Mikä vaikutus materiaalien ikääntymisellä on HDPE -säikeen varusteiden suorituskykyyn

Materiaalien foto-oksidatiivinen hajoaminen on yksi suorituskyvyn heikkenemisen tärkeimmistä syistä. Korkean tiheyden polyeteenin (HDPE) molekyyliketjussa metyleeniryhmät ovat alttiita ketjun leikkausreaktioille ultraviolettisäteilyn vaikutuksesta. Kun ultraviolettivaloa, jonka aallonpituus on 290 - 400 nanometriä, säteilytetään jatkuvasti, materiaalin pinnalla syntyy suuri määrä hapetustuotteita, kuten karbonyyli- ja hydroksyyliryhmiä. Tämä valokuva-oksidatiivinen vaikutus on erityisen merkittävä ulkokäyttöön asettamisskenaarioissa. Kokeelliset tiedot osoittavat, että kuuden kuukauden altistumisen jälkeen ympäristölle, jonka ultraviolettien voimakkuus on 300 mikroa neliö senttimetriä kohti, nivelen ulkoseinän iskunvahvuus voi pudota yli 40%. Hapetustuotteiden kertyminen ei muuta vain materiaalin pintamorfologiaa, vaan muodostaa myös mikropalkeajan verkon, joka tarjoaa kanavan väliaineen tunkeutumiseen ja lopulta johtamaan niveltiivisteen epäonnistumiseen.

Korkeissa lämpötilan olosuhteissa lämmön hapettumisen ikääntymisvaikutus on erityisen ilmeinen. Kun järjestelmän käyttölämpötila ylittää 60 celsiusastetta, HDPE -molekyyliketjun vapaan radikaalin reaktionopeus kasvaa eksponentiaalisesti, mikä puolestaan ​​johtaa materiaalin molekyylipainon jakautumiseen ja kiteisyyden vähentymiseen. Tämä termodynaaminen vaurio on erityisen näkyvä kemiallisissa putkijärjestelmissä.

Kemiallisten väliaineiden eroosio on myös tärkeä tekijä materiaalin ikääntymisen kiihdyttämisessä. Teollisuusympäristössä, joka sisältää kloridi -ioneja (Cl⁻), HDPE -molekyyliketjun kloorausreaktio lisää materiaalin haurautta. Kun Cl⁻: n konsentraatio väliaineessa ylittää 50 ppm, nivelen jännityksen halkeilunkestävyys (ESCR) voi laskea nopeudella 3 kertaa normaalissa lämpötilassa ja paineessa. Rannikon jätevedenkäsittelylaitoksessa käytettiin tavallisia HDPE -kierteisiä niveliä suolaliuoksen jätevesien käsittelemiseksi. Vain 18 kuukauden käytön jälkeen erävuoto tapahtui. Tarkastuksessa havaittiin, että nivelen sisäseinämään oli muodostettu 0,2 mm: n syvyys.

Ympäristöstressin halkeilu (ESC) -ilmiö on tyypillinen osoitus materiaalin ikääntymisen ja stressin kytkemisestä. Kun putkilinjajärjestelmä kuljettaa pinta -aktiivisia aineita sisältävän väliaineen, HDPE -molekyylketju on alttiina halkeamiselle etenemisen jatkuvan jännityksen vaikutuksesta. Kokeet osoittavat, että 0,5 -prosenttisessa natriumdodekyylisulfaattiliuoksessa kierteitetyn nivelen halkeaman kasvunopeus, joka on altistettu sisäiseen paineeseen 0,8 MPa, on kaksi suuruusluokkaa suurempi kuin puhtaan veden väliaineen. Tämän tyyppinen ympäristöstressin halkeilu on erityisen vaarallista haudattujen putkistojen kohdalla. Esimerkiksi tietyssä kaupungissa oleva kaasuputki kärsi nivelten katastrofaalisesta repeämästä viiden vuoden toiminnan jälkeen, koska maaperän paineen epätasapaino johtuu.