Jaký vliv mají faktory životního prostředí na výkon vlákna HDPE

Změny teploty mají významný dopad na výkon HDPE vlákno armatury , zejména za podmínek extrémních teplot. V prostředích s vysokým teplotou (nad 60 ° C) je zvýšen tepelný pohyb molekulárních řetězců materiálu, což vede k významnému snížení krystalinity. Experimentální výsledky ukazují, že odolnost kloubů kloubů exponovaná nepřetržitě při 80 ° C klesá o více než 55% ve srovnání s teplotou místnosti. Tento tepelný změkčování účinku nejen oslabuje mechanickou schopnost vzájemného blokování vlákna, ale může také způsobit deformaci taveniny. Ve vysokoteplotním středním transportním potrubním systému petrochemického podniku bylo potvrzeno, že tepelné stárnutí je hlavní příčinou únikových nehod způsobených selháním kloubů. Naproti tomu prostředí s nízkým teplotou přináší riziko křehké zlomeniny. Když teplota klesne na -20 ° C, nárazová pevnost materiálu HDPE klesne na 30% teploty při teplotě místnosti a malá koncentrace napětí může vyvolat šíření trhlin.

Eroze chemickými médii je dalším důležitým faktorem, který vede k degradaci výkonu materiálu. V průmyslovém prostředí obsahujícím chloridové ionty činí chlorační reakce molekulárních řetězců HDPE křehčí. Když koncentrace chloridového iontů přesahuje 50 ppsm, odolnost proti napětí (ESCR) kloubu klesá rychlostí, která je třikrát vyšší než při teplotě a tlaku. Pobřežní čistírna odpadních vod používala běžné klouby s závitem HDPE v procesu činění solné odpadní vody. Po 18 měsících provozu došlo k úniku dávky. Výsledky testu ukázaly, že jámy s hloubkou 0,2 mm vytvořené na vnitřní stěně kloubu. Kromě toho by změny pH v půdním prostředí neměly být ignorovány. Kyselá půda s hodnotou pH pod 5 může zvýšit míru hmotnosti materiálu na 0,15%/rok, což daleko přesahuje 0,02%/rok v neutrálním prostředí.

Ultrafialové záření je klíčovým faktorem prostředí, který způsobuje degradaci výkonu venkovních exponovaných kloubů. Když ultrafialové světlo s vlnovou délkou 290-400nm pokračuje v působení, na povrchu materiálu se vytvoří oxidační produkty, jako je karbonyl a hydroxylové skupiny. Po 6 měsících expozice může síla dopadu klesnout až o 40%. Ve scénáři položení režijních nákladů je tento fotooxidační efekt obzvláště zřejmý. Při únikové nehodě způsobené stárnutím kloubů ve vodním potrubí fotovoltaické elektrárny bylo hlavní příčinou potvrzeno stárnutí ultrafialu. Produkt intenzity záření a doby akční (radiační dávka) je hlavním parametrem pro vyhodnocení stupně stárnutí materiálu. Když kumulativní dávka přesáhne 1500 kJ/m², povrch materiálu vykazuje zjevný prášek.

Kromě toho mikrobiální koroze za určitých okolností představuje také potenciální hrozbu. Sírovodík produkovaný bakteriemi snižujícími sírany (SRB) za anaerobních podmínek může reagovat s molekulárními řetězci HDPE, což má za následek významné degradaci materiálových vlastností. Experimentální výsledky ukazují, že když koncentrace SRB překročí 10⁵cfu/ml, dopadní síla kloubu se během tří měsíců sníží o 40%. Organické kyseliny produkované plísňovým metabolismem mohou také urychlit proces stárnutí materiálů, zejména ve pohřbených potrubních systémech ve vlhkém prostředí, kde je biokoróze významnější. Při nehodě selhání kloubu s městským drenážním potrubí způsobenou mikrobiální erozí dosáhla hodnota detekce tloušťky biofilmu 0,3 mm.

Účinek mechanického prostředí ovlivňuje výkon kloubu prostřednictvím mechanismu přenosu stresu. Během provozu potrubního systému způsobí kolísání tlaku (Ap ＞ 0,2MPa) poškození únavy kloubního materiálu. Když počet cyklů přesáhne 10krát, profil vlákna bude vykazovat zřejmé opotřebení. Kromě toho může postranní posun způsobený hlavou mrazu půdy způsobit, že pohřbené klouby jsou vystaveny smykovému napětí přesahující hodnotu návrhu, což je zvláště výrazné v potrubních systémech v některých severních oblastech.