REVISTA OFICIAL de la Asociación de Corrugadores del Caribe, Centro y Suramérica (ACCCSA)
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Resistencia del papel al estallido

1. Campo de acción

Este método se designa para medir la resistencia máxima al estallido del papel y de los productos de papel que tienen una resistencia al estallido de 50kPa a 1200kPa (7psi a 157psi) en forma de hojas planas de hasta 0,6mm (0,025”) de espesor. No se usa para evaluar corrugado, cartón de fibra, liner o cartón de fibra prensada que tienden a cortar el delgado diafragma de hule del aparato de prueba de estallido. Para evaluar cartón y liner, refiérase a TAPPI T 807 “Resistencia al estallido del cartón y del liner”; para evaluar cartón corrugado y de fibra, vea TAPPI T 810 “Resistencia al estallido del cartón corrugado y del cartón compacto”.

2. Resumen

Se sujeta la muestra de prueba entre unas mordazas anulares y se somete a una presión en aumento con un diafragma de hule que se expande por medio de presión hidráulica en proporción controlada hasta que la muestra se rompa. Se registra como resistencia al estallido la lectura de presión máxima hasta el punto de ruptura.

3. Importancia

La resistencia al estallido se usa mucho como una medida de la resistencia a la ruptura de muchos tipos de papel. La prueba es relativamente fácil de llevar a cabo, es barata y parece simular algunos de los requisitos de uso final.

4. Definición

La resistencia al estallido de un material se define como la presión hidrostática máxima que se necesita para provocar la ruptura del material cuando se aplica una presión controlada con incremento constante por medio de un diafragma de hule sobre un área circular de 30,5mm (1,20”) de diámetro. El área de material bajo prueba es plana inicialmente y se sostiene con rigidez a la circunferencia pero tiene libertad para combarse durante la prueba.

5. Aparato

5. 1 Una mordaza para asegurar la muestra de prueba firme y uniformemente para que no se deslice durante la evaluación. La mordaza debe tener dos superficies paralelas anulares con acanaladuras y ser, preferiblemente, de acero inoxidable. La presión de sujeción máxima que se recomienda es de 1200kPa. La presión de sujeción debe ser ajustable para que se adapte a los papeles de diferentes resistencias sin que la muestra se deslice.

5.1.1.1 La superficie superior de sujeción (el anillo de sujeción) tiene una abertura circular de 30,50mm (1,2”) ± 0,05mm de diámetro. Para minimizar el deslizamiento, la superficie que está en contacto con el papel durante la evaluación tiene acanaladuras en espiral continua o concéntrica en V en la superficie. La espiral continua es una acanaladura en V de 602 que no tenga menos de 0,25mm (0,010”) de profundidad con un paso de 0,8mm (1/32”). La acanaladura comienza a 3,2mm (1/8”) ± 0,1mm de la orilla de la abertura circular. Las acanaladuras concéntricas son acanaladuras en V de 601, de 0,25mm (0,010”) de profundidad y con una separación de 0,9mm (1/32”) ± 0,1mm. La acanaladura más profunda es de 3,2mm (1/8”) ± 1mm desde la orilla de la abertura circular. El diámetro de la mordaza superior debe ser de 48mm como mínimo.

5.1.1.2 La superficie inferior de sujeción (la placa del diafragma) tiene una abertura de 33,1mm (1,302”) ± 0,1mm de diámetro. Su superficie tiene una serie de acanaladuras concéntricas en V de 602 de 0,30mm (0,012”) de profundidad y de 0,9mm (1/32”) de separación; el centro de la primera acanaladura está a 3,2mm (1/8”) de la orilla de la abertura. El espesor de la placa en la abertura es de 0,66mm (0,026”). La orilla inferior que está en contacto con el diafragma de hule está redondeada a un arco de 6,4mm (0,25”) de radio para evitar que el diafragma se corte cuando se aplica la presión.

5.1.1.3 El anillo de sujeción está conectado a un mecanismo de sujeción gracias a una junta de rótula o por otro medio para garantizar una presión de sujeción pareja. Durante las pruebas, las orillas circulares de las aberturas en las dos placas de sujeción tienen que estar concéntricas entre 0,25mm (0,01”).

   

5.1.2. Un diafragma circular de hule puro sin rellenos de 0,85mm ± 0,05mm (0,034” ± 0,002”) de espesor. Puede usarse un micrómetro de peso muerto para medir el espesor del diafragma. El diafragma está sujeto entre la placa de sujeción inferior y el resto del aparato de forma que antes de que el diafragma se estire por la presión debajo de él, el centro de su superficie superior esté bajo el plano de la superficie de sujeción. La presión necesaria para elevar la superficie libre del diafragma a 9mm (3/8”) por encima de la superficie superior de la placa del diafragma, tiene que ser 30kPa ± 5kPa (4,3psi ± 0,8psi). Para probar esto, puede usar un calibrador de puente y efectuar la prueba después de retirar el anillo de sujeción. El diafragma debe inspeccionarse con regularidad para revisar una distorsión permanente, y si está distorsionado, reemplazarlo.

