耐环境应力开裂时间检测：核心检测项目解析

引言

检测原理

检测项目详解（核心内容）

1. • 作用：温度影响分子链活动性及介质扩散速率。高温加速测试，但需与实际使用温度匹配。
   • 参数设置：通常选择23±2℃（常温）或更高（如50℃、70℃），依据标准（如ASTM D1693）或客户需求设定。
2. • 控制方式：分为恒定载荷（如拉伸应力）或恒定应变（如弯曲形变）。
   • 典型值：聚乙烯测试常用弯曲应变（如1%~5%），不同应力水平可绘制“应力-开裂时间”曲线，确定临界应力阈值。
3. • 选择依据：模拟真实接触的化学物质，如洗涤剂（Igepal溶液）、酸、碱、油类。
   • 浓度影响：高浓度介质加速腐蚀，需注明介质成分及配比（如10% Igepal CO-630）。
4. • 标准化尺寸：ASTM D1693规定试样为38×13×3.2mm，边缘需打磨光滑以减少应力集中。
   • 预处理：退火消除加工内应力，避免干扰测试结果。
5. • 观测周期：从数小时至数千小时不等，定期检查裂纹出现时间。
   • 终止标准：50%试样开裂或达到预设时间（如1000小时）即停止。
6. • 定量方法：显微镜测量裂纹长度（µm级）、计数裂纹数量，或通过拉伸强度保留率评估损伤程度。
   • 分级标准：如ISO 22088-3中按裂纹扩展速度分级。
7. • 关键指标：平均开裂时间（F₅₀）、威布尔分布参数，或绘制时间-失效概率曲线。
   • 统计要求：至少5个平行试样，确保数据可靠性。
8. • 行业标准：对比ASTM/ISO/GB等标准中的限值（如HDPE管材要求ESCR≥1000h）。
   • 客户定制：满足特定应用场景的附加要求（如医疗包装需通过生物相容性介质测试）。

常用检测方法

• 弯条法（ASTM D1693）：试样弯曲固定后浸入介质，观察表面裂纹。
• 球压痕法（ISO 22088-5）：球状压头施加载荷，评估压痕周围开裂情况。
• 恒载荷拉伸法：适用于薄膜或纤维，持续拉伸至断裂，记录时间。

影响因素分析

• 材料因素：高密度聚乙烯（HDPE）比低密度（LDPE）更优；共聚改性可提升ESCR。
• 环境协同效应：介质极性与材料溶解度参数匹配时渗透性最强。
• 加工工艺：注塑冷却速率影响结晶度，进而改变抗开裂性。

应用案例

• 燃气管道：ASTM D1693测试要求ESCR＞1000小时，确保50年使用寿命。
• 医用导管：在模拟体液环境中测试，防止药物或血液接触导致开裂。