Tiêu chuẩn quốc gia TVCN 9878:2013 Vận hành thiết bị chiếu sáng hồ quang cacbon ngọn lửa hở

• Số hiệu: TVCN9878:2013
• Loại văn bản: Tiêu chuẩn Việt Nam
• Nơi ban hành: ***
• Người ký: ***
• Ngày ban hành: Năm 2013

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 9878:2013

ASTM G152:2006

VẬN HÀNH THIẾT BỊ CHIẾU SÁNG HỒ QUANG CACBON NGỌN LỬA HỞ ĐỂ PHƠI MẪU VẬT LIỆU PHI KIM LOẠI

Standard Practice for Operating Open Flame Carbon Arc Light Apparatus for Exposure of Nonmetallic Materials

Lời nói đầu

TCVN 9878:2013 được xây dựng trên cơ sở tham khảo tiêu chuẩn ASTM G152 - 06 Standard Practice for Operating Open Flame Carbon Arc Light Apparatus for Exposure of Nonmetallic Materials.

TCVN 9878:2013 do Viện Khoa học và Công nghệ Giao thông Vận tải biên soạn, Bộ Giao thông Vận tải đề nghị, Tổng cục Tiêu chuẩn đo lường thẩm định, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

...

...

...

Standard Practice for Operating Open Flame Carbon Arc Light Apparatus for Exposure of Nonmetallic Materials

1. Phạm vi áp dụng

1.1. Tiêu chuẩn này đưa ra nguyên tắc cơ bản và quy trình vận hành thiết bị chiếu bức xạ bằng đèn bức xạ hồ quang ngọn lửa hở kết hợp pha nước nhằm tạo ra hiệu ứng thời tiết như khi vật liệu được phơi trực tiếp dưới ánh sáng mặt trời, và độ ẩm như mưa hoặc sương trong sử dụng thực tế hoặc gián tiếp qua kính cửa sổ. Tiêu chuẩn này chỉ đề cập đến cách lấy mẫu, đo đạc và kiểm soát các điều kiện thử nghiệm. Tiêu chuẩn này không xác định điều kiện thử nghiệm cụ thể phù hợp nhất cho vật liệu cần thử.

CHÚ THÍCH 1: Tiêu chuẩn ASTM G 151 mô tả hoạt động của tất cả các thiết bị thử nghiệm sử dụng nguồn sáng trong phòng thử nghiệm. Tiêu chuẩn này thay thế tiêu chuẩn ASTM G 23, là tiêu chuẩn mô tả thiết kế riêng của thiết bị dùng hồ quang cacbon để thử nghiệm.

1.2. Mẫu thử nghiệm được phơi dưới ánh sáng hồ quang cacbon ngọn lửa hở được lọc trong điều kiện môi trường kiểm soát.

1.3. Các bước chuẩn bị mẫu thử và đánh giá kết quả được quy định trong các tiêu chuẩn hay yêu cầu kỹ thuật cho các vật liệu cụ thể. Hướng dẫn chung được quy định trong tiêu chuẩn ASTM G 151 và ISO 4892-1. Thông tin và hướng dẫn cụ thể về phương pháp xác định sự thay đổi các tính chất của vật liệu sau khi thử nghiệm cũng như phương thức báo cáo kết quả được quy định trong tiêu chuẩn ISO 4582.

2. Tài liệu viện dẫn

Các tài liệu viện dẫn sau là cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm cả các sửa đổi.

2.1. Tiêu chuẩn ASTM:

...

...

...

D3924 Standard Specification for Standard Environment for Conditioning and Testing Paint, Varnish, Lacquer, and Related Materials - Yêu cầu kỹ thuật điều kiện môi trường chuẩn và thử nghiệm sơn, vecni, chất lỏng và các vật liệu liên quan;

D 3980 Standard Practice for Interlaboratory Testing of Paint and Related Materials - Thử nghiệm liên phòng thử nghiệm cho sơn và các vật liệu liên quan;

D 5870 Standard Practice for Calculating Property Retention Index of Plastics - Tiêu chuẩn tính toán chỉ số tính chất còn lại của chất dẻo;

E 691 Practice for Conducting an Interlaboratory Study to Determine the Precision of a Test Method - Tiêu chuẩn tiến hành nghiên cứu liên phòng thí nghiệm để xác định độ chính xác của phương pháp thử;

E171 Standard Practice for Conditioning and Testing Flexible Barrier Packaging - Tiêu chuẩn về điều kiện và thử nghiệm dẻo đóng gói bao bì;

G 23 Practice for Operating Light-Exposure Apparatus (Carbon-Arc Type) With and Without Water for Exposure of Nonmetallic Materials - Tiêu chuẩn vận hành thiết bị thử nghiệm ánh sáng (loại hồ quang cacbon) có và không có nước cho thử nghiệm vật liệu phi kim loại;

G 113 Terminology Relating to Natural and Artiticial Weathering Tests of Nonmetallic Materials - Các thuật ngữ liên quan đến thử nghiệm thời tiết tự nhiên và nhân tạo của vật liệu phi kim loại;

G 147 Standard Practice for Conditioning and Handling of Nonmetallic Materials for Natural and Artificial Weathering Tests - Tiêu chuẩn về điều kiện và xử lý vật liệu phi kim loại cho thử nghiệm tự nhiên và nhân tạo;

G 151 Practice for Exposing Nonmetallic Materials in Accelerated Test Devices That Use Laboratory Light Sources - Tiêu chuẩn thử nghiệm vật liệu phi kim loại trong thiết bị thử nghiệm gia tốc sử dụng nguồn sáng trong phòng thử nghiệm 1).

...

...

...

CIE-Publ. No. 85: Recommendations for the Integrated Irradiance and the Spectral Distribution of Simulated Solar Radiation for Testing Purposes - Khuyến nghị cho bức xạ tích hợp và phân bố quang phổ mô phỏng bức xạ mặt trời cho mục đích thử nghiệm.

2.3. Tiêu chuẩn ISO:

ISO 4892-1, Plastics - Methods of Exposure to Laboratory Light Sources, Part 1, General Guidance (Nhựa - Phương pháp thử nghiệm dưới nguồn sáng trong phòng thí nghiệm - Phần 1: Hướng dẫn chung);

ISO 4892-4, Plastics - Methods of Exposure to Laboratory Light Sources, Part 4, Open-Flame Carbon Arc Lamp - Nhựa - Phương pháp thử nghiệm dưới nguồn sáng trong phòng thử nghiệm - Phần 4: Đèn hồ quang cacbon ngọn lửa hở.

