resistencia al impacto por caida libre de dardo en películas y laminad

Transcripción

PROYECTO DE NORMA MEXICANA
PROY-NMX-E-099-CNCP-2013
ORGANISMO NACIONAL DE NORMALIZACION DEL CENTRO DE NORMALIZACION Y CERTIFICACIÓN DE PRODUCTOS, A. C.
INDUSTRIA DEL PLÁSTICO – RESISTENCIA
AL IMPACTO POR CAIDA LIBRE DE DARDO
EN PELÍCULAS Y LAMINADOS
PLÁSTICOS – MÉTODO DE ENSAYO
PLASTIC INDUSTRY - DART IMPACT
RESISTANCE OF PLASTIC FILMS AND
SHEETING – TEST METHOD
Fecha limite para recibir comentarios:
6 de Julio de 2014
Los comentarios al proyecto deben remitirse al Organismo Nacional de Normalización del Centro de Normalización y Certificación de
Productos, A.C., Blvd. Toluca No. 40-A, Col. San Andrés Atoto, C.P. 53500, Naucalpan de Juárez, México, Tel. 5358-7992
Fax. 5358-7101.
Publicación del aviso de consulta pública en
el Diario Oficial de la Federación:
7 de Mayo de 2014
Derechos reservados © CNCP 2013
Cancelará a la Norma Mexicana:
NMX-E-099-CNCP-2007
PREFACIO
El presente Proyecto de Norma Mexicana fue elaborado por GT-Agroplásticos del Comité
Técnico de Normalización Nacional de la Industria del Plástico y emitida por el Centro de
Normalización y Certificación de Productos, A.C., (CNCP), participando las siguientes empresas
e instituciones:
-
AGROTECAMAC S.A. DE C.V.
-
ASOCIACIÓN NACIONAL DE EMPRESAS DE AGUAS Y SANEAMIENTO DE
MÉXICO
-
ASOCIACIÓN NACIONAL DE LA INDUSTRIA DEL PLÁSTICO, A.C.
-
ASOCIACIÓN MEXICANA DE INDUSTRIAS DE TUBERÍAS PLÁSTICAS, A.C.
-
ECOCE, A.C.
-
DIRECCIÓN GENERAL DE NORMAS – SECRETARIA DE ECONOMÍA
-
ORGANISMO DE CERTIFICACIÓN DE PRODUCTOS –
NORMALIZACIÓN Y CERTIFICACIÓN DE PRODUCTOS, A.C.
-
PLÁSTICOS DEL FUTURO, S.A. DE C.V.
-
SOCIEDAD DE FABRICANTES NACIONALES DE TUBERÍA DE POLIETILENO Y
POLIPROPILENO S.C.
-
COMISIÓN NACIONAL DEL AGUA
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CENTRO
DE
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INDUSTRIA DEL PLÁSTICO – RESISTENCIA AL IMPACTO POR CAIDA LIBRE DE DARDO
EN PELÍCULAS Y LAMINADOS PLÁSTICOS – MÉTODO DE ENSAYO
PLASTIC INDUSTRY - DART IMPACT RESISTANCE OF PLASTIC FILMS AND SHEETING –
TEST METHOD
1
OBJETIVO Y CAMPO DE APLICACIÓN
Este proyecto de norma mexicana establece los métodos de prueba que abarcan la determinación de la
energía que causa la falla de láminas de plástico bajo condiciones específicas de impacto mediante la
caída libre de un dardo. Esta energía se expresa en términos de peso (masa) del dardo que cae desde
una altura específica que resultaría en una falla del 50% de las muestras probadas.
2
REFERENCIAS
Para la correcta aplicación del presente proyecto de norma se deben consultar las siguientes normas
mexicanas vigentes o las que la sustituyan:
NMX-E-097-CNCP-2004
Industria
del
Plásticos
–
acondicionamientos y ensayos.
NMX-E-003-SCFI-2003
Industria del Plástico – Determinación del espesor de películas y hojas
por medición directa con micrómetro – Método de ensayo.
3
DEFINICIONES
3.1
Falla
Atmósferas
normalizadas
para
Cualquier rotura que se pueda detectar, ya sea mediante el tacto u observación visual del espécimen a
contraluz o en condiciones de luz de fondo.
3.2
Masa de impacto para falla
Es la masa del dardo, estimada estadísticamente, que causa la falla del 50 % de los especímenes.
3.3
Peso del proyectil
Es la suma de la masa del dardo más el número total de masas adicionales, colocadas en el mismo.
