تُستخدم اختبارات التجوية باستخدام القوس الزينوني على نطاق واسع لتقييم استجابة المواد للتعرض المحاكى لأشعة الشمس والحرارة والرطوبة والمياه. ويُعد كل من ASTM G155 وISO 4892-2 من أكثر المعايير المرجعية شيوعًا في هذا المجال.

وعلى الرغم من أن كلا المعيارين يستخدم مصادر ضوء القوس الزينوني لمحاكاة تأثيرات أشعة الشمس الطبيعية، فإنهما ليسا متطابقين. ويُعد فهم الاختلافات بينهما أمرًا مهمًا عند اختيار جهاز اختبار التجوية بالقوس الزينوني، وتحديد ظروف الاختبار، ومقارنة النتائج التي يتم الحصول عليها من مختبرات مختلفة.

أولاً: ما هو معيار ASTM G155؟

ASTM G155 – الممارسة القياسية لتشغيل أجهزة مصابيح القوس الزينوني لتعريض المواد يحدد المبادئ الأساسية وإجراءات التشغيل الخاصة بمعدات التعرض للقوس الزينوني. والإصدار الحالي من معيار ASTM هو ASTM G155-25.

يصف هذا المعيار استخدام مصابيح القوس الزينوني المزودة بمرشحات بصرية، وذلك في ظل ظروف بيئية يتم التحكم فيها. وبحسب التطبيق، يمكن أن يشمل التعرض الضوء والحرارة والرطوبة والماء.

ومن النقاط المهمة أن ASTM G155 يُعد بشكل أساسي معيارًا يتعلق بجهاز الاختبار وممارسات التعرض. ولا يحدد المعيار بمفرده حالة تعرض موحدة لجميع التطبيقات، كما لا يحدد نتيجة محددة للقبول أو الرفض. وعادةً ما يتم تحديد ظروف التعرض المناسبة وطرق تقييم التغيرات في المواد وفقًا للمعيار أو المواصفة الخاصة بالمادة المعنية.

ثانياً: ما هو معيار ISO 4892-2؟

المعيار الدولي ISO 4892-2:2013 - البلاستيك - طرق التعريض لمصادر الإضاءة المختبرية - الجزء 2: مصابيح زينون القوسية، يحدد طرق تعريض العينات لضوء زينون القوسي في وجود الرطوبة.

الهدف هو محاكاة تأثيرات التجوية المرتبطة بالتعرض الفعلي لضوء النهار أو ضوء النهار المُرشَّح عبر زجاج النوافذ. تشمل الظروف المُتحكَّم بها درجة الحرارة، والرطوبة، والتبلل، والإشعاع، ومجموعات مختلفة من مرشحات مصابيح زينون القوسية. تشير المنظمة الدولية للمقاييس (ISO) إلى أن إصدار 2013 قد تمت مراجعته وتأكيده في عام 2023، ولا يزال ساريًا، مع تعديل يتعلق بتصنيف مرشحات ضوء النهار نُشر في عام 2021.

على عكس مفهوم تعريض المواد الأوسع نطاقًا في معيار ASTM G155، يندرج معيار ISO 4892-2 تحديدًا ضمن سلسلة معايير البلاستيك.

ثالثًا: ASTM G155 و ISO 4892-2: ما هي أوجه التشابه بينهما؟

تربط المعيارين علاقة تقنية وثيقة. فكلاهما يستخدم إشعاع قوس الزينون المُرشَّح لمحاكاة تأثيرات ضوء الشمس الطبيعي، ويتناولان التعرض البيئي المُتحكَّم فيه، بما في ذلك عوامل مثل درجة الحرارة والرطوبة.

وتؤكد الجمعية الأمريكية لاختبار المواد (ASTM) أن معيار ASTM G155 يُشابه تقنيًا معيار ISO 4892-2، بالإضافة إلى العديد من معايير التعرض الدولية الأخرى لقوس الزينون.

ويُشدد كلا المعيارين على أن نتيجة الاختبار لا تعتمد فقط على مصباح الزينون نفسه، بل على ظروف التعرض المُتحكَّم فيها. وتشمل العوامل المهمة نظام الترشيح البصري، والإشعاع، ودرجة الحرارة، والرطوبة، والتعرض للماء، وحالة الجهاز.

رابعًا: الفرق الرئيسي: النطاق والتطبيق

يكمن الاختلاف الأكبر في النطاق.

