Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 11994-4:2017 về Chất dẻo - Phần 4: Đèn hồ quang cacbon

• Số hiệu: TCVN11994-4:2017
• Loại văn bản: Tiêu chuẩn Việt Nam
• Nơi ban hành: ***
• Người ký: ***
• Ngày ban hành: Năm 2017

Dải quang phổ truyền qua	Phân bố đặc trưng của đèn hồ quang cacbon ngọn lửa hở với bộ lọc ánh sáng ban ngày^c	CIE 85:1989 Bảng 4^d^,^e
(λ = bước sóng, tính bằng nm)	%	%
λ < 290	0,05
290 ≤ λ < 320	2,9	5,4
320 < λ ≤ 360	20,5	38,2
360 < λ ≤ 400	76,6	56,4
^a Bảng này đưa ra bức xạ trong dải nhất định, tính theo tỷ lệ phần trăm của tổng bức xạ từ 290 nm đến 400 nm. Để xác định bức xạ quang phổ tương đối cho một bộ bộ lọc hoặc bộ lọc ánh sáng cụ thể đối với đèn hồ quang cacbon ngọn lửa hở, bức xạ quang phổ tương đối phải được đo từ 250 nm đến 400 nm. Thông thường, phép đo này phải tiến hành theo gia số 2 nm. Sau đó, lấy tổng của các bức xạ toàn bộ trong mỗi dải truyền qua và chia cho tổng bức xạ từ 290 nm đến 400 nm. ^b Bảng này biểu thị dữ liệu điển hình của đèn hồ quang cacbon ngọn lửa hở với các bộ lọc ánh sáng ban ngày bằng thủy tinh bo-silicat. Hiện không sẵn có đủ dữ liệu để xây dựng quy định kỹ thuật về đèn hồ quang cacbon ngọn lửa hở với bộ lọc ánh sáng ban ngày. ^c Đối với bức xạ quang phổ tương đối riêng lẻ bất kỳ, tỷ lệ phần trăm tính được cho dải truyền qua trong bảng này sẽ cộng lại thành 100 %. ^d Các dữ liệu trong Bảng 4 của CIE 85:1989 là tổng lượng bức xạ mặt trời trên một mặt phẳng ngang cho một khối lượng không khí bằng 1,0, cột ôzôn bằng 0,34 cm tại nhiệt độ và áp suất tiêu chuẩn (STP), lượng hơi nước ngưng tụ bằng 1,42 cm và độ sâu quang phổ với mức tắt sol khí là 0,1 tại bước sóng 500 nm. Những dữ liệu này được cung cấp chỉ với mục đích so sánh. ^e Đối với quang phổ mặt trời được nêu ở Bảng 4 của CIE 85:1989, bức xạ UV (từ 290 nm đến 400 nm) là 11 % và bức xạ nhìn thấy (từ 400 nm đến 800 nm) là 89 %, tính theo tỷ lệ phần trăm của tổng bức xạ từ 290 nm đến 800 nm.

4.1.3  Bức xạ quang phổ của đèn hồ quang cacbon ngọn lửa hở với bộ lọc kính cửa sổ (loại 2)

Bảng 2 đưa ra bức xạ quang phổ tương đối điển hình cho đèn hồ quang cacbon ngọn lửa hở với bộ lọc cửa sổ bằng kính.

Bảng 2 - Bức xạ quang phổ tương đối điển hình cho đèn hồ quang cacbon ngọn lửa hở với bộ lọc kính cửa sổ (loại 2)^a,^b

Dải quang phổ truyền qua

Phân bố đặc trưng của đèn hồ quang cacbon ngọn lửa hở với bộ lọc^c kính cửa sổ

CIE 85:1989, Bảng 4, cộng hiệu ứng kính cửa sổ^d,e

(λ = bước sóng, tính bằng nm)

%

%

...

...

...

0,0

300 ≤ λ ≤ 320

0,3

≤ 1

320 < λ ≤ 360

18,7

33,1

360 < λ ≤ 400

...

...

...

