DIN EN ISO 22088-1-2006 Plastics - Determination of resistance to environmental stress cracking (ESC) - Part 1 General guidance (ISO 22088-1 2006) English version of DIN EN ISO 220.pdf

1、November 2006DEUTSCHE NORM Normenausschuss Kunststoffe (FNK) im DINPreisgruppe 8DIN Deutsches Institut fr Normung e.V. Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Normung e.V., Berlin, gestattet.ICS 83.080.01!,j)“9715906www.din.deDDIN EN ISO 220

2、88-1Kunststoffe Bestimmung der Bestndigkeit gegen umgebungsbedingteSpannungsrissbildung (ESC) Teil 1: Allgemeine Anleitung (ISO 22088-1:2006);Deutsche Fassung EN ISO 22088-1:2006Plastics Determination of resistance to environmental stress cracking (ESC) Part 1: General guidance (ISO 22088-1:2006);Ge

3、rman version EN ISO 22088-1:2006Plastiques Dtermination de la fissuration sous contrainte dans un environnement donn (ESC) Partie 1: Lignes directrices gnrales (ISO 22088-1:2006);Version allemande EN ISO 22088-1:2006Mit DIN EN ISO 22088-3:2006-11 Ersatz fr DIN EN ISO 4599:1997-05;mit DIN EN ISO 2208

4、8-4:2006-11 Ersatz fr DIN EN ISO 4600:1998-02;mit DIN EN ISO 22088-2:2006-11 Ersatz fr DIN EN ISO 6252:1998-02Alleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 BerlinErsatzvermerksiehe untenwww.beuth.deErsatzvermerkGesamtumfang 12 SeitenDIN EN ISO 22088-1:2006-11 2 Nationales Vorwort Dieses Do

5、kument (EN ISO 22088-1:2006) wurde vom Technischen Komitee CEN/TC 249 Kunststoffe erarbeitet, dessen Sekretariat vom IBN (Belgien) gehalten wird. Das zustndige deutsche Gremium ist der Arbeitsausschuss NA 054-01-04 AA Verhalten gegen Umwelteinflsse. Fr die im Abschnitt 2 zitierten Internationalen No

6、rmen wird im Folgenden auf die entsprechenden Deutschen Normen hingewiesen: ISO 293 siehe DIN EN ISO 293 ISO 294-1 siehe DIN EN ISO 294-1 ISO 2818 siehe DIN EN ISO 2818 nderungen Gegenber DIN EN ISO 4599:1997-05, DIN EN ISO 4600:1998-02 und DIN EN ISO 6252:1998-02 wurden folgende nderungen vorgenomm

7、en: a) allgemeine Festlegungen in dieser Norm zusammengefasst; b) Begriff ESC-Index eingefhrt; c) Konditionierung und Prftemperatur vereinheitlich; d) einheitliches Prfmedium aufgenommen. Frhere Ausgaben DIN 53449: 1970-09 DIN 53449-1: 1984-05 DIN 53449-2: 1984-05 DIN 52449-3: 1984-05 DIN EN ISO 459

8、9: 1997-05 DIN EN ISO 4600: 1998-02 DIN EN ISO 6252: 1998-02 Nationaler Anhang NA (informativ) Literaturhinweise DIN EN ISO 293, Kunststoffe Formgepresste Probekrper aus Thermoplasten DIN EN ISO 294-1, Kunststoffe Spritzgieen von Probekrpern aus Thermoplasten Teil 1: Allgemeine Grundlagen und Herste

9、llung von Vielzweckprobekrpern und Stben DIN EN ISO 2818, Kunststoffe Herstellung von Probekrpern durch mechanische Bearbeitung EUROPISCHE NORM EUROPEAN STANDARD NORME EUROPENNE EN ISO 22088-1 August 2006 ICS 83.080.01 Deutsche Fassung Kunststoffe Bestimmung der Bestndigkeit gegen umgebungsbedingte

10、Spannungsrissbildung (ESC) Teil 1: Allgemeine Anleitung (ISO 22088-1:2006) Plastics Determination of resistance to environmental stress cracking (ESC) Part 1: General guidance (ISO 22088-1:2006) Plastiques Dtermination de la fissuration sous contrainte dans un environnement donn (ESC) Partie 1: Lign

11、es directrices gnrales (ISO 22088-1:2006) Diese Europische Norm wurde vom CEN am 21. Juli 2006 angenommen. Die CEN-Mitglieder sind gehalten, die CEN/CENELEC-Geschftsordnung zu erfllen, in der die Bedingungen festgelegt sind, unter denen dieser Europischen Norm ohne jede nderung der Status einer nati

12、onalen Norm zu geben ist. Auf dem letzten Stand befindliche Listen dieser nationalen Normen mit ihren bibliographischen Angaben sind beim Management-Zentrum oder bei jedem CEN-Mitglied auf Anfrage erhltlich. Diese Europische Norm besteht in drei offiziellen Fassungen (Deutsch, Englisch, Franzsisch).