3. Thuật ngữ và định nghĩa

Trong tiêu chuẩn này sử dụng các thuật ngữ và định nghĩa sau.

3.1. Tất cả các định nghĩa được đưa ra trong ASTM G 113 là áp dụng được cho tiêu chuẩn này.

3.1.1. Trong khuôn khổ tiêu chuẩn này, thuật ngữ “ánh sáng mặt trời" được hiểu là “ánh sáng ban ngày" hay “bức xạ mặt trời", “bức xạ toàn cầu” như trong ASTM G 113.

3.1.2. Ánh sáng bức xạ mặt trời, có nghĩa là, tia cực tím đến tia hồng ngoại, bao gồm cả ánh sáng khuếch tán và bức xạ mặt trời trực tiếp.

...

...

...

Loại đèn tạo nguồn ánh sáng từ sự phóng điện giữa các điện cực cacbon.

3.1.4. Đèn hồ quang cacbon ngọn lửa hở (Open flame arc-carbon)

Loại đèn tạo nguồn ánh sáng từ một cặp của các điện cực cacbon tráng các nguyên tố đất hiếm nhằm mục đích phát quang phổ. Các nguyên tử cacbon được tạo ra trong bầu không khí và có thể được bao quanh bởi lồng kính để thay đổi phân bố năng lượng phổ mà các mẫu nhận được.

4. Tóm tắt phương pháp

4.1. Mẫu thử được tiếp xúc với chu kỳ lặp đi lặp lại của ánh sáng và độ ẩm trong điều kiện môi trường được kiểm soát.

4.1.1. Độ ẩm thường được tạo ra bằng cách phun nước khử khoáng/khử lon hoặc ngưng tụ hơi nước trên mẫu thử.

4.2. Các điều kiện thử nghiệm có thể được thay đổi bằng cách lựa chọn:

4.2.1. Nguồn lọc ánh sáng.

4.2.2. Loại thử nghiệm ẩm.

...

...

...

4.2.4. Nhiệt độ thử nghiệm ánh sáng.

4.2.5. Thời gian của một chu kỳ sáng/tối.

4.3. Không nên so sánh các kết quả thu được từ các mẫu được thử nghiệm ở cùng một loại thiết bị, trừ khi độ tái lặp giữa các thiết bị cho vật liệu cần thử đã được thiết lập.

4.4. Không nên so sánh các kết quả thu được từ các mẫu được thử nghiệm ở các thiết bị khác loại, trừ khi mối tương quan giữa các thiết bị cho vật liệu cần thử đã được thiết lập.

5. Ý nghĩa và ứng dụng

5.1. Sử dụng các thiết bị này nhằm mục đích tạo ra sự thay đổi tính chất của vật liệu liên quan đến điều kiện sử dụng cuối cùng, bao gồm các tác động của ánh sáng mặt trời, độ ẩm và nhiệt độ. Thử nghiệm có thể bao gồm cả biện pháp tạo độ ẩm tác dụng lên mẫu thử. Thử nghiệm không mô phỏng sự suy giảm gây ra bởi các yếu tố thời tiết khu vực, như ô nhiễm khí quyển, tác động của vi sinh vật và thử nghiệm nước muối. Tuy nhiên, thử nghiệm có thể mô phỏng ảnh hưởng của ánh sáng mặt trời qua kính cửa sổ. Thông thường, các thử nghiệm này sẽ bao gồm cả độ ẩm.

5.2. Lưu ý - Cần tham khảo tiêu chuẩn ASTM G 151 để có hướng dẫn cho tất cả các thiết bị thử nghiệm thời tiết trong phòng thí nghiệm. Sự khác nhau về kết quả có thể xảy ra khi điều kiện vận hành thay đổi trong giới hạn chấp nhận của tiêu chuẩn này. Do vậy, không nên tham khảo bất kỳ kết quả thử nghiệm nào trừ khi kèm theo một báo cáo chi tiết về điều kiện vận hành cụ thể phù hợp với điều 10. Để so sánh các kết quả, tiêu chuẩn này khuyến cáo nên sử dụng một vật liệu tương tự đã biết tính năng để thử nghiệm đồng thời với các mẫu thử. Để có thể đánh giá thống kê kết quả thu được cần sử dụng tối thiểu 3 mẫu cho mỗi vật liệu trong mỗi lần thử.

6. Thiết bị, dụng cụ

6.1. Nguồn sáng - Nguồn sáng hồ quang cacbon ngọn lửa hở thường sử dụng ba hoặc bốn cặp thanh điện cực cacbon chứa một hỗn hợp muối kim loại đất hiếm và được phủ bởi một lớp kim loại như đồng trên bề mặt. Một dòng điện được chạy qua các thanh cacbon, đốt cháy chúng và tạo ra bức xạ cực tím, bức xạ nhìn thấy và hồng ngoại. Những cặp thanh cacbon này được đốt cháy theo thứ tự, với từng cặp cháy tại mỗi thời điểm. Khi sử dụng thanh cacbon, cần tuân theo khuyến cáo của nhà sản xuất thiết bị.

...

...

...

6.1.2. Không có kính lọc nào trong số các kính lọc này thay đổi phân bố cường độ phổ của hồ quang cacbon ngọn lửa hở để phù hợp với ánh sáng ban ngày ở vùng bước sóng dài của tia cực tím hay vùng ánh sáng nhìn thấy.

6.1.3. Các yếu tố sau đây có thể ảnh hưởng đến phân bố cường độ phổ của hồ quang cacbon ngọn lửa hở.

6.1.3.1. Sự khác về thành phần và độ dày của kính lọc có thể có ảnh hưởng lớn đến lượng bức xạ cực tím bước sóng ngắn được truyền qua.

6.1.3.2. Sự lão hóa của các kính lọc có thể dẫn đến những thay đổi về khả năng truyền qua của kính. Các tính chất lão hóa của kính lọc có thể bị ảnh hưởng bởi thành phần của kính lọc. Sự lão hóa các kính lọc có thể làm giảm đáng kể phát xạ tia cực tím trong vùng bước sóng ngắn của nguồn.

