Vilken effekt har material åldrande på prestanda för HDPE -trådbeslag

Fotooxidativ nedbrytning av material är en av de främsta orsakerna till prestandaförstöring. I molekylkedjan av högdensitetspolyeten (HDPE) är metylengrupper benägna att kedja scission-reaktioner under verkan av ultraviolett strålning. När ultraviolett ljus med en våglängd av 290 till 400 nanometer kontinuerligt bestrålas, kommer ett stort antal oxidationsprodukter såsom karbonyl- och hydroxylgrupper att genereras på materialets yta. Denna foto-oxidativa effekt är särskilt betydande i scenarier utomhus. Experimentella data visar att efter sex månaders exponering för en miljö med en ultraviolett intensitet av 300 mikrovågor per kvadratcentimeter kan påverkan av yttre väggen i fogen sjunka med mer än 40%. Ackumulering av oxidationsprodukter kommer inte bara att förändra materialets ytmorfologi, utan också bilda ett mikrokracknätverk, vilket ger en kanal för penetrering av mediet och i slutändan leder till att den gemensamma tätningen misslyckades.

Under höga temperaturförhållanden är den termiska oxidationens åldrande effekt särskilt uppenbar. När systemets driftstemperatur överstiger 60 grader Celsius ökar den fria radikala reaktionshastigheten i HDPE -molekylkedjan exponentiellt, vilket i sin tur leder till en utvidgning av molekylviktsfördelningen av materialet och en minskning av kristalliniteten. Denna termodynamiska skada är särskilt framträdande i kemiska rörledningssystem.

Erosionen av kemiska medier är också en viktig faktor för att påskynda material åldrande. I en industriell miljö som innehåller kloridjoner (CL⁻) kommer kloreringsreaktionen för HDPE -molekylkedjan att öka brittligheten hos materialet. När koncentrationen av CL⁻ i mediet överstiger 50 ppm, kan spänningssprickmotståndet (ESCR) för fogen minska med en hastighet av 3 gånger vid normal temperatur och tryck. En kustavloppsreningsverk använde vanliga HDPE -gängade leder för att behandla saltlösning. Efter bara 18 månaders drift inträffade satsläckage. Inspektion fann att gropgropar med ett djup av 0,2 mm hade bildats på fogens innervägg.

Miljöresstresssprickan (ESC) -fenomenet är en typisk manifestation av kopplingen av material åldrande och stress. När rörledningssystemet transporterar ett medium som innehåller ytaktiva medel är HDPE -molekylkedjan benägen att spricka förökning under verkan av kontinuerlig stress. Experiment visar att i en 0,5% natriumdodecylsulfatlösning är spricktillväxthastigheten för en gängad led som utsatts för ett internt tryck på 0,8 MPa två storleksordningar högre än för ett rent vattenmedium. Denna typ av miljöstresssprickor är särskilt farlig i begravda rörledningar. Till exempel fick en gasledning i en viss stad ett katastrofalt brott av dess led efter fem års drift på grund av en obalans i marksidan tryck.