66,0

^a Bảng này biểu thị bức xạ trong dải nhất định, tính theo tỷ lệ phần trăm của tổng bức xạ giữa 290 nm và 400 nm. Để xác định bức xạ trong từng dải truyền qua đối với đèn hồ quang cacbon ngọn lửa hở với một bộ lọc cụ thể của các bộ lọc kính cửa sổ, bức xạ quang phổ tương đối phải được đo từ 250 nm đến 400 nm. Thông thường, phép đo này phải tiến hành theo gia số 2 nm. Sau đó, lấy tổng của các bức xạ toàn bộ trong mỗi dải truyền qua và chia cho tổng bức xạ từ 290 nm đến 400 nm.

^b Bảng này biểu thị dữ liệu điển hình của đèn hồ quang cacbon ngọn lửa hở với bộ lọc kính cửa sổ. Hiện không sẵn có đủ dữ liệu xây dựng quy định kỹ thuật về bức xạ quang phổ tương đối.

^c Đối với bức xạ quang phổ tương đối riêng lẻ bất kỳ, tỷ lệ phần trăm tính cho dải truyền qua trong bảng này được cộng lại thành 100 %. Liên hệ với nhà sản xuất thiết bị hồ quang cacbon để có dữ liệu bức xạ quang phổ tương đối cho loại hồ quang cacbon và bộ lọc kính cửa sổ cụ thể được sử dụng.

^d Các dữ liệu từ Bảng 4 của CIE 85:1989, cộng với hiệu ứng của kính cửa sổ được xác định bằng cách nhân dữ liệu từ Bảng 4 của CIE 85:1989, với dải hệ số truyền qua trên và dải hệ số truyền qua dưới điển hình cho kính cửa sổ được sử dụng ở Mỹ và châu Âu. Những dữ liệu này được cung cấp chỉ với mục đích so sánh.

^e Đối với Bảng 4 của CIE 85:1989, cộng với dữ liệu của kính cửa sổ, bức xạ UV từ 300 nm đến 400 nm là từ 7,7 % đến 10,6 % và các bức xạ nhìn thấy dao động từ 89,4 % đến 92,3 %, diễn đạt theo tỷ lệ phần trăm của tổng bức xạ từ 300 nm đến 800 nm.

4.1.4  Bức xạ quang phổ của đèn hồ quang cacbon ngọn lửa hở với bộ lọc UV mở rộng (loại 3)

Bảng 3 đưa ra bức xạ quang phổ tương đối trong vùng dải sóng UV đối với đèn hồ quang cacbon ngọn lửa hở với bộ lọc UV mở rộng. Có một vài bộ lọc loại 3 phù hợp sẵn có trên thị trường.

Bảng 3 - Bức xạ quang phổ tương đối của đèn hồ quang cacbon ngọn lửa hở với bộ lọc UV mở rộng (loại 3)^a^,^b

...

...

...

Tối thiểu^c

Tối đa^c

CIE 85:1989, Bảng 4^d,^e

(λ = bước sóng, tính bằng nm)

%

%

%

λ < 290

...

...

...

290 ≤ λ ≤ 320

2,3

6,7

5,4

320 < λ ≤ 360

16,4

24,3

38,2

...

...

...

68,1

80,1

56,4

^a Bảng này biểu thị bức xạ trong dải nhất định, tính theo tỷ lệ phần trăm của tổng bức xạ từ 290 nm đến 400 nm. Để biết một bộ lọc hoặc hệ bộ lọc cụ thể cho đèn hồ quang xenon đáp ứng các yêu cầu của bảng này hay không, bức xạ quang phổ phải được đo từ 250 nm đến 400 nm. Thông thường, phép này phải tiến hành theo gia số 2 nm. Sau đó, lấy tổng của các bức xạ toàn bộ trong mỗi dải truyền qua và chia cho tổng bức xạ từ 250 nm đến 400 nm.

