Welchen Effekt hat das Materialalterung auf die Leistung von HDPE -Fadenausstattung

Der photooxidative Abbau von Materialien ist eine der Hauptursachen für die Leistungsverschlechterung. In der molekularen Kette von Polyethylen mit hoher Dichte (HDPE) sind Methylengruppen unter der Wirkung der ultravioletten Strahlung zu Kettenspaltreaktionen anfällig. Wenn ultraviolettes Licht mit einer Wellenlänge von 290 bis 400 Nanometern kontinuierlich bestrahlt wird, wird eine große Anzahl von Oxidationsprodukten wie Carbonyl- und Hydroxylgruppen auf der Oberfläche des Materials erzeugt. Dieser photooxidative Effekt ist besonders signifikant in Outdoor-Overhead-Legeszenarien. Experimentelle Daten zeigen, dass nach sechs Monaten Exposition gegenüber einer Umgebung mit einer ultravioletten Intensität von 300 Mikrowatt pro Quadratzentimeter die Aufprallstärke der Außenwand der Verbindung um mehr als 40%sinken kann. Die Akkumulation von Oxidationsprodukten verändert nicht nur die Oberflächenmorphologie des Materials, sondern bildet auch ein Mikrocrack -Netzwerk, wodurch ein Kanal für die Durchdringung des Mediums bereitgestellt wird und letztendlich zum Versagen des Gelenksiegels führt.

Unter hohen Temperaturbedingungen ist der thermische Oxidationsalterungseffekt besonders offensichtlich. Wenn das Systembetriebstemperatur von 60 Grad Celsius überschreitet, nimmt die Reaktionsrate der freien Radikale in der HDPE -Molekülkette exponentiell zu, was wiederum zu einer Erweiterung der Molekulargewichtsverteilung des Materials und einer Abnahme der Kristallinität führt. Diese thermodynamische Schädigung ist in chemischen Pipeline -Systemen besonders herausragend.

Die Erosion des chemischen Mediens ist auch ein wichtiger Faktor für die Beschleunigung des Materialsalterns. In einer industriellen Umgebung, die Chloridionen (CL⁻) enthält, erhöht die Chlorierungsreaktion der HDPE -Molekülkette die Sprödigkeit des Materials. Wenn die CL⁻ -Konzentration im Medium 50 ppm überschreitet, kann der Spannungsrisswiderstand (ESCR) der Verbindung mit einer Geschwindigkeit von dreimal so groß wie bei normaler Temperatur und Druck abnehmen. Eine Küsteanlage an der Küste verwendete gewöhnliche HDPE -Gewindeverbindungen zur Behandlung von Kochsalzwasserabwasser. Nach nur 18 Monaten des Betriebs trat eine Batch -Leckage auf. Die Inspektion ergab, dass sich an der Innenwand der Verbindung Gruben mit einer Tiefe von 0,2 mm gebildet hatten.

Das Phänomen der Umweltstressrisse (ESC) ist eine typische Manifestation der Kopplung von Materialalterung und Stress. Wenn das Pipeline -System ein Medium transportiert, das Tenside enthält, ist die HDPE -Molekülkette anfällig für die Rissausbreitung unter der Wirkung kontinuierlicher Spannung. Experimente zeigen, dass in einer 0,5% igen Natriumdodecylsulfat -Lösung die Risswachstumsrate eines Gewindegelenks, das einem inneren Druck von 0,8 MPa ausgesetzt ist, zwei Größenordnungen höher ist als die eines reinen Wassermediums. Diese Art von Umweltstressrissen ist besonders gefährlich in vergrabenen Pipelines. Zum Beispiel erlitt eine Gaspipeline in einer bestimmten Stadt nach fünf Jahren des Betriebs aufgrund eines Ungleichgewichts des Bodens des Bodens einen katastrophalen Bruch ihrer Verbindung.