Welk effect heeft materiaalveroudering op de prestaties van HDPE -threadfittingen

Foto-oxidatieve afbraak van materialen is een van de belangrijkste oorzaken van degradatie van prestaties. In de moleculaire keten van polyethyleen met hoge dichtheid (HDPE) zijn methyleengroepen vatbaar voor kettingsplitsingreacties onder de werking van ultraviolette straling. Wanneer ultraviolet licht met een golflengte van 290 tot 400 nanometer continu wordt bestraald, zal een groot aantal oxidatieproducten zoals carbonyl- en hydroxylgroepen worden gegenereerd op het oppervlak van het materiaal. Dit foto-oxidatieve effect is bijzonder belangrijk in het leggen van buitenligingsscenario's buiten. Experimentele gegevens tonen aan dat na zes maanden blootstelling aan een omgeving met een ultraviolette intensiteit van 300 microwatts per vierkante centimeter, de impactsterkte van de buitenwand van de gewricht met meer dan 40%kan dalen. De accumulatie van oxidatieproducten zal niet alleen de oppervlaktemorfologie van het materiaal veranderen, maar ook een microcrack -netwerk vormen, waardoor een kanaal biedt voor de penetratie van het medium en uiteindelijk leidt tot het falen van de gewrichtsafdichting.

Onder omstandigheden op hoge temperatuur is het veroudering van thermische oxidatie met name duidelijk. Wanneer de bedrijfstemperatuur van het systeem 60 graden Celsius overschrijdt, neemt de reactiesnelheid van de vrije radicale in de HDPE -moleculaire keten exponentieel toe, wat op zijn beurt leidt tot een verbreding van de molecuulgewichtsverdeling van het materiaal en een afname van de kristalliniteit. Deze thermodynamische schade is met name prominent aanwezig in chemische pijpleidingssystemen.

De erosie van chemische media is ook een belangrijke factor bij het versnellen van materiaalvergroting. In een industriële omgeving die chloride -ionen (CL⁻) bevat, zal de chloreringsreactie van de HDPE -moleculaire keten de brosheid van het materiaal vergroten. Wanneer de concentratie van CL⁻ in het medium groter is dan 50 ppm, kan de stressbraakweerstand (ESCR) van het gewricht afnemen met een snelheid van 3 keer die bij normale temperatuur en druk. Een zuiveringsinstallatie in de kust gebruikte gewone HDPE -schroefdraadverbindingen om zoutwater afvalwater te behandelen. Na slechts 18 maanden operatie vond batchlekkage plaats. Inspectie bleek dat putten kuilen met een diepte van 0,2 mm op de binnenwand van het gewricht waren gevormd.

Het fenomeen van het omgevingsstress barsten (ESC) is een typische manifestatie van de koppeling van materiaalveroudering en stress. Wanneer het pijpleidingssysteem een ​​medium transporteert dat oppervlakteactieve stoffen bevat, is de HDPE -moleculaire keten gevoelig voor scheurvoortplanting onder de werking van continue stress. Experimenten tonen aan dat in een 0,5% natriumdodecylsulfaatoplossing de scheurgroeisnelheid van een schroefdraadgewricht dat wordt onderworpen aan een interne druk van 0,8 MPa twee orden van grootte hoger is dan die van een zuiver watermedium. Dit soort omgevingsstress barsten is bijzonder gevaarlijk in begraven pijpleidingen. Een gaspijpleiding in een bepaalde stad leed bijvoorbeeld na vijf jaar van werking een catastrofale breuk van zijn gewricht als gevolg van een onbalans in bodemdruk.