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Os ensaios em tubos termoplásticos e poliolefínicos

Qual deve ser o número mínimo de corpos de prova? Qual deve ser o procedimento do ensaio? Como deve ser feita a verificação dos corpos de prova? Em relação aos tubos de polietileno, qual a especificação básica? Em relação aos tubos de polipropileno, qual a especificação básica? Essas dúvidas estão sendo apresentadas no texto sobre as propriedades de tração de tubos termoplásticos e poliolefínicos.

28/03/2018 - Equipe Target

Série NBR ISO 6259 de 03/2018: as propriedades de tração de tubos termoplásticos e poliolefínicos

A NBR ISO 6259-1 de 03/2018 - Tubos termoplásticos — Determinação das propriedades de tração - Parte 1: Método geral de ensaio especifica um método para determinação das propriedades de tração de tubos termoplásticos, incluindo as seguintes propriedades: tensão de escoamento; alongamento até a ruptura. É aplicável a todos os tipos de tubulação de termoplásticos, independentemente do uso pretendido. A NBR ISO 6259-3 de 03/2018 - Tubos termoplásticos - Determinação das propriedades de tração - Parte 3: Tubos poliolefínicos especifica um método para determinação das propriedades de tração em tubos poliolefínicos (polietileno, polietileno reticulado, polipropileno e polibutileno)e das seguintes propriedades: a tensão na ruptura; o alongamento na ruptura. Esta Parte da ABNT NBR ISO 6259 também apresenta as especificações básicas correspondentes nos Anexos A a D, apenas para fins de informação.

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Qual deve ser o número mínimo de corpos de prova?

Qual deve ser o procedimento do ensaio?

Como deve ser feita a verificação dos corpos de prova?

Em relação aos tubos de polietileno, qual a especificação básica?

Em relação aos tubos de polipropileno, qual a especificação básica?

Esta Parte 1 especifica um método de ensaio de tração de curto prazo para determinar as propriedades de tração de tubos termoplásticos. O método pode fornecer dados para ensaios adicionais, com objetivo de investigação e desenvolvimento. O método não é considerado significativo para aplicações em que as condições de aplicação da força diferem consideravelmente de outros métodos de ensaio, como aplicações que requerem ensaios adequados de impacto, fluência e fadiga.

Os ensaios de propriedades de tração são considerados principalmente ensaios de material em forma de tubo. Os resultados podem ser úteis, como um ensaio de controle de processo do material, mas não são uma avaliação quantitativa do desempenho do tubo a longo prazo. A ISO 6259 foi elaborada com base na ISO 52.

Para facilidade de uso, foi preferível elaborar um documento completo que possa ser usado para determinar as propriedades de tração de tubos termoplásticos. Para mais detalhes, pode ser obtida referência na ISO 527. No entanto, nota-se que a ISO 527 é aplicável a materiais em forma de chapa, enquanto que a NBR ISO 6259 é aplicável a materiais em forma de tubo.

Como foi considerado essencial ensaiar os tubos tal como são fornecidos, isto é, sem redução da espessura, as dificuldades são aquelas na escolha do corpo de prova. A ISO 527 especifica corpos de prova com alguns milímetros de espessura, ao passo que a espessura de um tubo pode ser superior a 50 mm. Por isso que certas mudanças foram feitas sobre este ponto.

Para tubos de paredes finas, o corpo de prova pode ser obtido por matriz de estampagem, enquanto que, para tubos de parede grossa, pode ser obtido somente por usinagem. Atualmente a NBR ISO 6259 compreende três partes. A primeira parte apresenta as condições gerais em que as propriedades de tração dos tubos termoplásticos devem ser determinadas. As outras duas partes dispõem, respectivamente, informações particulares sobre a execução dos ensaios em tubos feitos de materiais diferentes. As especificações básicas para os vários materiais são apresentadas em anexos informativos nas partes pertinentes. A NBR ISO 6259, sob o título geral “Tubos termoplásticos – Determinação das propriedades de tração”, tem previsão de conter as seguintes partes: Parte 1: Método geral de ensaio; Part 2: Pipes made of unplasticized poly(vinyl chloride) (PVC-U), chlorinated poly (vinyl chloride) (PVC-C) and high-impact poly (vinyl chloride) (PVC-HI) (O Brasil ainda não adotou a Parte 2, que está sendo avaliada pelo setor de pvc, bem como os impactos e conflitos que ela pode causar com as normas brasileiras em vigor; e Parte 3: Tubos de poliolefinas.

A aparelhagem deve incluir uma máquina de ensaios de tração, em conformidade com a NBR ISO 5893 e atendendo às especificações. O uso de máquinas controladas por computador, de acordo com a ISO 527-1:2012, é uma opção. Deve, também, incluir garras, para prender o corpo de prova ligado à máquina, de modo que o eixo principal do corpo de prova coincida com a direção da tração por meio do eixo da montagem.