13、 Eine Fassung in einer anderen Sprache, die von einem CEN-Mitglied in eigener Verantwortung durch bersetzung in seine Landessprache gemacht und dem Management-Zentrum mitgeteilt worden ist, hat den gleichen Status wie die offiziellen Fassungen. CEN-Mitglieder sind die nationalen Normungsinstitute vo

14、n Belgien, Dnemark, Deutschland, Estland, Finnland, Frankreich, Griechenland, Irland, Island, Italien, Lettland, Litauen, Luxemburg, Malta, den Niederlanden, Norwegen, sterreich, Polen, Portugal, Rumnien, Schweden, der Schweiz, der Slowakei, Slowenien, Spanien, der Tschechischen Republik, Ungarn, de

15、m Vereinigten Knigreich und Zypern.EUROPISCHES KOMITEE FR NORMUNG EUROPEAN COMMITTEE FOR STANDARDIZATION COMIT EUROPEN DE NORMALISATIONManagement-Zentrum: rue de Stassart, 36 B-1050 Brssel 2006 CEN Alle Rechte der Verwertung, gleich in welcher Form und in welchem Verfahren, sind weltweit den nationa

16、len Mitgliedern von CEN vorbehalten.Ref. Nr. EN ISO 22088-1:2006 DEN ISO 22088-1:2006 (D) 2 Inhalt Seite Vorwort 3 Einleitung.4 1 Anwendungsbereich .5 2 Normative Verweisungen5 3 Begriffe .6 4 Grundlagen der Prfung .6 5 Anwendbarkeit des Prfverfahrens .7 6 Probekrperherstellung 7 7 Konditionierung u

17、nd Prfbedingungen.8 7.1 Konditionieren8 7.2 Prftemperatur.8 7.3 Prfmedium8 Anhang A (informativ) Beispiele von Prfverfahren und Kunststoffen.9 Literaturhinweise . 10 EN ISO 22088-1:2006 (D) 3 Vorwort Dieses Dokument (EN ISO 22088-1:2006) wurde vom Technischen Komitee ISO/TC 61 Plastics“ in Zusammena

18、rbeit mit dem Technischen Komitee CEN/TC 249 Kunststoffe“ erarbeitet, dessen Sekretariat vom IBN gehalten wird. Diese Europische Norm muss den Status einer nationalen Norm erhalten, entweder durch Verffentlichung eines identischen Textes oder durch Anerkennung bis Februar 2007, und etwaige entgegens

19、tehende nationale Normen mssen bis Februar 2007 zurckgezogen werden. Entsprechend der CEN/CENELEC-Geschftsordnung sind die nationalen Normungsinstitute der folgenden Lnder gehalten, diese Europische Norm zu bernehmen: Belgien, Dnemark, Deutschland, Estland, Finnland, Frankreich, Griechenland, Irland

20、, Island, Italien, Lettland, Litauen, Luxemburg, Malta, Niederlande, Norwegen, sterreich, Polen, Portugal, Rumnien, Schweden, Schweiz, Slowakei, Slowenien, Spanien, Tschechische Republik, Ungarn, Vereinigtes Knigreich und Zypern. Anerkennungsnotiz Der Text von ISO 22088-1:2006 wurde vom CEN als EN I

21、SO 22088-1:2006 ohne irgendeine Abnderung genehmigt. EN ISO 22088-1:2006 (D) 4 Einleitung Wird ein Kunststoffmaterial an der Luft unterhalb seiner Streckgrenze mechanisch gespannt oder gedehnt, knnen nach einem bestimmten Zeitraum, der sehr lang sein kann, Spannungsrisse auftreten. Diese mechanische

22、n Spannungen knnen innere oder uere Spannungen sein, oder es kann eine Kombination beider Spannungen sein. Die gleichzeitige Beanspruchung durch eine chemische Umgebung und Spannung oder Dehnung kann im Vergleich mit der Beanspruchung in einer inerten Umgebung zu einer drastischen Verkrzung der Zeit

23、spanne bis zum Bruch fhren. Dieses Phnomen wird als umgebungsbedingte Spannungsrissbildung (ESC) bezeichnet, die viele Werkstoffe, einschlielich Kunststoffmaterialien, aufweisen. Die zulssige Langzeitspannung oder -dehnung kann durch dieses Phnomen betrchtlich vermindert werden. Im Allgemeinen wird

24、angenommen, dass die ESC ber folgende Prozesse abluft: 1) Bildung von Mikrohohlrumen in Probekrpern durch mikroskopisch kleine Spannungskonzentration nach Aufbringen einer mechanischen Spannung. 2) Bildung und anschlieendes Wachstum von Makrohohlrumen, hervorgerufen durch die Aufspaltung intermoleku

