Ce efect are îmbătrânirea materială asupra performanței fitingurilor cu fir HDPE

Degradarea foto-oxidativă a materialelor este una dintre principalele cauze ale degradării performanței. În lanțul molecular al polietilenului de înaltă densitate (HDPE), grupările de metilen sunt predispuse la reacții de scisare a lanțului sub acțiunea radiațiilor ultraviolete. Atunci când lumina ultravioletă cu o lungime de undă de 290 până la 400 nanometri este iradiată continuu, un număr mare de produse de oxidare, cum ar fi grupele carbonil și hidroxil, vor fi generate pe suprafața materialului. Acest efect foto-oxidativ este deosebit de semnificativ în scenariile de depunere a aerului aerian. Datele experimentale arată că după șase luni de expunere la un mediu cu o intensitate ultravioletă de 300 microwati pe centimetru pătrat, rezistența la impact a peretelui exterior al articulației poate scădea cu mai mult de 40%. Acumularea de produse de oxidare nu numai că va schimba morfologia de suprafață a materialului, ci va forma și o rețea microcrack, oferind astfel un canal pentru penetrarea mediului și, în final, va duce la eșecul sigiliului articular.

În condiții de temperatură ridicată, efectul de îmbătrânire a oxidării termice este deosebit de evident. Când temperatura de funcționare a sistemului depășește 60 de grade Celsius, rata de reacție radicală liberă în lanțul molecular HDPE crește exponențial, ceea ce la rândul său duce la o lărgire a distribuției în greutate moleculară a materialului și la o scădere a cristalinității. Această deteriorare termodinamică este deosebit de proeminentă în sistemele de conducte chimice.

Eroziunea mediilor chimice este, de asemenea, un factor important în accelerarea îmbătrânirii materialelor. Într -un mediu industrial care conține ioni de clorură (CL⁻), reacția de clorare a lanțului molecular HDPE va crește fragilitatea materialului. Când concentrația de CL⁻ în mediu depășește 50 ppm, rezistența la fisurare a tensiunii (ESCR) a articulației poate scădea de o viteză de 3 ori mai mare decât la temperatura și presiunea normală. O stație de tratare a canalizării de coastă a folosit articulații filetate HDPE obișnuite pentru a trata apele uzate saline. După numai 18 luni de funcționare, s -a produs scurgeri de lot. Inspecția a constatat că s -au format gropi cu o adâncime de 0,2 mm pe peretele interior al articulației.

Fenomenul de crăpătură a stresului de mediu (ESC) este o manifestare tipică a cuplării îmbătrânirii materiale și a stresului. Când sistemul de conducte transportă un mediu care conține tensioactivi, lanțul molecular HDPE este predispus la propagarea fisurilor sub acțiunea stresului continuu. Experimentele arată că într -o soluție de sulfat de dodecil de sodiu 0,5%, rata de creștere a fisurilor a unei articulații filetate supuse unei presiuni interne de 0,8 MPa este de două ordine de mărime mai mare decât cea a unui mediu de apă pură. Acest tip de fisurare a stresului de mediu este deosebit de periculos în conductele îngropate. De exemplu, o conductă de gaz dintr-un anumit oraș a suferit o ruptură catastrofală a articulației sale după cinci ani de funcționare din cauza unui dezechilibru al presiunii din partea solului.