この規格 プレビューページの目次
※一部、英文及び仏文を自動翻訳した日本語訳を使用しています。
序文
ISO (国際標準化機構) は、国家標準化団体 (ISO メンバー団体) の世界的な連合体です。国際規格の作成作業は通常、ISO 技術委員会を通じて行われます。技術委員会が設立された主題に関心のある各会員団体は、その委員会に代表される権利を有します。政府および非政府の国際機関も ISO と連携してこの作業に参加しています。 ISO は、電気技術の標準化に関するあらゆる事項について、国際電気標準会議 (IEC) と緊密に協力しています。
この文書の作成に使用される手順と、そのさらなる保守を目的とした手順は、ISO/IEC 指令Part 1 部に記載されています。特に、さまざまなタイプの ISO 文書に必要なさまざまな承認基準に注意する必要があります。この文書は、ISO/IEC 指令Part 2 部の編集規則に従って起草されました ( www.iso.org/directives を参照)
この文書の要素の一部が特許権の対象となる可能性があることに注意してください。 ISO は、かかる特許権の一部またはすべてを特定する責任を負わないものとします。文書の作成中に特定された特許権の詳細は、序論および/または受け取った特許宣言の ISO リストに記載されます ( www.iso.org/patents を 参照)
本書で使用されている商号は、ユーザーの便宜のために提供された情報であり、推奨を構成するものではありません。
適合性評価に関連する ISO 固有の用語や表現の意味の説明、および貿易の技術的障壁 (TBT) における WTO 原則への ISO の準拠に関する情報については、次の URL を参照してください。 序文 - 補足情報
この文書を担当する委員会は、ISO/TC 138 「流体輸送用プラスチックパイプ、継手およびバルブ」 、小委員会 SC 5 「プラスチック材料のパイプ、継手およびバルブおよびその付属品の一般特性 - 試験方法および基本仕様」です。
導入
ゆっくりとした亀裂の成長に対する耐性は、一般にポリエチレンの寿命、ひいてはパイプや継手などのポリエチレン製品の寿命に関係します。遅い亀裂成長挙動は、Kramer と Brown によって報告されているように、降伏応力と結合分子のもつれを解く能力の組み合わせとみなすことができます。 [ 3] 、 [ 6] 、 [ 7] ポリマーのもつれを解く能力によって、ゆっくりとした亀裂の成長に対する耐性が決まります。
ポリマーのひずみ硬化弾性率は、このポリマーの結合分子のもつれを解く能力の尺度であり、固有の特性です。ポリエチレンのひずみ硬化係数は、自然延伸比を超える応力-ひずみ曲線から得られます。圧縮成形されたサンプルの応力-ひずみ曲線は、光学式伸び計を備えた引張試験装置を使用して比較的簡単に取得できます。ひずみ硬化係数の試験時間は引張試験の速度の結果であるため、すべての測定で一定であり、試験される材料自体の遅い亀裂成長特性とは無関係です。
ひずみ硬化係数の値により、材料間の識別が可能になります。ひずみ硬化係数は、高密度ポリエチレンのいくつかの環境応力亀裂試験方法と非常によく一致することが実証されています。 [ 4] 、 [ 5] 、 [ 8]
1 スコープ
この国際規格は、ポリエチレンのゆっくりとした亀裂成長に対する耐性の尺度として使用されるひずみ硬化弾性率の決定方法を指定しています。
ひずみ硬化係数は、圧縮成形されたサンプルの応力-ひずみ曲線から得られます。この国際規格は、そのような測定がどのように実行されるか、およびそのような曲線からひずみ硬化係数がどのように決定されるかを説明しています。意味のあるデータを生成するために必要な機器、精度、サンプルの準備について詳しく説明します。
この国際規格は、パイプや継手の用途に使用される製造技術、コモノマー、触媒の種類に関係なく、あらゆる種類のポリエチレンに有効な方法を提供します。
注:この方法は、他の用途の材料にも開発できる可能性があります。
2 規範的参照
以下の文書は、全部または一部がこの文書で規範的に参照されており、その適用には不可欠です。日付が記載された参考文献については、引用された版のみが適用されます。日付のない参照については、参照文書の最新版 (修正を含む) が適用されます。
- ISO 527-1, プラスチック — 引張特性の決定 — Part 1: 一般原則
- ISO 7500-1, 金属材料 — 静的一軸試験機の検証 — Part 1: 引張/圧縮試験機 — 力測定システムの検証および校正
- ISO 9513, 金属材料 - 一軸試験で使用される伸び計システムの校正
3 用語と定義
この文書の目的上、次の用語と定義が適用されます。
注以下に示す記号とその用語および定義は、ISO 527-1 および ISO 16241 に準拠しています。
3.1
ゲージ長
l _
試験片の中央部分のゲージマーク間の初期距離
注1：ミリメートル（mm）で表します。
3.2
厚さ.厚さ
h
試験片の中央部分の長方形断面の小さい初期寸法
注1：ミリメートル（mm）で表します。
3.3
幅
b
試験片の中央部分の長方形断面のより大きな初期寸法
注1：ミリメートル（mm）で表します。
3.4
テストスピード
v
グリップジョーの分離速度
注記 1:ミリメートル/分 (mm/min) で表されます。
3.5
長さ
l
任意の瞬間における試験片の中央部分のゲージマーク間の距離
注1：ミリメートル（mm）で表します。
3.6
ストレス
σ
標点間距離内の元の断面の単位面積当たりの垂直抗力 (3.1)
注記 1:メガパスカル (MPa) で表されます。
3.7
降伏点応力
σy_y
降伏点 ひずみにおける応力 (3.10)
注記 1:メガパスカル (MPa) で表されます。
3.8
本当のストレス
σtrue
引張比 (3.11) に、 ゲージ長さ内の元の断面の単位面積あたりの垂直抗力 (3.1) を乗算します。
注記 1:メガパスカル (MPa) で表されます。
3.9
歪み
ε
ゲージの元の長さの単位当たりの 長さの増加 (3.5)
注1：無次元比率、またはパーセンテージ（%）で表されます。
3.10
降伏点ひずみ
降伏ひずみ
εy_y
引張試験において応力増加を伴わないひずみ増加が初めて発生
注1：無次元比率、またはパーセンテージ（%）で表されます。
3.11
延伸倍率
λ
単位ゲージの元の長さ あたりの長さ (3.5)
注1：無次元比率、またはパーセンテージ（%）で表されます。
3.12
ひずみ硬化係数
<GP>p _