25、larer Bindungen in benachbarten Hohlrumen, die durch die chemische Umgebung bewirkt wird, und Bildung von Haarrissen, die sich aus miteinander verbundenen Hohlrumen und Fibrillen (Faserissen) zusammensetzen. 3) Wachstum der Haarrisse, verursacht durch Zerreien der Fibrillen infolge der aufgebrachten

26、 Spannung und Kontakt mit der chemischen Umgebung. 4) Schlielich breitet sich an der Spitze des Haarrisses ein Riss aus, der zum Sprdbruch fhrt. Die Risse knnen die Dicke des Materials vollstndig durchwandern und es in zwei oder mehrere Stcke trennen oder sie knnen zur Ruhe kommen, sobald sie in Ber

27、eiche gelangen, in denen eine geringere Spannung oder unterschiedliche Materialmorphologie herrscht. Die Bestimmung der ESC ist kompliziert, weil sie von vielen Parametern beeinflusst wird, darin eingeschlossen: Probekrpermae; Probekrperzustand (Orientierung, Struktur, Eigenspannungen); Probekrperhe

28、rstellung; thermische Vorgeschichte des Probekrpers; Spannung und Dehnung; Prftemperatur; Dauer der Prfung; chemische Umgebung; Verfahrensweise bei der Aufbringung von Spannung und Dehnung; Versagenskriterium. Durch das Konstanthalten smtlicher Parameter bis auf einen kann der relative Einfluss des

29、jeweils variablen Parameters auf die ESC bewertet werden. Wesentlicher Gegenstand der ESC-Messungen ist die Bestimmung der relativen Auswirkung der Belastung durch chemische Medien (Umgebung) auf Kunststoffe (Probekrper und Fertigteile). Die Messungen knnen auch dazu herangezogen werden, den Einflus

30、s der Formgebungsbedingungen auf die Qualitt eines Fertigteils zu bewerten, sofern die Versagensart der im eigentlichen Gebrauch auftretenden Versagensart entspricht. Es ist jedoch nahezu unmglich, irgendeinen direkten Zusammenhang zwischen den Ergebnissen von ESC-Kurzzeitmessungen an Probekrpern un

31、d dem tatschlichen Gebrauchsverhalten von Fertigteilen herzustellen, weil das Verhalten der Letzteren mglicherweise weitaus komplizierter ist als das von Probekrpern. EN ISO 22088-1:2006 (D) 5 1 Anwendungsbereich 1.1 Dieser Teil von ISO 22088 liefert die fr die Auswahl des Prfverfahrens relevanten I

32、nformationen und allgemeinen Anleitungen zur Bestimmung der umgebungsbedingten Spannungsrissbildung (ESC). 1.2 Teil 2 beschreibt ein Verfahren, bei dem ein Probekrper, whrend er bei festgelegter Temperatur in ein Spannungsrisse bewirkendes Medium eingetaucht ist, einer konstanten Zugbelastung ausges

33、etzt wird. Die Zeit und/oder Spannung, bei der der Probekrper bricht, werden/wird aufgezeichnet. 1.3 Teil 3 beschreibt ein Verfahren, bei dem Kunststoffstreifen unter konstanter Biegezugdehnung angeordnet und fr eine zuvor festgelegte Zeitdauer einem Spannungsrisse bewirkenden Medium ausgesetzt sind

34、. 1.4 Teil 4 beschreibt ein Verfahren, bei dem in den Probekrper ein Loch mit vorgegebenem Durchmesser gebohrt und eine Kugel oder ein Rundstift mit berma in die Bohrung hineingedrckt wird, whrend der Probekrper mit einem Spannungsrisse bewirkenden Medium in Kontakt gebracht wird. 1.5 Teil 5 beschre

35、ibt ein Verfahren, bei dem auf einen Probekrper eine konstante Zugverformungskraft ausgebt wird, whrend dieser bei einer fr die Prfung ausgewhlten Temperatur in ein Spannungsrisse bewirkendes Medium eingetaucht ist. 1.6 Teil 6 beschreibt ein Verfahren, bei dem auf einen Probekrper eine langsame Dehn

36、rate angewendet wird, whrend dieser in ein Spannungsrisse bewirkendes Medium eingetaucht ist. 1.7 Diese Verfahren sind nur auf thermoplastische Kunststoffmaterialien anwendbar. 1.8 Bei diesen Verfahren handelt es sich im Wesentlichen um Rangordnungsprfungen, und sie sind nicht zur Lieferung von Date

