Apa kesan penuaan material terhadap prestasi kelengkapan benang HDPE

Degradasi foto-oksidatif bahan adalah salah satu punca utama kemerosotan prestasi. Dalam rantaian molekul polietilena ketumpatan tinggi (HDPE), kumpulan metilena terdedah kepada tindak balas pemeriksaan rantai di bawah tindakan radiasi ultraviolet. Apabila cahaya ultraviolet dengan panjang gelombang 290 hingga 400 nanometer terus disinari, sejumlah besar produk pengoksidaan seperti kumpulan karbonil dan hidroksil akan dihasilkan di permukaan bahan. Kesan foto-oksidatif ini amat penting dalam senario meletakkan overhead luar. Data eksperimen menunjukkan bahawa selepas enam bulan pendedahan kepada persekitaran dengan intensiti ultraviolet sebanyak 300 microwatts per sentimeter persegi, kekuatan kesan dinding luar sendi boleh turun lebih daripada 40%. Pengumpulan produk pengoksidaan bukan sahaja akan mengubah morfologi permukaan bahan, tetapi juga membentuk rangkaian microcrack, dengan itu menyediakan saluran untuk penembusan medium, dan akhirnya membawa kepada kegagalan meterai bersama.

Di bawah keadaan suhu yang tinggi, kesan penuaan pengoksidaan terma sangat jelas. Apabila suhu operasi sistem melebihi 60 darjah Celsius, kadar tindak balas radikal bebas dalam rantaian molekul HDPE meningkat secara eksponen, yang seterusnya membawa kepada pelebaran pengagihan berat molekul bahan dan penurunan dalam kristal. Kerosakan termodinamik ini sangat menonjol dalam sistem saluran paip kimia.

Hakisan media kimia juga merupakan faktor penting dalam mempercepatkan penuaan bahan. Dalam persekitaran perindustrian yang mengandungi ion klorida (CL⁻), tindak balas pengklorinan rantaian molekul HDPE akan meningkatkan kelembutan bahan. Apabila kepekatan CL⁻ dalam medium melebihi 50ppm, rintangan retak tegasan (ESCR) sendi dapat berkurangan pada kadar 3 kali pada suhu dan tekanan normal. Loji rawatan kumbahan pantai menggunakan sendi berulir HDPE biasa untuk merawat air kumbahan garam. Selepas hanya 18 bulan operasi, kebocoran batch berlaku. Pemeriksaan mendapati bahawa lubang piting dengan kedalaman 0.2 mm telah terbentuk di dinding dalaman sendi.

Fenomena tegasan tekanan alam sekitar (ESC) adalah manifestasi tipikal gandingan penuaan dan tekanan material. Apabila sistem saluran paip mengangkut medium yang mengandungi surfaktan, rantai molekul HDPE terdedah kepada penyebaran di bawah tindakan tekanan berterusan. Eksperimen menunjukkan bahawa dalam larutan natrium dodecil sulfat 0.5%, kadar pertumbuhan retak sendi berulir tertakluk kepada tekanan dalaman 0.8 MPa adalah dua pesanan magnitud yang lebih tinggi daripada medium air tulen. Jenis retak tekanan alam sekitar ini amat berbahaya dalam saluran paip yang terkubur. Sebagai contoh, saluran paip gas di bandar tertentu mengalami pecahnya bencana sendi selepas lima tahun beroperasi akibat ketidakseimbangan tekanan tanah.