیکی و مکانیکی مناسب لولهها اضافه میشود.
یکی از مهمترین معیارهای ارزیابی مناسب بودن پروسه شکلدهی لولههای UPVC و لوله pvc درجه ژل شدن آنها است. کیفیت لولهها به نحوه ذوب شدن PVC و اختلاط آن با سایر افزودنیها و اجزای موجود در فرمولاسیون بستگی دارد و درجه ذوب شدن لوله تحت تأثیر مستقیم کیفیت پخت قرار خواهد داشت.
در کنار فرآیند شکلدهی که شامل مواردی همچون تزریق، اکستروژن لوله، اکستروژن فیلم و … است، دمای عملیات شکلدهی نیز میتواند بر درجه ژلهای شدن لوله UPVC مؤثر باشد.
روشهای ارزیابی ژله ای شدن لوله UPVC
در گذشته بیشتر از یک روش برای بررسی کردن میزان ژلهای شدن لولههای یو پیویسی استفاده میشد که در آن از دی کلرومتان (DCM) استفاده میشد اما امروزه از روشهای بهروزتر و مدرنتری استفاده میشود که نتایج بهتری نیز ارائه میکنند. بهترین روشهای تخمین درجه ژلهای شدن انواع لوله فشاری، PVC و UPVC به شرح زیر هستند:
روش کشش
یکی از روشهای رایج برای تعیین میزان ژلهای شدن لولهها روش کشش است. روش آمادهسازی نمونههای آزمون کشش در این روش میتواند اثرات منفی بر روی کشیدگی (Tensile Elongation) در زمان شکستن داشته باشد. در حقیقت روش کشش در هنگام ماشینکاری میتواند نقصهایی را نشان دهد که به طور ذاتی در ماده وجود ندارد و در نهایت احتمال دارد منجر به نارسایی زودرس شود، بنابراین این روش نمیتواند روش مناسبی برای ارزیابی ژلهای شدن لوله باشد.
روش غوطهوری
روش غوطهوری یکی از بهترین روشهای محاسبه میزان ژلهای شدن لولههای یو پیویسی است که بر اساس استاندارد ASTM D2152 انجام میشود. در این روش تکهای از محصول تولید شده بدون آنکه به آن شوک دمایی وارد شود جدا میشود و در حلال استون قرار داده میشود.
این کار باید به مدت 20 دقیقه و بدون رطوبت انجام شود. بعد از آنکه آزمون به پایان رسید باید قطعه عاری از هرگونه نفوذ حلال به بخشهای مختلف آن باشد و لوله حل نشده باشد.
البته در روش دیگری که بر اساس استاندارد ISO 9852 انجام میشود و برای ارزیابی درجه ژلهای شدن لوله نشکن و سایر لولههای پیویسی انجام میشود و همانطور که گفته شد از حلال دی کلرومتان به جای استون استفاده میشود. در این روش نیز تکه از لوله به مدت 30 دقیقه در حلال قرار داده میشود و در نهایت نباید آثاری از حمله DCM بر سطح لوله وجود داشته باشد.
- دمای شکلدهی لوله نیز میتواند در میزان ژلهای شدن لولهها مؤثر باشد و در صورتی که دمای فرایند شکلدهی پایین باشد، میزان ژل شدن PVC کم خواهد بود و اگر دما بالا باشد منجر به تخریب ساختار UPVC و کاهش خواص فیزیکی – مکانیکی آن میشود.
استفاده از DSC
حلالهای DCM و استون در حقیقت نوعی از حلالهای سمی هستند و میتوانند مشکلات و محدودیتهای مختلفی در محاسبه ژله ای شدن لوله UPVC داشته باشند اما روش مدرنتر و جدیدتر میتوان نتایج مطمئنتری داشته باشد. در این روش به کمک دستگاه پرکاربرد DSC که با نام روش گرماسنجی روبشی تفاضلی (Differential Scanning Calorimetry) نیز شناخته میشود میزان ژلهای شدن لولهها مشخص میشود.
این روش اطمینان بالایی داشته و با توجه به آنکه قابلیت کمی سازی دارد برای محاسبه درجه ژلهای شدن لولهها توسعه داده شده است.
در روش DSC مقدار بسیار کمی از لوله مورد نظر در دستگاه DSC از دمای اتاق تا دمای 240 درجه قرار داده میشود. نرخ حرارت دهی در این روش باید ۲۰ °C/min باشد. در حقیقت این دستگاه قادر است که میزان بلورچه یا همان کریستالهای ناشی از پروسه ذوب را مشخص کند. دستگاه DSC همچنین میتواند قسمتی از ساختار لوله که در فرآیند تولید، ذوب نشده و یا ژل نشده است را مشخص کند.
میتوان گفت که این روش بهترین روش برای ارزیابی ژله ای شدن لوله UPVC است و در نهایت میتوان بر اساس فرمول زیر میزان ژلهای شدن لوله را مشخص نمود.
(بخش A + بخش B)/ (بخش A)=درجه ژلهای شدن
در این فرمول بخش A قسمتهای ذوب شده در فرایند تولید و بخش B جزئی از ساختار است که بهصورت ژل نشده باقی مانده است. در حقیقت میزان ژله ای شدن میتواند فاکتور مهمی در انتخاب بهترین لوله برای استخر، ساختمان، صنایع مختلف و … باشد.
جمعبندی نهایی
روشهای مختلفی برای ارزیابی درجه ژلهای شدن لولههای پیویسی و یو پیویسی وجود دارند. هر کدام از این روشها میتوانند مزایا و معایب خاص خود را داشته باشند اما میتوان گفت که در روش DCM میزان حمله شیمیایی فقط در لولههایی با درجه ژلهای شدن تقریبی زیر ۵۰٪ مشاهده میشود و روش کشش نیز در زمان ماشینکاری مشکلاتی خواهد داشت به همین دلیل روش DSC بهترین روش برای ارزیابی درجه ژله ای شدن لوله UPVC است.