6.1.3.3. Sự tích tụ bụi bẩn hoặc cặn trên kính lọc có thể ảnh hưởng đến khả năng truyền qua của chúng.

6.1.3.4. Sự khác nhau về thành phần của muối kim loại được sử dụng trong thanh cacbon có thể ảnh hưởng đến phân bố cường độ phổ.

6.1.4. Phổ bức xạ

6.1.4.1. Phổ bức xạ của hồ quang cacbon ngọn lửa hở với kính lọc ánh sáng ban ngày - Kính lọc ánh sáng ban ngày được sử dụng để giảm bức xạ tia cực tím bước sóng ngắn của hồ quang cacbon ngọn lửa hở nhằm mục đích mô phỏng vùng bước sóng ngắn của tia cực tím của ánh sáng ban ngày. Dữ liệu trình bày trong Bảng 1 là đại diện của phổ bức xạ thu được trên một mẫu thử đặt trên mặt phẳng gá mẫu của một thiết bị hồ quang cacbon ngọn lửa hở có trang bị kính lọc ánh sáng ban ngày.

CHÚ THÍCH 2: Phổ bức xạ đặc trưng cho hồ quang cacbon ngọn lửa hở với kính lọc ánh sáng ban ngày thu được sử dụng kính lọc thủy tinh silicat bo.

...

...

...

6.1.4.3. Phổ bức xạ của hồ quang cacbon ngọn lửa hở với kính lọc tử ngoại mở rộng - Các kính lọc truyền bước sóng UV ngắn hơn đôi khi được sử dụng để thử nghiệm gia tốc. Mặc dù các kính lọc này được chỉ định sử dụng trong nhiều phép thử. Tuy nhiên, do yếu tố lịch sử, chúng vẫn truyền qua đáng kể năng lượng bức xạ dưới 300 nm (loại bước sóng của ánh sáng mặt trời trên mặt đất) và do đó có thể dẫn đến quá trình lão hóa mà không xảy ra ở điều kiện ngoài trời. Phổ bức xạ của hồ quang cacbon ngọn lửa hở với kính lọc UV mở rộng tuân theo các yêu cầu tại Bảng 3.

CHÚ THÍCH 3: Loại phổ biến nhất là sử dụng các kính lọc ánh sáng ban ngày được chế tạo bằng thủy tinh Kali cacbonat - Liti và thường được gọi là kính lọc D Corex.

Bảng 1 - Đặc điểm phân bố tương đối cường độ phổ cho hồ quang cacbon ngọn lửa hở với kính lọc ánh sáng ban ngày^A,B

Dải sóng (nm)

Mức phổ biến ^c, %

Bức xạ mặt trời ^D^,E,F, %

< 290

-

-

...

...

...

2,9

5,8

320 ≤ ≤ 360

20,4

40,0

360 ≤ ≤ 400

76,7

54,2

CHÚ THÍCH:

...

...

...

B - Dữ liệu trong Bảng 1 là đại diện và dựa trên cơ sở tích hợp chữ nhật của phân bố cường độ phổ của hồ quang cacbon ngọn lửa hở với kính lọc ánh sáng ban ngày. Không có đủ các dữ liệu để thiết lập tiêu chuẩn có ý nghĩa.

C - Một vài bộ phân bố cường độ phổ riêng biệt, việc tính toán phần trăm dải sóng trong Bảng 1 tổng là 100 %. Kết quả kiểm tra có thể khác nhau giữa các thử nghiệm sử dụng thiết bị hồ quang ngọn lửa hở với bộ phân bố cường độ phổ khác nhau với dung sai cho phép với kính lọc ánh sáng ban ngày. Cần liên hệ với nhà sản xuất các thiết bị hồ quang cacbon với dữ liệu phân bố cường độ phổ đặc biệt và kính lọc đã sử dụng.

D - Dữ liệu bức xạ ánh sáng mặt trời được xác định trong tiêu chuẩn ASTM G 177 và ở điều kiện khí quyển và lựa chọn độ cao để đạt được bước sóng tử ngoại mặt trời lớn nhất. Trong khi dữ liệu này chỉ cung cấp mục đích so sánh, nguồn ánh sáng thử nghiệm trong phòng thí nghiệm với kính lọc ánh sáng ban ngày cung cấp phổ phù hợp với phổ bức xạ mặt trời.

E - Trong phiên bản trước của tiêu chuẩn này sử dụng dữ liệu bức xạ mặt trời từ Bảng 4 tài liệu CIE số 85. Tại phụ lục B đưa ra nhiều thông tin so sánh bức xạ mặt trời được sử dụng trong tiêu chuẩn với Bảng 4 tài liệu CIE số 85.

F - Đối với phổ mặt trời chuẩn, lượng bức xạ tử ngoại (290 nm đến 400 nm) thông thường là 9,8 % và bức xạ nhìn thấy (400 nm đến 800 nm) là 90,2 %, tính theo tỷ lệ phần trăm của tổng lượng bức xạ trong vùng 290 nm đến 800 nm. Phần trăm của lượng bức xạ tử ngoại và bức xạ nhìn thấy trên mẫu thử nghiệm trong thiết bị hồ quang cacbon ngọn lửa hở có thể thay đổi theo số lượng các mẫu phơi và tính chất phản xạ của chúng. Điều này đã được đo trong thiết bị hồ quang xenon nhưng chưa được đo tương tự trong thiết bị hồ quang cacbon ngọn lửa hở.

6.2. Buồng thử nghiệm - thiết kế của buồng thử nghiệm có thể khác nhau, nhưng phải được chế tạo từ các vật liệu chịu ăn mòn. Ngoài nguồn bức xạ, thiết bị có thể được trang bị thêm các bộ phận để kiểm soát nhiệt độ và độ ẩm tương đối. Khi cần thiết, phải có bộ phận phun nước lên mẫu thử hoặc tạo nước ngưng tụ lên bề mặt được thử nghiệm của mẫu.

Các nguồn bức xạ được sắp xếp cùng với các mẫu thử sao cho bức xạ ở bề mặt mẫu thử phù hợp với các yêu cầu trong ASTM G151.