37、n vorgesehen, die fr konstruktive Zwecke oder zur Vorhersage der Gebrauchs-tauglichkeit anzuwenden sind. 2 Normative Verweisungen Die folgenden zitierten Dokumente sind fr die Anwendung dieses Dokuments erforderlich. Bei datierten Verweisungen gilt nur die in Bezug genommene Ausgabe. Bei undatierten

38、 Verweisungen gilt die letzte Ausgabe des in Bezug genommenen Dokuments (einschlielich aller nderungen). ISO 150, Raw, refined and boiled linseed oil for paints and varnishes Specification and methods of test ISO 293, Plastics Compression moulding of test specimens of thermoplastic materials ISO 294

39、-1, Plastics Injection moulding of test specimens of thermoplastic materials Part 1: General principles, and moulding of multipurpose and bar test specimens ISO 2818, Plastics Preparation of test specimens by machining EN ISO 22088-1:2006 (D) 6 3 Begriffe Diese folgenden Begriffe gelten fr alle Teil

40、e von ISO 22088, falls nicht anders angegeben. 3.1 Prftemperatur die Temperatur, bei der sich die Probekrper mit dem Prfmedium in Kontakt befinden 3.2 Prfdauer der Zeitraum, in dem sich die Probekrper im gedehnten Zustand mit dem Prfmedium in Kontakt befinden 3.3 Prfmedium flssiges, gasfrmiges, past

41、enfrmiges oder festes chemisch wirksames oder ein anderes ausgewhltes Medium, mit dem sich Probekrper bei der Prfung in Kontakt befinden 3.4 ESC-Index allgemein das Verhltnis des im Prfmedium bestimmten Versagenswertes zu dem in einem Referenzmedium (blicherweise Luft), beide bei der gleichen Prftem

42、peratur nach gleicher Prfdauer gemessen 3.4.1 ESC-Index ISO 22088-3 das Verhltnis des Wertes der in einem Prfmedium bestimmten Bruchdehnung zu der bei gleicher Belastungsdauer im Referenzmedium (blicherweise Luft) bestimmten Bruchdehnung 3.4.2 ESC-Index ISO 22088-6 der normierte Wert der Abweichungs

43、spannung, der die ESC-Empfindlichkeit verschiedener Materialien einer bestimmten Umgebung misst 4 Grundlagen der Prfung 4.1 In Teil 2 wird ein Probekrper einer konstanten Zugbelastung ausgesetzt, whrend dieser bei einer festgelegten Temperatur in ein Spannungsrisse bewirkendes Medium eingetaucht ist

44、. Drei Verfahren knnen zur Anwendung kommen. Verfahren A bestimmt die Zugspannung, die erforderlich ist, um nach 100 h zum Bruch zu fhren. Verfahren B bestimmt die Zeitdauer bis zum Bruch (Bruchzeit) bei vorgegebener konstanter Zugspannung. Beim Verfahren C wird die Bruchzeit fr eine Reihe von aufge

45、brachten Spannungen in ein Koordinatensystem eingetragen, um zu ermitteln, ob die Bruchzeit einer bestimmten vereinbarten Spannung entspricht. 4.2 In Teil 3 werden Kunststoffstreifen unter konstanter Biegezugspannung angeordnet und fr eine zuvor festgelegte Zeitdauer einem Spannungsrisse bewirkenden

46、 Medium ausgesetzt. Mit einer Reihe von Formen mit abnehmenden Radien wird in der ueren Oberflche eine zunehmend hhere Dehnung erzeugt. Nach festgelegter Beanspruchung durch das Spannungsrisse bewirkende Medium werden die Probekrper entnommen, einer Sichtprfung unterzogen und hinsichtlich der indika

47、tiven Eigenschaft, wie z. B. Zugfestigkeit, geprft. 4.3 In Teil 4 wird in den Probekrper ein Loch mit vorgegebenem Durchmesser gebohrt und eine Kugel oder ein Rundstift mit berma in die Bohrung hineingedrckt, whrend sich der Probekrper mit einem Spannungsrisse bewirkenden Medium in Kontakt befindet.

48、 Nach Ablauf einer festgelegten Beanspruchungsdauer durch das Spannungsrisse bewirkende Medium werden die Probekrper berprft und/oder hinsichtlich der indikativen Eigenschaft geprft. In bestimmten Fllen wird zum Vergleich eine Parallelprfung an der Luft vorgenommen. EN ISO 22088-1:2006 (D) 7 4.4 In

49、Teil 5 wird auf einen Probekrper eine konstante Zugverformungskraft ausgebt, whrend dieser bei einer fr die Prfung ausgewhlten Temperatur in ein Spannungsrisse bewirkendes Medium eingetaucht ist. Die ESC des Prfmaterials wird durch Vergleich des Grades der Abweichung von einer festgelegten kritischen, im Spannungsrisse bewirk