Isto pode ser conseguido, por exemplo, pela utilização de pinos nas garras para centralizar. O corpo de prova deve ser preso de tal forma que seja evitado, tanto quanto possível, o deslizamento em relação às garras e isto deve ser realizado com o tipo de garra que mantenha ou aumente a pressão sobre o corpo de prova com o aumento da força aplicada ao corpo de prova.

O sistema de fixação não pode provocar a fratura prematura do corpo de prova pelas garras. Pode ser necessário um pré-esforço do corpo de prova para obter o seu alinhamento correto e acomodação para evitar qualquer irregularidade no início do gráfico de tensão/deformação. Um indicador de carga deve ser incluído na aparelhagem, incorporando um mecanismo capaz de mostrar a carga total da tração alcançada pelo corpo de prova, quando mantido pelas garras.

O mecanismo deve ser essencialmente livre de inércia à taxa especificada para o corpo de prova e deve indicar a carga com uma precisão de até 1 % do valor real. Atenção é dada às NBR ISO 5893 e NBR ISO 7500-1. Um extensômetro, adequado para a determinação do comprimento de medida do corpo de prova a qualquer momento durante o ensaio.

O instrumento deve ser essencialmente livre de atraso pela inércia às velocidades de ensaio especificadas e deve ser capaz de medir a deformação com precisão de 1%. Quando um extensômetro mecânico for usado, este deve ser fixado ao corpo de prova de tal modo que ao corpo de prova não sofra qualquer dano ou distorção e nenhum deslizamento ocorra entre ele e o extensômetro.

A medição do alongamento do corpo de prova com base na movimentação das garras não tem precisão e deve ser evitada sempre que possível. É desejável, mas não essencial, que o instrumento registre o comprimento ou qualquer variação, automaticamente, em função da tensão no corpo de prova de ensaio. Deve-se incluir um micrômetro ou equivalente, com capacidade de leitura de 0,01 mm ou menor e adequado para medir a espessura e a largura do corpo de prova. Uma matriz de corte, em conformidade com o perfil relevante da ISO 6259-2:1997 ou da NBR ISO 6259-3:2018, conforme o caso. Uma máquina de fresagem e de corte, capaz de produzir corpos de prova especificados na ISO 6259-2:1997 ou a NBR ISO 6259-3:2018, conforme o caso.

Os corpos de prova não podem ser ensaiados dentro de um período de 15 h após a produção dos tubos, exceto para o controle de fabricação. Se não especificado de outra forma na norma pertinente ao produto, o condicionamento deve ser realizado conforme a seguir. Antes do ensaio, condicionar os corpos de prova ao ar, a uma temperatura de (23 ± 2) °C, durante um período de não menos que o tempo especificado na tabela 1 da ISO 1167-1:2006, em função da espessura do corpo de prova.

Os polímeros sensíveis à umidade, por exemplo, poliamida, devem ser condicionados a uma umidade de (50 ± 10) %. Para os polímeros sensíveis à umidade, alcançar o equilíbrio pode levar muito tempo para as amostras mais espessas. A velocidade do ensaio depende do material e da espessura da parede do tubo e deve ser a especificada na norma aplicável do produto ou na ISO 6259-2:1997 ou NBR ISO 6259-3:2018.

O relatório do ensaio deve incluir as seguintes informações: uma referência para a parte relevante da NBR ISO 6259 (isto é, NBR ISO 6259-1); todos os detalhes necessários para a identificação completa do tubo ensaiado, incluindo o material, tipo, origem, dimensões nominais, etc.; o tipo do corpo de prova utilizado e o método pelo qual ele foi preparado; as condições climáticas no laboratório, o método de condicionamento dos corpos de prova e o tempo de condicionamento; o número de corpos de prova ensaiados; a velocidade do ensaio; a tensão no escoamento (valores individuais, média aritmética e desvio-padrão); o alongamento até a ruptura (valores individuais, média aritmética e desvio-padrão); os detalhes de qualquer operação não especificada nesta Parte da NBR ISO 6259, bem como qualquer incidente com probabilidade de ter tido um efeito sobre os resultados e, em particular, todas as características especiais (como corpos estranhos) observadas nos corpos de prova ou na seção transversal da ruptura; data do ensaio.

Importante saber que os corpos de prova devem ser obtidos por matriz de corte ou usinagem. Quando a espessura do tubo for menor ou igual a 12 mm, os corpos de prova podem ser cortados preferencialmente por matriz de corte. Quando a espessura dos tubos for maior que 12 mm, os corpos de prova podem ser preferencialmente usinados.

Convém que sejam tomados cuidados quando for utilizada a matriz de corte, para evitar danificar o corpo de prova ou produzir lados não paralelos. Os corpos de prova devem ser do Tipo 1, com formato e dimensões conforme a figura e tabela; ou Tipo 2, com formato e dimensões conforme a figura e tabela; ou Tipo 3, com formato e dimensões conforme a figura e tabela. A escolha de um corpo de prova depende da espessura da parede do tubo do qual é obtido.

Tubos

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FONTE: Equipe Target

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