6.3. Hiệu chuẩn thiết bị - Để đảm bảo tính chuẩn hóa và độ chính xác, các dụng cụ liên quan như đồng hồ, nhiệt kế, cảm biến bầu ướt, cảm biến bầu khô, cảm biến độ ẩm, cảm biến tia cực tím, bức xạ kế cần được hiệu chuẩn định kỳ để đảm bảo độ lặp lại của các kết quả thử nghiệm. Bất cứ khi nào có thể, hiệu chuẩn cần được thực hiện theo tiêu chuẩn quốc gia hoặc quốc tế. Lịch trình và quy trình hiệu chuẩn phải được thực hiện theo khuyến cáo của nhà sản xuất.

Bảng 2 - Đặc điểm phân bố tương đối cường độ phổ cho hồ quang cacbon ngọn lửa hở với kính lọc cửa sổ (dữ liệu tham khảo)

...

...

...

Bức xạ là phần trăm của tổng bức xạ từ 300 nm đến 400 nm

Dải sóng (nm)

Hồ quang cacbon ngọn lửa hở với kính lọc cửa sổ^A, %

Ước tính ánh sáng mặt trời được lọc qua kính lọc cửa sổ ^B, %

250 - 279

0

0

280 - 290

0

...

...

...

291 - 300

0

0

301 - 320

2,1

0,1 - 1,5

321 - 340

8,1

9,4 - 14,8

...

...

...

13,2

23,2 - 23,5

361 - 380

27,3

29,6 - 32,5

381 - 400

49,3

30,9 - 34,5

Vùng sóng cực tím và vùng sóng nhìn thấy

...

...

...

Dải sóng (nm)

Hồ quang cacbon ngọn lửa hở với kính lọc cửa sổ^A, %

Ước tính ánh sáng mặt trời được lọc qua kính lọc cửa sổ ^B, %

300 - 400

22,7 - 34,1

0,9 - 11,1

401 - 700

51,1 - 67,3

71,3 - 73,1

...

...

...

CHÚ THÍCH:

A - Dữ liệu hồ quang cacbon - dữ liệu này là phân bố điển hình cường độ phổ của hồ quang cacbon ngọn lửa với các kính lọc thủy tinh cửa sổ. Không có đủ dữ liệu quang phổ có sẵn để đưa ra các yêu cầu kỹ thuật.

B - Dữ liệu ánh sáng mặt trời - bức xạ toàn cầu trên một bề mặt ngang với khối lượng không khí 1,2, cột ôzôn 0,294 atm.cm, độ ẩm tương đối 30 %, độ cao 2100 m (áp suất khí quyển 787,8 mb), và sương mù được phản ánh ở độ dày quang học của 0,081 ở 300 nm và 0,62 ở 400 nm. Khoảng giá trị đó được xác định bằng cách nhân cường độ bức xạ mặt trời với các giới hạn trên và dưới của độ truyền qua của mẫu kính cửa sổ đơn lớp.

C - Dữ liệu ánh sáng mặt trời - dữ liệu ánh sáng mặt trời được lấy từ Bảng 4 tài liệu CIE số 85, bức xạ mặt trời toàn cầu trên một bề mặt nằm ngang với một khối lượng không khí 1,0, cột ozone 0,34 atm.cm, hơi nước ngưng tụ 1,42 cm, và sương mù được phản ánh ở một độ dày quang học là 0,1 ở 500 nm.

Bảng 3 - Đặc điểm phân bố tương đối cường độ phổ cho hồ quang cacbon ngọn lửa hở với kính lọc UV mở rộng ^A,B

Dải sóng truyền qua, nm

Mức tối thiểu ^C, %

...

...

...

Mức tối đa ^C, %

< 290

4,9

290 ≤ ≤ 320

2,3

5,8

6,7

...

...

...

16,4

40,0

24,3

360 < ≤ 400

68,1

54,2

80,1

CHÚ THÍCH:

A - Dữ liệu tại Bảng 3 cho biết lượng bức xạ trong dải bước sóng nhất định, biểu diễn bằng phần trăm của tổng lượng bức xạ từ 250 nm đến 400 nm. Nhà sản xuất chịu trách nhiệm xác định sự phù hợp của Bảng 3. Phụ lục A chỉ ra việc xác định phổ bức xạ tương đối.

...

...

...

C - Một vài bộ phân bố cường độ phổ riêng biệt, việc tính toán phần trăm dải sóng trong Bảng 1 tổng là 100 %. Kết quả kiểm tra có thể khác nhau giữa các thử nghiệm sử dụng thiết bị hồ quang ngọn lửa hở với bộ phân bố cường độ phổ khác nhau với dung sai cho phép với kính lọc ánh sáng ban ngày. Cần liên hệ với nhà sản xuất các thiết bị hồ quang cacbon với dữ liệu phân bố cường độ phổ đặc biệt và kính lọc đã sử dụng.

D - Dữ liệu bức xạ ánh sáng mặt trời được xác định trong tiêu chuẩn ASTM G 177 và ở điều kiện khí quyển và lựa chọn độ cao để đạt được bước sóng tử ngoại mặt trời lớn nhất trong bức xạ tử ngoại mặt trời. Trong khi dữ liệu này chỉ cung cấp mục đích so sánh.

E - Trong phiên bản trước của tiêu chuẩn này sử dụng dữ liệu bức xạ mặt trời từ Bảng 4 tài liệu CIE số 85. Tại phụ lục B đưa ra nhiều thông tin so sánh bức xạ mặt trời được sử dụng trong tiêu chuẩn với Bảng 4 tài liệu CIE số 85.

F - Đối với phổ mặt trời chuẩn, lượng bức xạ tử ngoại (290 nm đến 400 nm) thông thường là 9,8 % và bức xạ nhìn thấy (400 nm đến 800 nm) là 90,2 %, tính theo tỷ lệ phần trăm của tổng lượng bức xạ trong vùng 290 nm đến 800 nm. Phần trăm của lượng bức xạ tử ngoại và bức xạ nhìn thấy trên mẫu thử nghiệm trong thiết bị hồ quang cacbon ngọn lửa hở có thể thay đổi theo số lượng các mẫu phơi và tính chất phản xạ của chúng. Điều này đã được đo trong thiết bị hồ quang xenon nhưng chưa được đo tương tự trong thiết bị hồ quang cacbon ngọn lửa hở.