^b Các giới hạn tối thiểu và tối đa trong bảng này là trên cơ sở 24 phép đo phân bố năng lượng quang phổ với đèn hồ quang cacbon ngọn lửa hở sử dụng bộ lọc từ các lô sản xuất khác nhau và đã qua thời gian sử dụng khác nhau, sử dụng phù hợp với khuyến nghị của nhà sản xuất. Các giới hạn tối thiểu và tối đa lệch ít nhất là ba sigma so với trung bình cộng của tất cả các phép đo. Đèn hồ quang cacbon ngọn lửa hở phát xạ một lượng đáng kể bức xạ UV bước sóng ngắn từ 250 nm đến 280 nm. Cường độ bức xạ UV bước sóng ngắn này thay đổi theo thời gian sử dụng và tính chất truyền qua ban đầu của bộ lọc UV mở rộng được sử dụng, cũng như thành phần của các thanh cacbon. Thành phần của các thanh cacbon có thể khác nhau giữa các lô sản xuất và giữa các nhà sản xuất.

^c Các cột tối thiểu và tối đa không nhất thiết phải có tổng bằng 100 % vì chúng đại diện cho cực tiểu và cực đại của các dữ liệu đo được sử dụng. Đối với phân bố năng lượng quang phổ riêng lẻ bất kỳ, tỷ lệ phần trăm tính cho các dải truyền qua trong bảng này sẽ có tổng đến 100 %. Đối với đèn hồ quang cacbon ngọn lửa hở riêng lẻ bất kỳ với bộ lọc UV mở rộng, tỷ lệ phần trăm tính được trong mỗi dải truyền qua phải nằm trong mức tối thiểu và giới hạn tối đa nhất định. Kết quả thử nghiệm có thể sẽ được dự kiến là khác đi, nếu kết quả thu được với thiết bị hồ quang cacbon ngọn lửa hở, trong đó phân bố năng lượng quang phổ chênh lệch cao bằng mức dung sai cho phép. Hãy liên hệ với nhà sản xuất thiết bị hồ quang cacbon để có dữ liệu phân bố năng lượng quang phổ cụ thể của đèn hồ quang cacbon và bộ lọc được sử dụng.

^d Các dữ liệu trong Bảng 4 của CIE 85:1989, là bức xạ mặt trời toàn phần trên một mặt phẳng ngang cho một khối lượng không khí bằng 1,0, cột ôzôn bằng 0,34 cm tại nhiệt độ và áp suất tiêu chuẩn (STP), lượng hơi nước ngưng tụ bằng 1,42 cm và độ sâu quang phổ với mức tắt sol khí là 0,1 tại bước sóng 500 nm. Những dữ liệu này được cung cấp chỉ với mục đích so sánh.

^e Đối với quang phổ mặt trời được nêu trong Bảng 4 của CIE 85:1989, bức xạ UV (từ 290 nm đến 400 nm) là 11 % và bức xạ nhìn thấy (từ 400 nm đến 800 nm) là 89 %, tính theo tỷ lệ phần trăm của tổng bức xạ từ 290 nm đến 800 nm.

4.1.5  Bức xạ quang phổ điển hình

...

...

...

CHÚ DẪN

X chiều dài bước sóng (nm)

Y chiếu xạ (W/m^2 trên nm)

Hình 1 - Bức xạ quang phổ điển hình của đèn hồ quang cacbon ngọn lửa hở với bộ lọc loại 1 (biểu tượng hình vuông), bộ lọc loại 2 (biểu tượng hình tam giác) và bộ lọc loại 3 (hình chữ thập) được so với bức xạ quang phổ của ánh sáng ban ngày Bảng 4 CIE 85:1989 (biểu tượng hình thoi)

CHÚ DẪN

X chiều dài bước sóng (nm)

Y chiếu xạ (W/m^2 trên nm)

...

...

...