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PRINCIPIO
4
Estos métodos consisten en aplicar energías de impacto a los especimenes, mediante la caída libre de
un dardo de masa variable. Se anotan las lecturas obtenidas y se determina la masa teórica necesaria
para provocar la rotura del 50 % de los especimenes.
5
APARATOS Y/O INSTRUMENTOS
El equipo deberá ser construido esencialmente tal y como se muestra en la Fig. 1, utilizando los
componentes siguientes en común con ambos métodos de prueba:
5.1
Mordaza para la Muestra. Una mordaza anular de dos piezas para la muestra, con un
diámetro interno de 125 mm ± 2,0 mm y de conformidad con los siguientes requisitos:
5.1.1
La parte baja o estacionaria de la mordaza debe estar sujetada de manera rígida para que
el plano de la muestra sea horizontal.
5.1.2
La parte superior o móvil del soporte deberá ser diseñada para mantener contacto firme y
plano con la parte inferior de la mordaza cuando se encuentre en posición. Las mordazas
deberán estar provistas de materiales adecuados que permitan mantener el contacto
suficiente para un agarre firme de las muestras de las láminas en su lugar durante la
prueba. Las mordazas operadas de manera neumática han sido utilizadas con éxito.Un
armazón de soporte para los especimenes, un soporte para el dardo y un artefacto para
liberarlo.
5.1.3
Podrán fijarse firmemente Empaques de Caucho a las superficies de contacto de las
muestras en ambas mordazas para proporcionar el amortiguamiento que minimiza los
efectos de variación por espesor. La empaquetadura de caucho con un grosor de 3.0 ± 1
mm, durómetro de dureza 50 a 60 Shore A, 125 mm ± 2,0 mm de diámetro interno y 150
mm ± 3,0 mm de diámetro externo se han encontrado satisfactorios para estos propósitos.
5.1.4
Un deslizamiento de las láminas mayor que 0,10 mm en espesor deberá ser minimizado o
eliminado asegurando una tela o papel de lija 50 D a los empaques con cinta adhesiva de
doble cara de tal manera que la superficie abrasiva se encuentre en contacto directo con la
lámina. Deberá haber suficiente fuerza de sujeción como para eliminar cualquier
deslizamiento detectable. Otras formas de reducir el deslizamiento como el uso de
dispositivos adicionales de sujeción o superficies de sujeción efectivas pueden ser
utilizados siempre y cuando la lámina no se debilite en la pared interna de la mordaza de
la muestra y que el diámetro efectivo de 125 mm ± 2,0 mm de la lámina no cambie.
5.2
Mecanismo de Liberación del Dardo, capaz de soportar un peso de 2 kg deberá utilizarse
para sujetar y liberar el ensamblaje del dardo. Deberá estar equipado con un dispositivo
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centrado, como una plomada removible, para asegurar la reproducibilidad de la caída del
dardo. Puede ser utilizado cualquier mecanismo de liberación ya sea operado de manera
electromagnética o neumática.
5.3
Dispositivo de Posicionamiento. El equipo debe ser capaz de arrojar el dardo desde alturas
de 0,66 m ± 0,01 m para el Método de Prueba A y 1,50 m ± 0,03 m para el Método de
Prueba B. La distancia entre la superficie de incidencia de la cabeza del dardo y la
superficie de la muestra de prueba es considerada como la altura de lanzamiento. El dardo
debe ser colocado verticalmente por encima del centro de la muestra de prueba.
5.4
Micrómetro, con una precisión de ± 0,0025 mm en el rango de 0,0025 mm a 1 mm para la
medición del espesor de la muestra.
5.5
Dispositivos de Amortiguamiento y Protección, para proteger al personal y para evitar
dañar la superficie de incidencia del dardo. Estos dispositivos no deben interferir con el
dardo o con la muestra antes de penetrar dicha muestra.
5.6
Collarín, con un diámetro interno de aproximadamente 7 mm y con un tornillo de ajuste
para asegurar el collarín al eje del dardo.
5.7
Los Dardos para los Métodos de Prueba A y B deberán tener cabezas semiesféricas, cada
una ajustada a 6,5 mm ± 0,1 mm de diámetro con un eje de al menos 115 mm de largo para
colocar incrementos con pesas removibles. Cada peso en el dardo deberá ser relativamente
conocido hasta en un ± 0,5%. Las superficies de las cabezas de los dardos deberán estar
libres de hendiduras, ralladuras, u otras irregularidades.
El eje deberá estar sujetado al centro de la superficie plana de la cabeza con su eje
longitudinal perpendicular a la superficie. Si se utiliza un electroimán, el eje deberá estar
hecho de un material no magnético y deberá tener una punta de acero de 125 mm ± 0,2
mm de largo, sujetado por el electroimán en el extremo final.