6.4. Nhiệt kế - Nhiệt kế dạng tấm cách điện hoặc không cách điện màu đen hoặc màu trắng có thể được sử dụng. Nhiệt kế phải phù hợp với mô tả trong tiêu chuẩn ASTM G 151. Loại nhiệt kế được dùng, phương pháp gắn lên giá giữ mẫu, và nhiệt độ thử nghiệm phải được nêu trong báo cáo thử nghiệm.

6.4.1. Nhiệt kế phải được gắn lên giá giữ mẫu thử sao cho bề mặt của nhiệt kế ở cùng vị trí tương đối và chịu cùng ảnh hưởng như mẫu thử.

6.4.2. Một số thông số kỹ thuật có thể đòi hỏi việc kiểm soát nhiệt độ không khí của buồng thử nghiệm. Lắp đặt và hiệu chuẩn cảm biến nhiệt độ không khí của buồng thử nghiệm cần được thực hiện theo chỉ dẫn trong tiêu chuẩn ASTM G 151.

CHÚ THÍCH 4: Thông thường, các thiết bị chỉ được điều khiển bởi nhiệt kế dạng tấm đen.

6.5. Độ ẩm - Mẫu thử có thể được tiếp xúc với hơi ẩm dưới hình thức phun nước, ngưng tụ, hoặc độ ẩm cao.

...

...

...

6.5.1.1. Chất lượng nước phun - Nước phun phải có độ dẫn dưới 5 mS/cm, chứa ít hơn 1 ppm chất rắn, và không để lại vết bẩn hoặc vết dơ trông thấy trên mẫu thử. Hàm lượng silica rất thấp trong nước phun cũng có thể gây ra đáng kể các vết trên bề mặt mẫu thử. Cần chú ý để giữ mức hàm lượng silica dưới 0,1 ppm. Ngoài chưng cất, việc kết hợp phương pháp khử ion và thẩm thấu ngược có thể sản xuất nước có chất lượng một cách hiệu quả. Độ pH của nước sử dụng phải được báo cáo. Chi tiết chất lượng nước được hướng dẫn trong tiêu chuẩn ASTM G 151.

6.5.2. Ngưng tụ nước - Hệ thống phun được thiết kế để làm mát mẫu thử bằng cách phun lên mặt sau của mẫu hoặc bề mặt mẫu thử được yêu cầu khi chương trình thử nghiệm quy định thời gian ngưng tụ.

6.5.3. Độ ẩm tương đối - Buồng thử nghiệm có thể được trang bị dụng cụ để đo lường và kiểm soát độ ẩm tương đối. Dụng cụ này sẽ được bảo vệ khỏi nguồn bức xạ.

6.6. Giá giữ mẫu - Giá giữ các mẫu thử được làm từ vật liệu chống ăn mòn để không ảnh hưởng đến kết quả thử nghiệm. Giá giữ mẫu có thể được làm từ hợp kim nhôm hoặc thép không gỉ. Đồng thau, thép hoặc đồng không được sử dụng trong vùng gần các mẫu thử.

6.6.1. Giá giữ mẫu thử thông thường nhưng không nhất thiết, được đặt trên một giá đỡ hình trụ quay xung quanh nguồn ánh sáng ở một tốc độ tùy thuộc vào loại thiết bị và là trung tâm đối với cả hai chiều ngang và dọc của khu vực thử nghiệm trên giá giữ mẫu.

6.6.2. Giá giữ mẫu có thể là dạng khung mở, để lộ phía sau của mẫu thử, hoặc có thể có tấm đỡ cứng phía sau các mẫu thử. Bất kỳ kiểu tấm đỡ cứng được dùng nào đều có thể ảnh hưởng đến kết quả thử nghiệm và phải được thỏa thuận trước giữa các bên có liên quan.

6.7. Thiết bị đánh giá thay đổi tính chất - Cần sử dụng các thiết bị theo yêu cầu của ASTM hoặc ISO liên quan đến xác định các tính chất được lựa chọn để theo dõi.

7. Mẫu thử nghiệm

7.1. Tuân theo ASTM G151.

...

...

...

8.1. Bất kỳ điều kiện thử nghiệm nào đều có thể được sử dụng, miễn là các điều kiện cụ thể được trình bày chi tiết trong báo cáo. Phụ lục C là danh sách một số điều kiện thử nghiệm đại diện. Đây là những điều kiện không nhất thiết phải dùng và cũng không vì mục đích khuyến cáo, những điều kiện này chỉ đưa ra để tham khảo.

9. Cách tiến hành

9.1. Đánh dấu mỗi mẫu thử bằng ký hiệu không bị xóa khi thử nghiệm. Không đánh dấu trực tiếp lên trên các khu vực được sử dụng trong thử nghiệm.

9.2. Xác định tính chất của các mẫu thử sẽ được đánh giá. Trước khi thử nghiệm các mẫu, xác định các tính chất theo tiêu chuẩn ASTM hoặc tiêu chuẩn quốc tế được công nhận. Nếu cần thiết, ví dụ, trong thử nghiệm phá hủy mẫu, sử dụng các mẫu đối chứng chưa thử nghiệm để xác định các tính chất. Xem ASTM D 5870 để được hướng dẫn chi tiết.

9.3. Lắp đặt mẫu thử - Gắn mẫu vào giá mẫu trong thiết bị sao cho mẫu thử không phải chịu bất kỳ ứng suất nào. Để đảm bảo điều kiện thử nghiệm đồng đều, nếu cần thì nên sử dụng các tấm trống từ vật liệu chịu ăn mòn để xếp đều tất cả các khoảng trống.

CHÚ THÍCH 5: Đánh giá sự thay đổi màu sắc và hình thái của vật liệu thử nghiệm phải được thực hiện dựa trên việc so sánh với mẫu chưa thử nghiệm của cùng một vật liệu được lưu trữ trong bóng tối, không nên bọc hoặc che chắn bề mặt của mẫu thử bằng các vật liệu mờ cho mục đích xác định ảnh hưởng của thử nghiệm lên mẫu. Kết quả sai lệch có thể xuất hiện ở phương pháp này vì phần mẫu bị che chắn vẫn phải chịu tác động của nhiệt độ và độ ẩm mà trong nhiều trường hợp sẽ ảnh hưởng đến kết quả.