真 ひずみ (3.9) 8 から最大 応力点 (3.6) までの間の、ただし 12 を超えないネオフック構成モデルの傾き。
注記 1:メガパスカル (MPa) で表されます。
参考文献
| 1 | ISO 37, ゴム、加硫または熱可塑性プラスチック — 引張応力-ひずみ特性の決定 |
| 2 | ISO 16241, パイプおよび継手製品用のポリエチレン材料のゆっくりとした亀裂の成長に対する耐性を測定するノッチ引張試験 (PENT) |
| 3 | Brown HR, ガラス状ポリマーの靭性の分子的解釈。高分子。 1991, 24, 2752-2756 ページ |
| 4 | Deblieck R.、van Beek DJM, Remerie K.、Ward IM, ポリオレフィンの破壊メカニズム: ひび割れ、せん断降伏、および絡み合いネットワークの役割。ポリマー (ギルド) 2011, 52, 2979–2990 ページ |
| 5 | Havermans L.、Deblieck R.、McCarthy M.、Kloth R.、Kurelec I.、高密度ポリエチレン パイプ材料の遅い亀裂成長挙動を予測するエレガントで高速な方法、プラスチック パイプ XV カンファレンス、バンクーバー 2010 |
| 6 | Hui CY, Ruina A.、Creton C.、Kramer EJ, ポリマーガラスの亀裂への亀裂成長のマイクロメカニクス。高分子。 1992, 25, 3948-3955 ページ |
| 7 | Kramer EJ, クレージングの微視的および分子的基礎。アドバンスポリマー。科学。 1983, 52/53, 1-56 ページ |
| 8 | Kurelec L.、Teeuwen M.、Schoffeleers H.、Deblieck R.、高密度ポリエチレンの耐環境応力亀裂性の尺度としてのひずみ硬化係数。ポリマー (ギルド) 2005, 46, 6369–6379 ページ |
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular the different approval criteria needed for the different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www.iso.org/directives ).
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or on the ISO list of patent declarations received (see www.iso.org/patents ).
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not constitute an endorsement.
For an explanation on the meaning of ISO specific terms and expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to the WTO principles in the Technical Barriers to Trade (TBT) see the following URL: Foreword - Supplementary information
The committee responsible for this document is ISO/TC 138, Plastics pipes, fittings and valves for the transport of fluids, Subcommittee SC 5, General properties of pipes, fittings and valves of plastic materials and their accessories — Test methods and basic specifications.
Introduction
Resistance to slow crack growth is related in general to the lifetime of polyethylene and thus, the lifetime of polyethylene products, e.g. pipes and fittings. The slow crack growth behaviour can be regarded as a combination of yield stress and the capability of disentanglement of tie molecules as reported by Kramer and Brown.[3],[6],[7] The disentanglement capability of a polymer will determine its resistance against slow crack growth.
The strain hardening modulus of a polymer is a measure of the disentanglement capability of the tie molecules of this polymer and is an intrinsic property. The strain hardening modulus of polyethylene is obtained from a stress-strain curve above the natural draw ratio. The stress-strain curve of a compression moulded sample is relatively easily obtained using a tensile test apparatus equipped with an optical extensometer. The test time of the strain hardening modulus is a consequence of the speed of tensile testing and is therefore constant for all measurements and independent of the slow crack growth property of the tested material itself.