5.7.1
Para el Método de Prueba A, la cabeza del dardo deberá ser de 38,10 mm ± 0,13 mm de
diámetro. Deberá ser construido de aluminio pulido, liso, fenólicos u otro material de baja
densidad de dureza similar.
5.7.2
Para el Método de Prueba B, la cabeza del dardo deberá ser de 50,80 mm ± 0,13 mm de
diámetro. Deberá ser construida de acero inoxidable pulido, liso o cualquier otro material
de durabilidad similar.
5.8
Pesas para los Métodos de Prueba A y B deberán ser de acero inoxidable o latón y en
forma cilíndrica. Cada uno deberá tener un orificio en el centro de 6,6 mm + 1,0 - 0,00 mm
de diámetro. El espesor de cada una deberá ser ajustado para obtener el peso especificado
dentro de un ± 0,5 %. El diámetro de las pesas no deberá exceder el diámetro de la cabeza
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del dardo. En la tabla 1 se sugieren las siguientes combinaciones de pesos para los
diámetros especificados:
TABLA 1. Masas adicionales
Número de
piezas
Masa, g
Dardo A
5
15
30
60
2 ó más
8
8
8
Dardo B
15
45
90
--
De manera opcional, los pesos adicionales, cada 120 g ± 0,5 % para el Método de Prueba A o 180 g ±
0,5 % para el Método de Prueba B, pueden ser construidos para sus uso si es necesario extender el
peso del proyectil mas allá de lo que se puede alcanzar al utilizar todos los pesos del conjunto
estandarizado.
6
MUESTRAS DE ENSAYO
6.1
Los especímenes se deben cortar de la pieza a ensayar de manera que sean lo más
representativas y se debe utilizar un sólo espécimen para cada impacto. Esto es para
asegurar que el total de la lámina esté representado en la prueba a menos que dicha
muestra constituya una variable bajo estudio. Para este ensayo utilizar 20 ó más
especímenes de dimensiones tales que deban ser lo suficientemente grandes como para
extenderse hacia fuera de la mordaza y los empaques en todos sus puntos.
6.2
Las muestras deberán estar libres de agujeros, arrugas, pliegues o cualquier otra
imperfección que resulte obvia, a menos que dichas imperfecciones constituyan variables
bajo estudio.
7
ACONDICIONAMIENTO DE LOS ESPECÍMENES
7.1
Los especímenes deben acondicionarse de acuerdo a lo descrito en la norma mexicana
NMX-E-097-CNCP (véase capítulo 2 Referencias) por no menos de 40 h antes del ensayo,
para aquellos ensayos donde el acondicionamiento es requerido.
7.2
El ensayo debe llevarse a cabo en las mismas condiciones que el acondicionamiento.
8
PREPARACIÓN DEL EQUIPO
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8.1
Donde:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Preparar el equipo para prueba mediante el Método de ensayo A o el Método de ensayo B.
Tornillo sujetador para altura de prueba
Brazo
Electroimán
Anillo de sujección
Pesas
Dardo
Dispositivo neumático
8.
9.
10.
11.
12.
13.
Pedal para sujección de probeta
Aparato superior de fijación móvil
Espécimen
Aparato inferior de fijación
Interruptor de disparo de dardo
Colchón
FIGURA 1. Equipo de impacto por caída libre de dardo
Esta figura es únicamente ilustrativa
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8.2
Activar el mecanismo de liberación del dardo e insertar la punta de acero dentro del
mecanismo. El dardo deberá estar sujetado en su lugar mediante el mecanismo de
liberación. Ajustar la altura de lanzamiento (la distancia vertical del plano de la muestra
amordazada al fondo de la superficie de la cabeza del dardo) a 0,66 m ± 0,01 m para el
Método de Prueba A o a 1,50 m ± 0,03 m para el Método de Prueba B (Advertencia - Por
motivos de seguridad, remueva el dardo mientras se realizan ajustes en la posición).
8.3
Con una lámina de muestra de ensayo sujeta entre las mordazas y sin pesos adicionales en
el dardo, libere el dardo y obsérvese el punto en el cual el dardo impacta la muestra,
atrápese el dardo después de rebotar contra la superficie de la lámina. Si es necesario,
ajuste el mecanismo de liberación del dardo para que, en ensayos repetidos, la
reproducibilidad del dardo impacte el centro de la porción amordazada de la lámina.
8.4
Revise el aparato de manera periódica para asegurarse de que no ocurra deslizamiento
durante la prueba. Si ocurre deslizamiento, esta es una razón para rechazar el resultado.