4.1.6  Các thông số có thể ảnh hưởng đến phân bố năng lượng quang phổ của đèn hồ quang cacbon ngọn lửa hở

Các thông số sau có thể ảnh hưởng đến phân bố năng lượng quang phổ của đèn hồ quang cacbon ngọn lửa hở:

a) Sự khác biệt về thành phần và độ dày của bộ lọc có thể có tác động lớn vào lượng bức xạ UV bước sóng ngắn được truyền.

b) Sự già hóa của bộ lọc đối với phơi nhiễm bức xạ hồ quang các bon có thể gây nên sự suy giảm đáng kể về UV bước sóng ngắn được truyền bởi bộ lọc, gây ra sự suy giảm về UV bước sóng ngắn trong bức xạ lọc. Sự già hóa của bộ lọc có thể bị ảnh hưởng bởi thành phần của kính.

c) Sự tích tụ bụi bẩn hoặc các loại cặn khác vào bộ lọc có thể ảnh hưởng đến các tính chất truyền của bộ lọc.

d) Sự khác biệt về thành phần của các muối kim loại được sử dụng trong các thanh cacbon có thể ảnh hưởng đến phân bố năng lượng quang phổ.

4.2  Buồng thử nghiệm

Buồng thử nghiệm bao gồm một khung mẫu, có thiết kế đường cho không khí đi qua các mẫu thử để kiểm soát nhiệt độ.

Khung quay quanh trục tâm của giá đỡ đèn hồ quang cacbon. Đường kính khung điển hình là 96 cm. Có thể sử dụng đường kính khung khác nếu được thoả thuận chung của tất cả các bên có liên quan. Các mẫu thử phải được gắn trực tiếp vào khung hoặc gắn trên các giá đỡ gắn vào khung. Khung có thể thẳng đứng hoặc nghiêng.

...

...

...

Thiết bị phơi nhiễm phải được trang bị phương tiện để lập trình chu kỳ phơi nhiễm trong giới hạn hoạt động của thiết bị.

4.3  Thiết bị đo bức xạ

Thiết bị đo bức xạ được sử dụng phải tuân thủ các yêu cầu nêu trong TCVN 11994-1 (ISO 4892-1).

4.4  Nhiệt kế

Nhiệt kế chuẩn đen hoặc nhiệt kế tấm đen được sử dụng phải phù hợp với các yêu cầu nêu trong TCVN 11994-1 (ISO 4892-1) đối với các thiết bị này.

4.5  Độ ẩm

4.5.1  Quy định chung

Mẫu thử có thể phơi nhiễm với hơi ẩm ở dạng phun mù nước, ngưng tụ hoặc hơi ẩm cao.

4.5.2  Thiết bị kiểm soát độ ẩm tương đối

...

...

...

4.5.3  Hệ thống phun mù nước

Buồng thử nghiệm phải được trang bị một thiết bị tạo phun mù nước gián đoạn hướng vào mặt trước hoặc mặt sau của mẫu thử trong điều kiện quy định. Việc phun phải được phân bố đều trên mẫu thử. Hệ thống phun phải làm bằng vật liệu chống gỉ để không làm ô nhiễm nước sử dụng.

Có thể sử dụng nước cất hoặc nước khử khoáng (có độ dẫn điện dưới 5 µS/cm). Nước phải không có vết bẩn có thể quan sát được hay cặn và vì vậy tốt nhất là có hàm lượng chất rắn nhỏ hơn 1 µg/g. Cùng với chưng cất, kết hợp của khử ion và thẩm thấu ngược có thể được sử dụng để tạo nước có chất lượng theo yêu cầu.

Có thể cần phải thiết kế hệ thống phun để làm mát các mẫu thử bằng cách phun bề mặt sau của mẫu thử hoặc tấm lót mẫu thử khi chương trình phơi nhiễm quy định ngưng tụ định kỳ.

4.6  Giá đỡ mẫu

Giá đỡ mẫu có thể có dạng một khung mở, cho phép đặt mặt sau của mẫu thử phơi nhiễm, hoặc chúng có thể đỡ các mẫu thử một cách chắc chắn. Giá đỡ phải được làm bằng vật liệu trơ, không được có ảnh hưởng đến kết quả phơi nhiễm, ví dụ hợp kim nhôm không bị oxy hóa hoặc thép không gỉ. Không được sử dụng đồng thau, thép hoặc đồng ở vùng lân cận với các mẫu thử. Bệ đỡ được sử dụng có thể ảnh hưởng đến kết quả, khi có thể có khoảng trống bất kỳ giữa bệ đỡ và mẫu thử, đặc biệt là với các mẫu thử trong suốt, và phải được thỏa thuận giữa các bên có liên quan.

