آروین پژوه ثمین

آزمون بررسی استحکام خط جوش (آزمون مخروطی)

آزمون بررسی استحکام خط جوش که با عنوان آزمون مخروطی (Cone Test) نیز شناخته می‌شود، یکی از آزمون‌های تخصصی کنترل کیفیت در محصولات پلیمری به‌ویژه لوله‌ها و اتصالات پلی‌اتیلنی است. این آزمون به‌منظور ارزیابی مقاومت ناحیه خط جوش ایجادشده در فرآیندهای تولیدی مانند اکستروژن، قالب‌گیری و جوش حرارتی انجام می‌شود.
در بسیاری از محصولات پلیمری، خط جوش به‌عنوان نقطه‌ای بحرانی از نظر مکانیکی شناخته می‌شود؛ چراکه به دلیل همگرایی جریان‌های مذاب پلیمر، احتمال کاهش استحکام مکانیکی، ایجاد تخلخل یا پیوند ناقص زنجیرهای پلیمری وجود دارد. آزمون مخروطی با اعمال تنش موضعی کنترل‌شده، توان تحمل تنش و چقرمگی خط جوش را بررسی کرده و نقش مهمی در پیشگیری از شکست زودهنگام، نشتی و ترک‌خوردگی در حین بهره‌برداری دارد.
این آزمون کاربرد گسترده‌ای در کنترل کیفیت لوله‌های پلی‌اتیلن گاز، آب، فاضلاب، لوله‌های چندلایه، مخازن پلیمری و اتصالات جوشی دارد و برای تأیید انطباق محصول با الزامات استانداردهای ملی و بین‌المللی ضروری است.

حجم و نوع نمونه مورد نیاز

نمونه برش‌خورده از لوله یا قطعه دارای خط جوش
طول نمونه معمولاً در بازه 100 تا 300 میلی‌متر (بسته به قطر لوله)
ضخامت مطابق ضخامت واقعی محصول
سطح نمونه باید فاقد ترک، خراش یا آسیب مکانیکی ثانویه باشد

پارامترهای اندازه‌گیری‌شده در آزمون

استحکام مکانیکی خط جوش
رفتار شکست (شکننده یا نرم)
میزان تغییر شکل پلاستیک در ناحیه جوش
محل و نحوه آغاز ترک
یکنواختی ساختار جوش

استانداردهای مرتبط

آزمون بررسی استحکام خط جوش (آزمون مخروطی) معمولاً بر اساس استانداردهای زیر انجام می‌شود:
ISO 13953 – آزمون مخروطی برای بررسی کیفیت جوش لوله‌های پلی‌اتیلن
EN 12201 – سیستم‌های لوله‌کشی پلی‌اتیلن
DIN 16963 – آزمون‌های جوش پلی‌اتیلن
استانداردهای ملی متناظر (ISIRI)

دستگاه‌ها و تجهیزات مورد استفاده

دستگاه آزمون یونیورسال (Universal Testing Machine)
فیکسچر و ابزار مخروطی استاندارد
سیستم ثبت نیرو و جابجایی
نرم‌افزار تحلیل داده‌های مکانیکی
ابزار برش و آماده‌سازی نمونه

تفسیر نتایج آزمون

در آزمون مخروطی، عدم بروز ترک یا شکست در ناحیه خط جوش و ایجاد تغییر شکل یکنواخت در نمونه، نشان‌دهنده کیفیت مناسب جوش و پیوند مطلوب زنجیرهای پلیمری است. در مقابل، شکست زودهنگام، ترک متمرکز در خط جوش یا رفتار شکننده بیانگر ضعف فرآیند جوش، شرایط نامناسب دما و فشار یا کیفیت پایین مواد اولیه می‌باشد.
نتایج این آزمون به تولیدکنندگان کمک می‌کند تا:
پارامترهای فرآیندی را بهینه‌سازی کنند
ریسک شکست محصول در سرویس را کاهش دهند.
کیفیت و دوام محصولات پلیمری را افزایش دهند.