8.5
Antes de arrojar el proyectil en una muestra amordazada, dibuje un círculo en la lámina
utilizando un bolígrafo en contacto con la pared interna de la mordaza superior. Aplique
solo la presión del bolígrafo en sí a la lámina. Después de que el dardo sea arrojado y antes
de remover la lámina de plástico, dibuje otro circulo empleando un bolígrafo de otro color.
Si las líneas son dibujadas, distíngase la presencia de dobles líneas en cualquier punto de
la circunferencia, indica que ha ocurrido un deslizamiento.
NOTA 1.
Por razones de seguridad, el dardo no deberá estar en el mecanismo de liberación mientras se
dibuja el círculo).
8.6
Si existen tela o papel de lija adheridos a los empaques para proporcionar mayor agarre,
determine el deslizamiento simplemente mediante la inspección del área de la lámina
amordazada después del impacto del dispositivo en busca de marcas o rasguños evidentes
producto del deslizamiento.
9
PROCEDIMIENTO
9.1
Mediante esta técnica, se emplea un proyectil con incremento de peso uniforme durante la
prueba y el peso del misil es cambiado después de probar cada muestra.
9.2
Seleccionar el Método de Prueba A o el Método de Prueba B para su uso, como se desee, o
como se requiera según la especificación del material relevante. Preparar el equipo para
prueba como se describe en 8.1. Si se desea, realice una revisión de deslizamiento tal como
se describe en 8.2 en algún punto durante el transcurso de la prueba.
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9.3
Mida y registre el espesor promedio las muestras de prueba en el área de impacto más
próximo a 0,0025 mm.
9.4
Como punto de partida, seleccione un peso de proyectil cercano al peso de impacto a la
falla esperado. Agregue el número necesario de pesas al eje del dardo y ponga el collarín
de sujeción en posición para que las pesas sean sostenidas de manera segura en su lugar.
9.5
Seleccionar el tipo de dardo A o B.
9.6
Colocar el aparato para el ensayo como se describe en el punto 5, figura 1.
9.7
Medir el espesor del espécimen en el área de impacto, con una exactitud de 0,001 mm de
acuerdo a lo descrito en la norma mexicana NMX-E-003 (véase capítulo 2 Referencias).
9.8
Asegurarse de que el soporte de los especimenes y el electroimán sean capaz de soportar el
dardo y el peso a emplear.
9.9
Asegurarse que el impacto se produzca en el centro del espécimen.
9.10
Seleccionar una masa cercana a la falla por impacto esperada, para lo cual añadir las masas
necesarias al dardo para lograr el valor deseado y ajustarlas con el anillo
de sujeción, de
modo que se mantengan en su lugar.
El peso es cambiado después del ensayo de cada espécimen.
9.11
Seleccionar un incremento uniforme F, en la masa del dardo. Determinar este
incremento de modo que por lo menos se puedan utilizar 3 masas diferentes.
9.12
Colocar los especímenes en la mordaza y sujetar de manera uniforme y libre de pliegues.
9.13
Conectar el electroimán y colocar el dardo verticalmente, de modo que la distancia entre el
dardo y el espécimen sea de 660 mm ± 1 mm para el dardo A y 1500 mm ± 1 mm para el
dardo B.
9.14
Desconectar el electroimán y dejar caer el dardo en el centro del espécimen y asegurar que
no ocurran más impactos, en caso de que rebote.
9.15
Revisar periódicamente el aparato para asegurarse que el espécimen no se deslice durante
el ensayo. Si esto ocurre, rechazar el resultado.
9.16
Antes del ensayo, dibujar un círculo en la película utilizando un bolígrafo de punta
rodante. Aplicar únicamente la presión que el bolígrafo necesita. Después de que el dardo
es dejado caer y previamente removida la película, dibujar otro círculo utilizando un
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bolígrafo de punta rodante de otro color. Distintas líneas dobles en cualquier punto de la
circunferencia muestran que ese deslizamiento ha ocurrido.
9.17
Examinar el espécimen para ver si ha fallado o no. Si la falla se produce en la zona de
sujeción del espécimen, el ensayo no es válido.
9.18
Registrar los resultados como se muestra en la tabla 2 ó 3, utilizando 0 para denotar
ningún fallo y una X para denotar la falla.
9.19
Si falló el espécimen, disminuir la masa del dardo F, si no, aumentarse. Ensayar el
segundo espécimen y continuar el ensayo aumentando o disminuyendo la masa del dardo,
dependiendo si el espécimen falla o no.