The strain hardening modulus value allows discrimination between materials. It has been demonstrated that the strain hardening modulus corresponds very well with several environmental stress cracking test methods for high density polyethylene.[4],[5],[8]
1 Scope
This International Standard specifies a method for the determination of the strain hardening modulus which is used as a measure for the resistance to slow crack growth of polyethylene.
The strain hardening modulus is obtained from stress-strain curves on compression moulded samples. This International Standard describes how such measurement is performed and how the strain hardening modulus shall be determined from such a curve. Details of the required equipment, precision, and sample preparation for the generation of meaningful data are given.
This International Standard provides a method that is valid for all types of polyethylene, independent from the manufacturing technology, comonomer, catalyst type, that are used for pipes and fittings applications.
NOTE This method could be developed for materials for other applications.
2 Normative references
The following documents, in whole or in part, are normatively referenced in this document and are indispensable for its application. For dated references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
- ISO 527-1, Plastics — Determination of tensile properties — Part 1: General principles
- ISO 7500-1, Metallic materials — Verification of static uniaxial testing machines — Part 1: Tension/compression testing machines — Verification and calibration of the force-measuring system
- ISO 9513, Metallic materials — Calibration of extensometer systems used in uniaxial testing
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
NOTE The symbols and their terms and definitions, as given below, are in line with ISO 527-1 and/or ISO 16241.
3.1
gauge length
l0
initial distance between the gauge marks on the central part of the test specimen
Note 1 to entry: It is expressed in millimetres (mm).
3.2
thickness
h
smaller initial dimension of the rectangular cross-section in the central part of a test specimen
Note 1 to entry: It is expressed in millimetres (mm).
3.3
width
b
larger initial dimension of the rectangular cross-section in the central part of a test specimen
Note 1 to entry: It is expressed in millimetres (mm).
3.4
test speed
v
rate of separation of the gripping jaws
Note 1 to entry: It is expressed in millimetres per minute (mm/min).
3.5
length
l
distance between the gauge marks on the central part of the test specimen at any given moment
Note 1 to entry: It is expressed in millimetres (mm).
3.6
stress
σ
normal force per unit area of the original cross-section within the gauge length (3.1)
Note 1 to entry: It is expressed in megapascals (MPa).
3.7
stress at yield
σy
stress at the strain at yield (3.10)
Note 1 to entry: It is expressed in megapascals (MPa).
3.8
true stress
σtrue
draw ratio (3.11) multiplied with the normal force per unit area of the original cross-section within the gauge length (3.1)
Note 1 to entry: It is expressed in megapascals (MPa).
3.9
strain
ε
increase in length (3.5) per unit original length of the gauge
Note 1 to entry: It is expressed as a dimensionless ratio, or as a percentage (%).
3.10
strain at yield
yield strain
εy
first occurrence in a tensile test of strain increase without a stress increase
Note 1 to entry: It is expressed as a dimensionless ratio, or as a percentage (%).
3.11
draw ratio
λ
length (3.5) per unit original length of the gauge
Note 1 to entry: It is expressed as a dimensionless ratio, or as a percentage (%).
3.12
strain hardening modulus
<Gp>
slope of the Neo-Hookean constitutive model between a true strain (3.9) of 8 and up to the point of maximum stress (3.6) , but not above 12
Note 1 to entry: It is expressed in megapascals (MPa).
Bibliography
| 1 | ISO 37, Rubber, vulcanized or thermoplastic — Determination of tensile stress-strain properties |
| 2 | ISO 16241, Notch tensile test to measure the resistance to slow crack growth of polyethylene materials for pipe and fitting products (PENT) |
| 3 | Brown H.R., A molecular interpretation of the toughness of glassy polymers. Macromolecules. 1991, 24 pp. 2752–2756 |
| 4 | Deblieck R., van Beek D.J.M., Remerie K., Ward I.M., Failure mechanisms in polyolefines: The role of crazing, shear yielding and the entanglement network. Polymer (Guildf.). 2011, 52 pp. 2979–2990 |
| 5 | Havermans L., Deblieck R., McCarthy M., Kloth R., Kurelec I., An elegant and fast method to predict the slow crack growth behaviour of high density polyethylene pipe materials, Plastics pipes XV Conference, Vancouver 2010 |
| 6 | Hui C.Y., Ruina A., Creton C., Kramer E.J., Micromechanics of crack growth into a craze in a polymer glass. Macromolecules. 1992, 25 pp. 3948–3955 |
| 7 | Kramer E.J., Microscopic and molecular fundamentals of crazing. Adv. Polym. Sci. 1983, 52/53 pp. 1–56 |
| 8 | Kurelec L., Teeuwen M., Schoffeleers H., Deblieck R., Strain hardening modulus as a measure of environmental stress crack resistance of high density polyethylene. Polymer (Guildf.). 2005, 46 pp. 6369–6379 |