يُعدّ معيار ASTM G155 ممارسة عامة لتشغيل أجهزة مصباح زينون القوسي لتعريض المواد. وهو يُقدّم مبادئ وإجراءات للحصول على ظروف التعريض وقياسها والتحكم بها. ويُقصد استخدامه بالتزامن مع طرق أو مواصفات اختبار خاصة بكل مادة.

أما معيار ISO 4892-2 فهو جزء من سلسلة معايير ISO الخاصة بالبلاستيك، ويُقدّم طرقًا لتعريض عينات البلاستيك لضوء زينون القوسي في ظل ظروف مُحكمة.

لذا، لا ينبغي أن يستند الاختيار بين المعيارين إلى اعتبار أحدهما "أفضل" فحسب، بل يعتمد المعيار الصحيح على المادة المراد اختبارها، ومواصفات المنتج المُطبقة، وظروف التعريض المطلوبة.

خامساً: هل يمكن مقارنة نتائج ASTM G155 و ISO 4892-2 بشكل مباشر؟

ليس بالضرورة.

على الرغم من أن المعيارين يتناولان تقنية التعريض لقوس الزينون المتشابهة، إلا أنه لا ينبغي اعتبار مدة الاختبار في أحدهما مكافئة تلقائيًا للمدة نفسها في الآخر.

يجب النظر إلى ظروف التعريض كمجموعة متكاملة. فالاختلافات في شدة الإشعاع، وتكوين المرشح، ودرجة الحرارة، والرطوبة، ورذاذ الماء، ودورة التعريض، قد تؤثر على تدهور المواد.

كما يؤكد معيار ASTM G155 على أهمية الإبلاغ عن ظروف التشغيل المحددة، لأن الاختلافات ضمن الظروف المسموح بها قد تؤدي إلى اختلافات في النتائج.

لهذا السبب، عند مقارنة نتائج الاختبارات من مختبرات مختلفة، من المهم التأكد ليس فقط من رقم المعيار، بل أيضًا من معايير التعريض الفعلية.

سادساً: ما هو المعيار الذي يجب عليك استخدامه؟

تعتمد الإجابة بشكل أساسي على المادة ومعيار المنتج المطبق.

بالنسبة للمواد البلاستيكية والبوليمرية، يُعدّ معيار ISO 4892-2 مرجعًا دوليًا شائع الاستخدام، بينما يُستخدم معيار ASTM G155 على نطاق واسع كإجراء للتعريض لقوس الزينون في برامج الاختبارات القائمة على معايير ASTM.

بالنسبة للمنتجات التي يغطيها معيار مادة محدد من معايير ASTM أو ISO، ينبغي أن يحدد المعيار الخاص بالمادة عادةً شروط التعريض المطلوبة. على سبيل المثال، لدى ASTM إجراءات منفصلة للتعريض لقوس الزينون لمواد وتطبيقات معينة، والتي تعمل بالتزامن مع معيار ASTM G155.

بالنسبة للمنسوجات الأرضية والمواد الجيوسينثيتيكية، ينبغي التحقق بعناية من المعيار الخاص بالمنتج المطبق بدلاً من اختيار معيار ASTM G155 أو ISO 4892-2 لمجرد استخدام كليهما مصابيح قوس الزينون.

سابعاً: الخاتمة

يُعدّ كلٌّ من معيار ASTM G155 ومعيار ISO 4892-2 معيارين متقاربين لاختبارات التجوية باستخدام قوس الزينون، ولكن لا ينبغي اعتبارهما متطابقين تمامًا.

يُغطي معيار ASTM G155 نطاقًا أوسع يشمل تشغيل ومراقبة أجهزة تعريض المواد لقوس الزينون، بينما يُقدّم معيار ISO 4892-2 طرقًا مُخصصة لاختبار المواد البلاستيكية باستخدام قوس الزينون. يُركّز كلا المعيارين على التحكم في الإشعاع والتعرض البيئي، ولكن يجب دائمًا اختيار ظروف الاختبار الفعلية وفقًا للمادة ومتطلبات المنتج.

بالنسبة للمختبرات والمصنّعين، يُساعد فهم الاختلافات بين هذين المعيارين على ضمان تهيئة جهاز اختبار التجوية باستخدام قوس الزينون بشكل صحيح، وأن تكون نتائج الاختبار ذات دلالة وقابلة للتكرار ومناسبة للتطبيق المقصود.