9.20
Después de 20 especimenes ensayados, contar el número total N de fallas. Si N = 10, el
ensayo ha terminado; si N < 10, continuar con los ensayos adicionales hasta que N = 10. Si
N > 10, continuar con el ensayo de especímenes adicionales hasta que el número total de
no fallos sea igual a 10, entonces terminar el ensayo.
10
EXPRESIÓN DE RESULTADOS
10.1
Registrar el número de fallas, con cada masa bajo una columna “ni”, contando
únicamente las últimas 10 fallas (véase tabla 3).
10.2
Bajo una columna “i”, colocar número enteros 0, 1, 2, etc. donde 0, corresponde al valor de
la menor masa empleada “F0”, a la cual se le asigna el primer valor de “ni”.
10.3
Bajo la columna “i x ni”, se tabula este producto.
10.4
Tabular el producto “i 2 x ni”.
10.5
Sumar los valores de la columna “ni = N = 10”.
10.6
Sumar los valores de la columna “i x n = A”.
10.7
Sumar los valores de la columna “i2 x ni = B”.
10.8
Calcular la masa de la falla por impacto, F(50) a partir de la expresión:
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TABLA 2. Ejemplo del ensayo de resistencia al impacto por caída libre del dardo
Masa
g
310
295
280
265
Pruebas
1
2
0
3
X
4
0
5
X
6
0
7
X
8
9
10
11
12
13
X
0
14
15
X
0
X
X
0
16
17
X
0
18
0
19
X
(i)
(ni)
(i x ni)
(i2 x ni)
3
2
1
0
∑
6
2
2
0
10
N
18
4
2
0
24
A
54
8
2
0
64
B
20
X
0
0
Masa de rotura al 50%, F(50)
donde:
F(50)
Fo
F
A
ni
N
N = 10
A = 24
F0 = 265
F = 15
es la masa del 50% de falla.
es la masa de ensayo cuando el nivel i, es cero.
es el intervalo de peso para aumentar o disminuir la masa de ensayo.
es la suma de i x ni.
es el número de especímenes que fallaron en el nivel i.
es el número total de especímenes que se rompieron.
F(50) = 265 + 15 [(24/10) – 1/2]
F(50) = 265 + 15 (2,4 - 0,5)
F(50) = 293,5 g
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TABLA 3. Ejemplo del ensayo de resistencia al impacto por caída libre del dardo
Masa
Pruebas
i
g
250
235
220
205
190
175
1
2
X
0
3
0
4
X
5
6
X
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
X
X
X
X
0
0
X
X
0
X
0
0
X
0
i x ni
i2 x ni
8
3
10
2
0
23
A
32
9
20
2
0
63
B
22
X
0
ni
0
4
2
3
1
2
5
1
2
0
0
∑ 10
N
Masa de rotura al 50%
N = 10
A = 23
F0 = 175
F = 15
F(50) = 175 + 15 [(23/10) - 1/2]
F(50) = 175 + 15 (2,3 – 0,5)
F (50) = 202 g
NOTA 2.
Considerar las últimas 10 fallas; en este caso, no se consideran las primeras dos fallas.
11
INFORME DEL ENSAYO
El informe debe incluir como mínimo los siguientes datos:
-
La identificación completa del material de ensayo (tipo, fabricante, dimensiones e
historial previo, etc.)
El valor F(50) de resistencia al impacto, en gramos.
El espesor de la película de ensayo y tolerancia del espécimen.
Procedimiento de acondicionamiento utilizado.
Referencia al método de ensayo utilizado.
Cualquier observación hecha durante la determinación.
Fecha del ensayo
Nombre del analista.
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BIBLIOGRAFÍA
ISO 7765-1:1988
Plastics film and sheeting - Determination of impact resistance by the freefalling dart method - Part 1: Staircase methods
ASTM D 1709-09
Standard Test methods for impact resistance of plastic film by the freefalling dart method (básicamente armonizada con esta norma extranjera)
13
CONCORDANCIA CON NORMAS INTERNACIONALES
Este proyecto de norma mexicana coincide básicamente con la norma internacional ISO 7765-1:1988
Plastics film and sheeting - Determination of impact resistance by the free-falling dart method - Part 1:
Staircase methods y difiere en los siguientes puntos:
a) Las tolerancias incluidas en este anteproyecto difieren por razones particulares del país.
b) Se remplazan las referencias a las normas internacionales por las normas mexicanas
correspondientes, lo anterior con objeto de cumplir con la normativa nacional de acuerdo
con lo que se indica en el Artículo 42 del Reglamento de la Ley Federal sobre Metrología y
Normalización.
c) Se incluyen otros ejemplos para la expresión de resultados que igualmente son
representativos como en la norma internacional.
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