دستگاه آزمون کشش خستگی یکی از دستگاه های اصلی و تأثیرگذار در بررسی عملکرد گریدهای مختلف پلی اتیلن سنگین از جمله گریدهای PE-100, PE-80و گریدهای بادی است که جهت اندازه گیری میزان مقاومت پلیمر در برابر رشد ترک ناشی از تنش مکانیکی، حرارتی و شیمیایی بکار می رود. از سوی دیگر این آزمون به عنوان یکی از آزمون های اولیه در بررسی انجام آزمون های ثانویه و پرهزینه در واحدهای تولیدی انواع پلیمر مورد استفاده قرار می گیرد. به ویژه انجام آن در گریدهای لوله جهت رسیدن به الزامات استاندارد ISO 16770 و در گرید های ژئوممبران جهت استاندارد 5793 ASTM D به دلیل میزان اطمینان از نتایج این آزمون ضروری است.
در این روش با انتخاب تعدادی نمونه یکسان از یک پلیمر و قراردادن در شرایط حمام گرم و برآورد طول عمر نمونه ها تا لحظه شکست ناشی از شکاف های استاندارد ایجاد شده بر روی پلیمرها پارامترهای مربوطه استخراج و گزارش می شود.
نظر به ماهیت پژوهشی شرکت پژوهش و فناوری و ضرورت بررسی پلیمرهای مهندسی شده و گریدهای تولیدی این شرکت در شرایط آزمایشگاهی و پایلوت های شرکت، این دستگاه یکی از پرترافیک ترین دستگاههای آزمایشگاه بررسی خواص مکانیکی به شمار میرود؛ از طرفی دستگاه FNCT شرکت به عنوان تنها دستگاه موجود در کل شرکت قابلیت آزمودن تنها تعداد محدودی نمونه را دارا است لذا به درخواست واحد آزمایشگاه شرکت دستگاه دیگری مهندسی معکوس و ساخته شد.
در طول فرآیند ساخت دستگاه، در قالب کار تیمی واحد آزمایشگاه مقاومت مکانیکی و امور فنی و مهندسی مرکز تهران سعی شد تا ضمن ساخت نمونه تجهیز، دستگاه نسبت به نمونه قدیمی بهینه سازی گردد. از جمله مزیت ها و تغییرات ایجاد شده در نمونه جدید می توان به موارد ذیل اشاره نمود:
- دستگاه قدیمی تنها 12 بازو دارد که با توجه به مدت زمان طولانی آزمون های هر نمونه که ممکن است چندین هزار ساعت به طول بیانجامد با محدودیت انجام آزمون های متعدد مواجه هستیم، در حالی که دستگاه جدید دارای 20 بازو است که قابلیت آزمون نمونه های بیشتری را داراست.
- با توجه به هزینه نصب و محدودیت فضا، هد سیرکولاتور که به عنوان گرمکن محلول حمام در دستگاه قدیمی نصب شده است، گرمایش محلول در نمونه جدید توسط دو عدد المنت مستغرق که یکی از آنها به عنوان آمادهبهکار (Stand-by) به_همراه یک عدد کنترلر PID استفاده میشود.
- کانتر زمان در نمونه های جدید دیجیتال است که علاوه بر ظاهر زیبا از نمونه های آنالوگ کاربری بهتر و هزینه بسیار پایین تری دارد.
- سنسورهای تماسی نوع مگنتی مورد استفاده در نمونه خارجی که خرابی زیادی در محیط گرم داشتند با سوئیچ های مکانیکی تعویض شده اند که ضمن طول عمر بیشتر در این محیط، حتی در صورت خرابی، قطعه جایگزین در دسترس و ارزان قیمت است و قابلیت تعویض ساده_ای دارد.
- برخلاف نمونه قدیمی که بهدلیل استفاده از سنسورهای تماسی 220V، شیر برقی 220V، و سوئیچ سطح سنج با محرک 220V ریسک برق گرفتگی را بالا برده است کلیه اقلام ذکر شده در دستگاه جدید با برق 24V راه اندازی و تحریک می شوند که به لحاظ ایمنی بسیار مناسب تر خواهد بود.
- از دیگر موارد قابل ذکر شارژ آب مصرفی (Make up) دستگاه در طول شبانه روز است که در نمونه حاضر با نصب مخزن آب DM با حجم کافی در ارتفاع بالاتر و بهره گیری از جاذبه زمین (بدون نیاز به پمپ) و نصب شیر برقی و سطح سنج، این سیستم ساده و کارآمد جایگزین سیستم لوله کشی آب شهری و فیلتر جذب املاح شده است که تعمیرات و نگهداری ویژه ای را نیاز داشت.
- یکی از مهمترین نوآوری هایی که در ساخت این دستگاه صورت گرفته است آنالیز و استفاده از محلول حمام FNCT است که با پیگیری واحد آزمایشگاه و به منظور بی نیاز شدن از خرید این محلول گران قیمت از خارج انجام گردید.
به لحاظ فنی این امکان وجود دارد که با هزینه ی اندکی امکانات دیگری از جمله لود سل (Load-Cell) و صفحات لمسی جهت فرمان دادن به دستگاه فراهم شود.
نکته قابل توجه پیرامون این دستگاه و سایر دستگاه های آزمایشگاهی، قابلیت اعتماد و تکرارپذیری نتایج خواهد بود که منجر به وثوق نتایج آزمون ها خواهد شد. این مهم به کمک استفاده از نمونه های مرجع و با مقایسه نتایج حاصله با دستگاه دیگر موجود در شرکت بصورت دورهای بررسی و صحت سنجی می گردد. لازم به ذکر است 100% ساخت و بهره برداری از این دستگاه با توجه به بودجه محدود شرکت و با عنایت به الگوی اقتصاد مقاومتی با صرف هزینه ای معادل 10% قیمت نمونه آلمانی و بصورت کاملا داخلی ساخته شده است که میتواند نمونه ای برای بومی سازی سایر تجهیزاتی باشد که برخلاف توان داخلی هنوز از خارج از کشور خریداری می شوند.
نویسندگان: علی فاتحی فر-مهدی بخشایش