Hvilken effekt har materiell aldring på ytelsen til HDPE -trådbeslag

Foto-oksidativ nedbrytning av materialer er en av hovedårsakene til ytelsesnedbrytning. I den molekylære kjeden av polyetylen med høy tetthet (HDPE) er metylengrupper utsatt for kjede-scisjonsreaksjoner under virkningen av ultrafiolett stråling. Når ultrafiolett lys med en bølgelengde på 290 til 400 nanometer kontinuerlig bestråles, vil et stort antall oksidasjonsprodukter som karbonyl og hydroksylgrupper bli generert på overflaten av materialet. Denne foto-oksidative effekten er spesielt betydelig i utendørs overleggingsscenarier. Eksperimentelle data viser at etter seks måneders eksponering for et miljø med en ultrafiolett intensitet på 300 mikrobølger per kvadratcentimeter, kan påvirkningsstyrken til ytterveggen til leddet falle med mer enn 40%. Akkumulering av oksidasjonsprodukter vil ikke bare endre overflatemorfologien til materialet, men også danne et mikrokrakknettverk, og dermed gi en kanal for penetrering av mediet, og til slutt føre til svikt i felles tetning.

Under høye temperaturforhold er aldringseffekten for termisk oksidasjon spesielt åpenbar. Når systemets driftstemperatur overstiger 60 grader Celsius, øker den frie radikale reaksjonshastigheten i HDPE -molekylkjeden eksponentielt, noe som igjen fører til en utvidelse av molekylvektfordelingen av materialet og en reduksjon i krystallinitet. Denne termodynamiske skaden er spesielt fremtredende i kjemiske rørledningssystemer.

Erosjonen av kjemiske medier er også en viktig faktor for å akselerere aldring. I et industrielt miljø som inneholder kloridioner (CL⁻), vil kloreringsreaksjonen til HDPE -molekylkjeden øke sprøhet av materialet. Når konsentrasjonen av Cl⁻ i mediet overstiger 50 ppm, kan stresssprekkermotstanden (ESCR) av leddet avta med en hastighet på 3 ganger ved normal temperatur og trykk. Et kystavløpsrenseanlegg brukte vanlige HDPE -gjengede ledd for å behandle saltvann. Etter bare 18 måneders drift, skjedde batchlekkasje. Inspeksjon fant at pittinggroper med en dybde på 0,2 mm hadde dannet seg på den indre veggen av leddet.

Det miljømessige stresssprekker (ESC) fenomenet er en typisk manifestasjon av koblingen av materiell aldring og stress. Når rørledningssystemet transporterer et medium som inneholder overflateaktive stoffer, er HDPE -molekylkjeden utsatt for å sprekke forplantning under virkning av kontinuerlig stress. Eksperimenter viser at i en 0,5% natriumdodecylsulfatoppløsning, er sprekkveksthastigheten til et gjenget ledd utsatt for et internt trykk på 0,8 MPa to størrelsesordener høyere enn for et rent vannmedium. Denne typen miljøspenningsprekker er spesielt farlig i nedgravde rørledninger. For eksempel fikk en gassrørledning i en viss by et katastrofalt brudd i leddet etter fem års drift på grunn av en ubalanse i jordsiden-trykk.