9.4. Điều kiện thử nghiệm - Lập trình điều kiện thử nghiệm đã lựa chọn để vận hành các chu kỳ lặp cần thiết một cách liên tục. Duy trì các điều kiện này trong suốt quá trình thử nghiệm. Cần giảm thiểu sự gián đoạn vì mục đích bảo hành thiết bị cũng như kiểm tra mẫu.

9.5. Sắp xếp lại vị trí mẫu - Sắp xếp lại vị trí mẫu theo định kỳ trong khi thử nghiệm là không cần thiết nếu bức xạ tại các vị trí xa nhất tính từ trung tâm mẫu thử đạt ít nhất 90% so với đo tại trung tâm của khu vực thử nghiệm. Tính đồng nhất bức xạ được xác định theo tiêu chuẩn ASTM G 151.

9.5.1. Nếu bức xạ tại vị trí xa nhất tính từ trung tâm của khu vực thí nghiệm đạt từ 70 % đến 90 % bức xạ ở trung tâm, một trong ba kỹ thuật sau đây cần được sử dụng để sắp xếp lại vị trí mẫu.

...

...

...

9.5.1.2. Chỉ đặt mẫu thử trong khu vực có bức xạ đạt ít nhất 90 % bức xạ tối đa.

9.5.1.3. Để giảm thiểu sự khác nhau trong phép thử, cần sắp xếp lại vị trí các mẫu một cách ngẫu nhiên trong vùng thử nghiệm mà ở đó yêu cầu sự đồng nhất về bức xạ đáp ứng theo quy trình ở 9.5.1.

9.6. Kiểm tra - Nếu cần thiết phải lấy mẫu để kiểm tra định kỳ, chú ý không chạm tay hoặc gây ảnh hưởng đến bề mặt thử. Sau khi kiểm tra, các mẫu phải được trả lại buồng thử nghiệm đúng với vị trí ban đầu.

9.7. Bảo trì thiết bị - Thiết bị thử nghiệm cần định kỳ bảo dưỡng để duy trì điều kiện thử nghiệm đồng nhất. Thực hiện bảo dưỡng và hiệu chuẩn theo quy định của nhà sản xuất.

9.8. Thử nghiệm các mẫu thử theo chu kỳ xác định. Xem tiêu chuẩn ASTM G151 để được hướng dẫn thêm.

9.9. Khi kết thúc thực nghiệm, xác định tính chất cần thiết theo tiêu chuẩn ASTM hoặc theo tiêu chuẩn quốc tế đã được thừa nhận và báo cáo kết quả theo tiêu chuẩn ASTM G 151.

CHÚ THÍCH 6: Các giai đoạn của quá trình thử nghiệm và đánh giá kết quả mẫu thử được tuân theo ASTM G 151.

10. Báo cáo thử nghiệm

10.1. Báo cáo thử nghiệm tuân theo tiêu chuẩn ASTM G151.

...

...

...

11.1. Độ chụm

11.1.1. Độ lặp lại và tái lặp kết quả trong thử nghiệm thực hiện theo tiêu chuẩn này sẽ thay đổi theo vật liệu được thử nghiệm, tính chất được đo, và theo điều kiện thử nghiệm cụ thể cũng như chu kỳ được sử dụng. Trong nghiên cứu liên phòng tiến hành bởi Tiểu ban G 03.03, giá trị độ bóng ở 60° của các mẫu thử là băng PVC được thử nghiệm trong các phòng thí nghiệm khác nhau khi sử dụng các thiết bị và chu kỳ thử nghiệm giống hệt nhau cho thấy có kết quả khác nhau đáng kể. Sự khác nhau về kết quả trong nghiên cứu này hạn chế việc sử dụng thông số kỹ thuật tuyệt đối, chẳng hạn như yêu cầu một mức độ tính chất cụ thể sau một chu kỳ thử nghiệm xác định.

11.1.2. Nếu một tiêu chuẩn hoặc tính năng kỹ thuật cho mục đích sử dụng chung yêu cầu một mức độ tính chất xác định sau một thời gian hoặc một lượng bức xạ cụ thể trong phép thử thực hiện theo tiêu chuẩn này, mức độ tính chất đó phải được dựa trên kết quả nghiên cứu liên phòng thu được. Kết quả này có xem xét tới sự khác nhau do phương pháp thử nghiệm và phương pháp dùng để xác định tính chất quan tâm của vật liệu. Thử nghiệm liên phòng được thực hiện theo ASTM D3980 hoặc ASTM E691 và phải bao gồm một mẫu có tính đại diện thống kê của tất cả các phòng thí nghiệm hoặc tổ chức tiến hành thử nghiệm và xác định tính chất.

11.1.3. Nếu một tiêu chuẩn hoặc tính năng kỹ thuật cho mục đích sử dụng giữa hai hoặc ba bên đòi hỏi một mức độ tính chất xác định sau một thời gian hoặc một lượng bức xạ có thể trong phép thử thực hiện theo tiêu chuẩn này, mức độ tính chất đó phải được dựa trên phân tích thống kê kết quả từ ít nhất hai thử nghiệm độc lập riêng biệt trong mỗi phòng thí nghiệm. Cách tiến hành thử nghiệm xác định các tính năng kỹ thuật cần chú ý tới sự khác nhau về kết quả do phương pháp thử nghiệm và phương pháp dùng để xác định các tính chất quan tâm của vật liệu.

11.1.4. Nghiên cứu liên phòng trong 11.1.1 chứng tỏ rằng các giá trị độ bóng của một số vật liệu có độ tái lặp giữa các phòng thử nghiệm thay đổi ở mức cao. Khi độ tái lặp kết quả của phép thử được thực hiện theo tiêu chuẩn này chưa được thiết lập qua thử nghiệm liên phòng thì yêu cầu tính chất của vật liệu cần được xác định bằng cách so sánh với vật liệu so sánh. Các mẫu so sánh cần được thử nghiệm đồng thời với mẫu thử trong cùng thiết bị. Các vật liệu so sánh đặc trưng được dùng cần được thỏa thuận giữa các bên liên quan. Thử nghiệm các mẫu thử và các mẫu so sánh sao cho sự khác nhau đáng kể về tính chất có thể xác định được một các có tính thống kê.