4.7  Thiết bị để đánh giá những thay đổi về tính chất

Phải sử dụng các thiết bị theo yêu cầu của tiêu chuẩn liên quan đến phương pháp xác định các tính chất được chọn để đánh giá (xem thêm TCVN 11024 (ISO 4582)).

5  Mẫu thử

...

...

...

6  Điều kiện thử nghiệm

6.1  Nhiệt độ

6.1.1  Nhiệt độ chuẩn đen/nhiệt độ tấm đen

Đối với mục đích trọng tài, khuyến nghị sử dụng nhiệt độ chuẩn đen. Tuy nhiên, nhiệt kế tấm đen được sử dụng rộng rãi cho thiết bị đèn hồ quang cacbon ngọn lửa hở. Trong trường hợp nhiệt độ tấm đen, thường sử dụng điển hình là nhiệt độ (63 ± 3) ^oC. Nếu sử dụng nhiệt kế tấm đen, loại nhiệt kế, cách gắn nhiệt kế lên giá đỡ mẫu và nhiệt độ vận hành lựa chọn phải được ghi lại trong báo cáo phơi nhiễm. Nếu sử dụng phun mù nước, yêu cầu về nhiệt độ áp dụng đến hết giai đoạn khô.

CHÚ THÍCH 1: Đối với nhiệt kế tấm đen, nhiệt độ hiển thị điển hình từ 3 ^oC đến 12 ^oC thấp hơn so với số đo của nhiệt kế chuẩn đen trong điều kiện phơi nhiễm cụ thể.

6.1.2  Nhiệt độ không khí buồng

Nếu yêu cầu, nhiệt độ không khí buồng cũng có thể được kiểm soát. Khi đó, áp dụng nhiệt độ (40 ± 3) ^oC nếu không có quy định khác.

6.2  Độ ẩm tương đối của không khí

Nếu không có quy định khác, độ ẩm tương đối được thiết lập ở mức 50 % và duy trì ở mức ± 10 %.

...

...

...

6.3  Chu kỳ phun mù nước

Chu kỳ phun mù nước sử dụng theo thoả thuận giữa các bên liên quan, nhưng tốt nhất nên là một trong những chu kỳ sau đây:

a) Chu kỳ phun 1

thời gian giai đoạn phun: 18,0 min ± 0,5 min

khoảng thời gian khô giữa các giai đoạn phun: 102,0 min ± 0,5 min

b) Chu kỳ phun 2

thời gian giai đoạn phun: 12,0 min ± 0,5 min

...

...

...

6.4  Các chu kỳ với giai đoạn tối

Các điều kiện trong 6.1 đến 6.3 có hiệu quả đối với sự xuất hiện liên tục của năng lượng bức xạ từ nguồn sáng. Các chu kỳ phức tạp hơn có thể được lập trình bao gồm giai đoạn tối cho phép độ ẩm tương đối cao và hình thành sự ngưng tụ tại nhiệt độ buồng tăng cao.

Các chương trình như vậy phải được ghi lại trong báo cáo phơi nhiễm với các chi tiết đầy đủ của các điều kiện thử nghiệm.

7  Cách tiến hành

7.1  Lắp các mẫu thử

Gắn các mẫu thử vào giá đỡ mẫu trong các thiết bị sao cho các mẫu thử không phải chịu ứng suất bất kỳ. Nhận dạng mỗi mẫu thử bằng dấu hiệu không thể xóa thích hợp, tránh các khu vực được sử dụng cho thử nghiệm tiếp theo. Khi kiểm tra, có thể vẽ sơ đồ vị trí của các mẫu thử.

