Che influenza hanno i fattori ambientali sulle prestazioni del raccordo del filo HDPE

Le variazioni di temperatura hanno un impatto significativo sulle prestazioni di Raccordi del filo HDPE , specialmente in condizioni di temperatura estrema. In ambienti ad alta temperatura (oltre 60 ° C), il movimento termico delle catene molecolari del materiale è migliorato, con conseguente riduzione significativa della cristallinità. I risultati sperimentali mostrano che la resistenza alla creep delle articolazioni esposte continuamente a 80 ° C diminuisce di oltre il 55% rispetto a quella a temperatura ambiente. Questo effetto di ammorbidimento termico non solo indebolisce la capacità di interblocco meccanico del filo, ma può anche causare deformazioni di fusione. In un sistema di condutture di trasporto medio ad alta temperatura di un'impresa petrolchimica, l'invecchiamento termico è stato confermato per essere la causa principale di incidenti di perdita causati da fallimento articolare. Al contrario, gli ambienti a bassa temperatura portano il rischio di fratture fragili. Quando la temperatura scende a -20 ° C, la resistenza all'impatto del materiale HDPE scende al 30% di quella a temperatura ambiente e una piccola concentrazione di sollecitazione può indurre propagazione della crepa.

L'erosione da parte dei mezzi chimici è un altro fattore importante che porta al degrado delle prestazioni dei materiali. In un ambiente industriale contenente ioni cloruro, la reazione di clorazione delle catene molecolari HDPE rende il materiale più fragile. Quando la concentrazione di ioni cloruro supera il 50 ppm, la resistenza allo stress di cracking (ESCR) dell'articolazione diminuisce a una velocità che è tre volte a temperatura ambiente e pressione. Un impianto di trattamento delle acque reflue costiere ha utilizzato articolazioni filettate da HDPE ordinarie nel processo di trattamento delle acque reflue saline. Dopo 18 mesi di attività, si è verificata perdita di lotti. I risultati del test hanno mostrato che i pozzi di detenzione con una profondità di 0,2 mm si sono formati sulla parete interna dell'articolazione. Inoltre, i cambiamenti di pH nell'ambiente del suolo non dovrebbero essere ignorati. Il terreno acido con un valore di pH inferiore a 5 può aumentare il tasso di perdita di massa del materiale a 0,15%/anno, superando di gran lunga lo 0,02%/anno in un ambiente neutro.

La radiazione ultravioletta è un fattore ambientale chiave che provoca il degrado delle prestazioni di giunti esposti all'aperto. Quando la luce ultravioletta con una lunghezza d'onda di 290-400nm continua ad agire, i prodotti di ossidazione come i gruppi carbonilici e idrossilici si formeranno sulla superficie del materiale. Dopo 6 mesi di esposizione, la resistenza all'impatto può diminuire fino al 40%. Nello scenario della posa aerea, questo effetto di fotoossidazione è particolarmente evidente. In un incidente di dispersione causato dall'invecchiamento delle articolazioni in una conduttura dell'acqua di una centrale fotovoltaica, l'invecchiamento ultravioletto è stato confermato per essere la causa principale. Il prodotto dell'intensità delle radiazioni e del tempo di azione (dose di radiazione) è il parametro principale per valutare il grado di invecchiamento del materiale. Quando la dose cumulativa supera 1500kj/m², la superficie del materiale mostrerà ovvia polvere.

Inoltre, la corrosione microbica rappresenta anche una potenziale minaccia in determinate circostanze. L'idrogeno solforato dai batteri che riduce i solfati (SRB) in condizioni anaerobiche può reagire con le catene molecolari HDPE, con conseguente significativa degradazione delle proprietà del materiale. I risultati sperimentali mostrano che quando la concentrazione di SRB supera 10⁵CFU/mL, la resistenza all'impatto dell'articolazione diminuisce del 40% entro tre mesi. Gli acidi organici prodotti dal metabolismo fungine possono anche accelerare il processo di invecchiamento dei materiali, in particolare nei sistemi di condutture sepolti in ambienti umidi, in cui la biocorrosione è più significativa. In un incidente con giunzione municipale di drenaggio causato dall'erosione microbica, il valore di rilevamento dello spessore del biofilm ha raggiunto 0,3 mm.

L'effetto dell'ambiente meccanico influisce sulle prestazioni dell'articolazione attraverso il meccanismo di trasferimento dello stress. Durante il funzionamento del sistema di tubazioni, le fluttuazioni della pressione (ΔP ＞ 0,2 MPa) causano danni alla fatica al materiale articolare. Quando il numero di cicli supera 10⁵ volte, il profilo del filo mostrerà un'usura evidente. Inoltre, lo spostamento laterale causato dall'esalto del gelo del suolo può causare soggetti a giunti sepolti a stress da taglio che supera il valore di progettazione, che è particolarmente evidente nei sistemi di condutture in alcune regioni settentrionali.