11.2. Độ chệch - Độ chệch không thể xác định được do không có các vật liệu so sánh hợp chuẩn được chấp nhận cho thử nghiệm thời tiết.

Phụ lục A

(Quy định)

...

...

...

A.1 Sự phù hợp bảng phân bố cường độ phổ là các thông số thiết kế cho hồ quang cacbon ngọn lửa hở với các kính lọc khác nhau. Nhà sản xuất thiết bị cần phù hợp với tiêu chuẩn sẽ xác định phù hợp bảng phân bố cường độ phổ cả hồ quang cacbon/kính lọc cung cấp, và cung cấp thông tin quy trình bảo trì dẫn đến bất kỳ sự thay đổi phổ nhỏ nhất mà có thể xuất hiện trong quá trình sử dụng thông thường.

A.2 Dữ liệu phân bố cường độ phổ của tiêu chuẩn này được phát triển từ kỹ thuật tích hợp chữ nhật. Công thức A.1 được sử dụng để xác định bức xạ phổ tương đối sử dụng tích hợp chữ nhật. Kỹ thuật tích hợp khác có thể được sử dụng để đánh giá dữ liệu phân bố cường độ phổ, nhưng có thể cho kết quả khác nhau. Khi so sánh dữ liệu phân bố cường độ phổ với các yêu cầu phân bố cường độ phổ của tiêu chuẩn này sử dụng kỹ thuật tích hợp chữ nhật.

A.3 Để xác định kính lọc đặc biệt cho thiết bị hồ quang cacbon ngọn lửa hở yêu cầu ở Bảng 1, Bảng 2 hoặc Bảng 3, đo phân bố cường độ phổ từ 250 nm đến 400 nm. Đặc biệt, khi tăng lên 2 nm. Nếu thiết bị đo phổ của nhà sản xuất không thể đo tại bước sóng thấp hơn 250 nm, và bước sóng thấp nhất đo để báo cáo. Bước sóng thấp nhất được đo không lớn hơn 270 nm. Để xác định phù hợp với thiết bị bức xạ phổ liên quan đến hồ quang cacbon ngọn lửa hở với kính lọc UV mở rộng, yêu cầu đo tại dải sóng từ 250 nm đến 400 nm. Tổng bức xạ tại mỗi dải sóng được cộng vào và chia cho tổng bức xạ UV theo công thức A.1. Sử dụng công thức này yêu cầu khoảng cách mỗi phổ là giống nhau (ví dụ 2 nm) trong cả vùng phổ sử dụng.

trong đó:

I_R là phần trăm bức xạ tương đối;

E là bức xạ tại bước sóng  (bước bức xạ phải bằng cho toàn bộ dải sóng);

A là bước sóng thấp của dải sóng;

B là bước sóng cao của dải sóng.

...

...

...

 là bước sóng đo bức xạ.

Phụ lục B

(Tham khảo)

Điều kiện thử nghiệm

B.1 Bất kỳ điều kiện thử nghiệm nào đều có thể được sử dụng, miễn là các điều kiện cụ thể được trình bày chi tiết trong báo cáo. Bảng B.1 là danh sách một số điều kiện thử nghiệm đại diện. Đây là những điều kiện không nhất thiết phải dùng và cũng không vì mục đích khuyến cáo, những điều kiện này chỉ đưa ra để tham khảo.

B.2 Chuyển đổi các chu kỳ thử nghiệm xem Bảng B.2.

Bảng B.1 - Một số điều kiện thử nghiệm mẫu cơ bản

Chu kỳ

...

...

...

Mô tả

1

Ánh sáng ban ngày

Chiếu sáng 102 phút ở (63±3) °C theo nhiệt độ tấm đen

Chiếu sáng 18 phút và phun nước không kiểm soát nhiệt độ không khí

2

Ánh sáng ban ngày

Chiếu sáng 90 phút ở (77±3) °C theo nhiệt độ tấm đen, độ ẩm tương đối (70±3) %

Chiếu sáng 30 phút và phun nước không kiểm soát nhiệt độ không khí

...

...

...

Ánh sáng ban ngày

Chiếu sáng 102 phút ở (63±3) °C theo nhiệt độ tấm đen không cách điện.

Chiếu sáng 18 phút và phun nước không kiểm soát nhiệt độ không khí.

Lặp lại 9 lần cho tổng thời gian 18 giờ, tiếp theo 6 giờ tối ở độ ẩm tương đối (95±4) %, nhiệt độ (24±2,5) °C

4

Ánh sáng ban ngày

Chiếu sáng 4 giờ ở (63±3) °C theo nhiệt độ tấm đen

Chiếu sáng 4 giờ và phun nước không kiểm soát nhiệt độ không khí

5

...

...

...

Chiếu sáng 12 giờ ở (63±3) °C theo nhiệt độ tấm đen

Chiếu sáng 12 giờ và phun nước không kiểm soát nhiệt độ không khí

6

Thủy tinh cửa sổ

Chiếu sáng 100 % ở (63±3) °C theo nhiệt độ tấm đen

CHÚ THÍCH B1: Lịch sử cho thấy chu kỳ 1 thường được sử dụng. Các chu kỳ khác có thể cho mô phỏng tốt hơn những tác động của thử nghiệm ngoài trời. Chu kỳ 2 đã được sử dụng cho vải sử dụng ngoài trời. Chu kỳ 3, 4 và 5 dùng cho lớp phủ và các chất màu sử dụng ngoài trời. Chu kỳ 6 đã được sử dụng để thử độ bền màu cho vật liệu trong nhà.

CHÚ THÍCH B2: Chu kỳ phức tạp hơn có thể được tiến hành khi kết hợp với chu kỳ tối, cho phép tạo ra độ ẩm tương đối cao và sự hình thành ngưng tụ ở nhiệt độ cao của buồng thử. Ngưng tụ có thể được tạo ra lên trên bề mặt của mẫu thử bằng cách phun mặt sau của tấm mẫu để làm mát mẫu xuống dưới điểm sương.

CHÚ THÍCH B3: Đối với các thử nghiệm đặc biệt, nhiệt độ vận hành cao có thể sử dụng, nhưng điều này sẽ làm tăng xu hướng lão hóa nhiệt gây ảnh hưởng bất lợi đến kết quả thử nghiệm.