Nếu muốn, trong trường hợp mẫu thử được sử dụng để xác định sự thay đổi về màu sắc và ngoại quan, một phần của mỗi mẫu thử có thể được bảo vệ bởi một tấm che mờ đục suốt quá trình phơi nhiễm. Việc này làm cho vùng chưa phơi nhiễm tiếp giáp với khu vực phơi nhiễm để dễ so sánh. Điều đó rất hữu ích trong việc kiểm tra sự tiến triển của các phơi nhiễm, nhưng các dữ liệu báo cáo luôn phải là trên cơ sở so sánh với các mẫu lưu được bảo quản trong tối.

7.2  Phơi nhiễm

7.2.1  Trước khi đặt các mẫu thử trong buồng thử nghiệm, hãy chắc chắn rằng thiết bị đang hoạt động ở trạng thái tốt (xem Điều 6). Duy trì các điều kiện này trong suốt quá trình phơi nhiễm.

...

...

...

7.2.3  Thay thế bộ lọc sau 2000 h sử dụng, hoặc khi phát triển sự thay đổi màu hoặc màu trắng đục rõ rệt, tùy thuộc yếu tố nào xảy ra trước. Làm sạch bộ lọc, trong khoảng thời gian khuyến cáo của nhà sản xuất, với vải hoặc khăn sạch, khô, không làm xước hoặc với một dung dịch chất tẩy rửa tan trong nước rồi sau đó rửa với nước sạch. Khuyến nghị nên thay thế bộ lọc theo lịch trình quay vòng để tạo ra sự đồng đều hơn trong suốt thời gian phơi nhiễm. Trong trường hợp này, sau mỗi 500 h thay thế bộ lọc tuần tự theo cặp. Giám sát tuổi đời và vị trí của tấm lọc để sao cho mỗi lần thay phải loại bỏ các cặp cũ nhất.

7.3  Đo phơi nhiễm bức xạ

Nếu được sử dụng, lắp thiết bị đo bức xạ sao cho thiết bị hiển thị bức xạ tại bề mặt phơi nhiễm của mẫu thử. Thời gian phơi nhiễm phải được biểu thị theo năng lượng bức xạ tới trên đơn vị diện tích mặt phẳng phơi nhiễm, bằng jun trên mét vuông đối với dải truyền qua được lựa chọn.

Khuyến nghị đo độ dài phơi nhiễm, tính bằng giờ (h), khi không sử dụng thiết bị đo bức xạ.

7.4  Xác định sự thay đổi tính chất sau khi phơi nhiễm

Được xác định theo quy định trong TCVN 11024 (ISO 4582).

8  Báo cáo phơi nhiễm

Báo cáo phơi nhiễm được quy định trong TCVN 11994-1 (ISO 4892-1)

...

...

...

[1] CIE 85:1989, Solar spectral irradiance (Bức xạ quang phổ mặt trời)

[2] ASTM G152, Standard practice for operating open flame carbon arc light appratus for exposure of non-metallic materials (Tiêu chuẩn thực hành đối với việc vận hành thiết bị ánh sáng hồ quang cacbon ngọn lửa hở cho phơi nhiễm vật liệu phi kim).

MỤC LỤC

Lời nói đầu

Lời giới thiệu

1  Phạm vi áp dụng

2  Tài liệu viện dẫn

3  Nguyên tắc

...

...

...

4.1  Nguồn sáng phòng thử nghiệm

4.2  Buồng thử nghiệm

4.3  Thiết bị đo bức xạ

4.4  Nhiệt kế

4.5  Độ ẩm

4.6  Giá đỡ mẫu

4.7  Thiết bị đánh giá những thay đổi về tính chất

5  Mẫu thử

6  Điều kiện thử nghiệm

...

...

...

6.2  Độ ẩm tương đối của không khí trong buồng

6.3  Chu kỳ phun mù nước

6.4  Các chu kỳ với giai đoạn tối

7  Cách tiến hành

7.1  Lắp các mẫu thử

7.2  Phơi nhiễm

7.3  Đo phơi nhiễm bức xạ

7.4  Xác định những thay đổi về tính chất sau khi phơi nhiễm

8  Báo cáo thử nghiệm

...

...

...