5.1.3 Medios para aplicar presión hidrostática controlada en aumento por un fluido a una tasa de 1,6ml/s ± 0,1ml/s al lado inferior del diafragma hasta que la muestra estalle. El fluido que se recomienda es glicerina USP (96%). El glicol etilénico purificado (no los tipos permanentes de anticongelantes del radiador con aditivos) pueden sustituirse si así lo desea.

T 403 mo-97 Resistencia del papel al estallido

5.1.4 Un manómetro de lectura máxima de la presión de Bourdon de capacidad apropiada y una escala circular graduada de 95mm (3¾”) o más de diámetro. Los manómetros electrónicos sensibles a la presión como se describen en 5.1.5 están reemplazando a los manómetros de Bourdon.

  

5.1.4.1. La escogencia y las características del manómetro de Bourdon están en la Tabla I. El rango de manómetro de 0-840kPa (0-120psi) se puede usar para cualquier prueba dentro de su capacidad si se anota en el reporte. El manómetro de Bourdon debe tener una precisión de lectura de ±1%.

5.1.4.2. La expansibilidad del manómetro es el volumen del líquido por unidad de aumento que entra en el tubo del manómetro cuando no hay aire. Puede determinarse con más efectividad con un instrumento dilatómetro como el que describen Tuc y Mason (1). La expansibilidad del manómetro tiene que estar dentro de un 15% del valor especificado.

5.1.4.3 Para evitar una sobrecarga y el daño probable del manómetro, se debe realizar una prueba preliminar con un manómetro de gran capacidad.

5.1.5. Actualmente, los manómetros electrónicos sensibles a la presión están reemplazando a los manómetros de Bourdon. La ventaja es que un sensor maneja, normalmente, todo el rango de medición.

5.1.5.1. Estos transductores de presión deben tener por lo menos una precisión de un 1% de la medida, o bien, ±10kPa (1,4psi) que siempre brinda una mayor precisión.

5.1.5.2 Para evitar la sobrecarga y cualquier daño en el transductor, debe realizarse una prueba de estallido preliminar con un transductor de gran capacidad.

6. Calibración y mantenimiento

6.1. El instrumento indicador de presión debe calibrarse con un aparato para pruebas de peso muerto tipo pistón. Si el instrumento es un manómetro de Bourdon, tiene que calibrarse cuando está inclinado en el mismo ángulo en el que debe usarse. De preferencia, la calibración debe ser realizada con el manómetro en su posición normal. Para un error del instrumento menor al 3%, el instrumento indicador de presión debe calibrarse de tal modo que las presiones conocidas se apliquen en forma dinámica a la misma tasa aproximadamente cuando se evalúa papel. Los instrumentos de lectura máxima están sujetos a errores dinámicos y también a errores comunes de calibración estática. Un método aceptable de calibración dinámica para mayor precisión lo describen Tuck et al. (2).

6.1.1. Los manómetros que se usan constantemente deben calibrarse una vez al mes por lo menos. Si un manómetro se usa accidentalmente más de la cuenta, tiene que calibrarse de nuevo antes de ser usado otra vez.

6.2. Calibración del transductor/sistema de lectura. El transductor se puede calibrar con el mismo instrumento que se usó para calibrar los manómetros o según las recomendaciones del fabricante.

6.2.1. Los transductores que se usan frecuentemente deben calibrarse por lo menos una vez al mes

6.3. Busque aire en el sistema. Cada vez que se dé mantenimiento al aparato, el aire puede entrar en el sistema hidráulico. Por lo tanto, se debe seguir los pasos para garantizar que todo el aire salga del aparato.

6.3.1. Para determinar si hay aire en el sistema, primero aplique presión como se describe en 5.1.2 para elevar el diafragma 9mm (3/8”) por encima de la placa del diafragma y sosténgala por un minuto. El aire que esté atrapado entre el diafragma y el fluido se verá como una mancha blanca bajo la superficie del diafragma. Si esto ocurre, el diafragma tiene que instalarse de nuevo.

6.3.2. Después de cambiar el diafragma, es necesario purgar el aire del resto del sistema hidráulico. Vea las instrucciones en el manual de operaciones del fabricante.

6.4. Los planes de aceptación dados aquí se denominan planes de aceptación de “atributos”, porque una unidad de prueba falla si lo hace para cumplir con un requisito para el que se evalúa, o más de uno, y si la aceptación del lote se basa en una cantidad baja aceptable de unidades que fallan. Maltenfort y Boedeker describen un plan de aceptación de “variables” en que la aceptación se basa en el promedio de los valores obtenidos para las unidades de prueba y la variabilidad entre estos valores.

 
 

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