CHÚ THÍCH B4: Nhiệt độ bề mặt của mẫu thử là thông số thử nghiệm cần thiết. Nói chung, quá trình suy giảm được gia tốc khi nhiệt độ tăng. Nhiệt độ mẫu thử được khuyến cáo cho thử nghiệm gia tốc phụ thuộc vào vật liệu cần thử nghiệm và tiêu chí lão hóa được quan tâm.

...

...

...

Bảng B.2 - Chuyển đổi chu kỳ thử nghiệm từ ASTM G23 sang TCVN 9878:2013

ASTM G23 mô tả chu kỳ thử nghiệm trên thiết bị E và EH

Tương ứng theo TCVN 9878:2013

ASTM G23 phương pháp 1 - Chiếu sáng liên tục và phun nước gián đoạn.

Có thể dùng nhiều điều kiện, dưới đây là điều kiện thường dùng:

- Chiếu sáng 102 phút ở (63±3) °C theo nhiệt độ tấm đen không cách nhiệt.

- Chiếu sáng 18 phút và phun nước không xác định điểm tạo ẩm.

TCVN 9878:2013 - Bảng X1.1 Chu kỳ tương đương với điều kiện thường dùng được mô tả trong ASTM G23, phương pháp 1.

ASTM G23 phương pháp 2 - Sáng và tối luân phiên và phun nước gián đoạn.

...

...

...

Điều kiện chiếu sáng tương tự phương pháp 1.

Không xác định điểm tạo ẩm.

Không xác định với thời gian của chu kỳ tối.

Chu kỳ 2, 3, 4 và 5 ở Bảng B.1 mô tả thử nghiệm mẫu sáng - tối luân phiên và phun nước gián đoạn.

Chu kỳ 3 thời gian 18 giờ với cùng điều kiện chiếu sáng và phun nước như phương pháp 2.

Phương pháp 1 kèm theo 6 giờ tối ở độ ẩm tương đối rất cao.

ASTM G23 phương pháp 3 - Chiếu sáng liên tục không phun nước.

Nhiệt độ (63±2,5) °C theo nhiệt độ tấm đen không cách điện ở độ ẩm tương đối (30±5) % cho thiết bị có kèm điều khiển độ ẩm.

TCVN 9878:2013, chu kỳ 6 sử dụng cùng điều kiện kèm theo dùng kính lọc thủy tinh cửa sổ.

...

...

...

Phụ lục C

(Tham khảo)

So sánh phổ UV mặt trời với phổ UV mặt trời của Bảng 4 CIE 85

C.1 Tiêu chuẩn này sử dụng phổ mặt trời chuẩn trên cơ sở điều kiện khí quyển cung cấp cho bức xạ tử ngoại mặt trời ở mức rất cao. Phổ mặt trời chuẩn này thể hiện tại ASTM G177, bảng tiêu chuẩn phân bố phổ tử ngoại mặt trời: bề mặt bán cầu nghiêng 37 °. Phổ mặt trời được tính toán theo bức xạ mặt trời SMARTS2. ASTM điều chỉnh ADJ0173, SMARTS2 mô hình bức xạ mặt trời cho phổ mặt trời cung cấp chương trình và tài liệu tính toán cho bức xạ phổ mặt trời.

C.2 Trong phiên bản trước của tiêu chuẩn này sử dụng dữ liệu bức xạ mặt trời từ Bảng 4 tài liệu CIE số 85. Bảng C.1 so sánh điều kiện khí quyển cơ bản được sử dụng trong tiêu chuẩn với Bảng 4 tài liệu CIE số 85.

C.3 Bảng C.2 so sánh bức xạ (tính toán theo tích hợp chữ nhật) và bức xạ tương đối phổ mặt trời chuẩn và Bảng 4 CIE 85, trong dải sóng sử dụng trong tiêu chuẩn này.

Bảng C.1 - So sánh điều kiện khí quyển cơ bản sử dụng cho phổ mặt trời chuẩn và phổ mặt trời Bảng 4 CIE 85

Điều kiện khí quyển

Phổ mặt trời chuẩn

...

...

...

Ozon (atm-cm)

0,30

0,34

Hơi nước đọng (cm)

0,57

1,42

Độ cao (m)

2000

0

...

...

...

37° so với đường xích đạo

0°

Khối lượng không khí

1,05

1,00

Suất phản chiếu (phản xạ mặt đất)

Phụ thuộc và bước sóng ánh sáng đất

không đổi tại 0,2

Suy giảm hóa chất

...

...

...

Shettle & Fenn Rural

Tương đương yếu tố Linke Turbidity khoảng 2,8

Độ dày quang tại 500nm

0,05

0,10

Bảng C.2 - So sánh bức xạ và bức xạ tương đối của phổ mặt trời chuẩn và phổ mặt trời Bảng 4 CIE 85

Dải sóng

Phổ mặt trời chuẩn

Phổ mặt trời theo Bảng 4 CIE 85

...

...

...

 < 290

0

0

290 ≤  ≤ 320

3,748

4,060

320 < ≤ 360

25,661

28,450

...

...

...

34,762

42,050

290 ≤  ≤ 400

64,171

74,560

290 ≤  ≤ 800

652,300

678,780

Phần trăm của bức xạ từ 290 nm đến 400 nm, %

...

...

...

0

0

290 ≤ ≤ 320

5,8

5,4

320 <  ≤ 360

40,0

38,2

360 <  ≤ 400

...

...

...

56,4

Phần trăm của bức xạ từ 290 nm đến 800 nm, %

290 ≤ A ≤ 800

9,8

11,0

MỤC LỤC

Lời nói đầu

1. Phạm vi áp dụng

...

...

...

3. Thuật ngữ và định nghĩa

4. Tóm tắt phương pháp

5. Ý nghĩa và ứng dụng

6. Thiết bị, dụng cụ

7. Mẫu thử nghiệm

8. Điều kiện phơi mẫu

9. Cách tiến hành

10. Báo cáo thử nghiệm

11. Độ chụm và độ chệch

...

...

...

Phụ lục B (Tham khảo) Điều kiện thử nghiệm

Phụ lục C (Tham khảo) So sánh phổ UV mặt trời với phổ UV mặt trời của Bảng 4 CIE 85

1) Dự kiến xây dựng TCVN

1 Độ lệch tiêu chuẩn trong thống kê.