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FRPP管的长期静液压试验说明

FRPP管的长期静液压试验说明

随着应用领域对FRPP管的使用寿命提出了越来越高的要求,塑料管道的静液压试验时间也越来越长。在使用塑料管道的最初时期,是用管材制品的打压爆破试验来保证塑料管道的质量。随着生产和技术的发展,人们发现,打压爆破试验存在试验条件对试验结果影响大、重复性差等问题,因此逐渐进步到采用不同时间的静液压试验来验证和控制管材制品的性能。

    自1956年起,国外FRPP管原材料生产商就开始了对塑料管破坏模式的研究。基本方法是观察承受压的管段在不同时间的破坏情况,并将其观测结果表亏在应力一破坏时间的双对数坐标中,破坏应力随时间而降低,并有两个拐点呈折线状。
    第I段较平缓,FRPP管破坏前会产生明显的形变然后开裂,称韧性破坏。它是塑料材料黏弹性引发站蠕变的最终结果。韧性破坏模式为蠕变破坏。当载荷时间达到某一时间t1时管材出现鼓包,这是塑性形变。随载荷时间增加,鼓包进一步增大,管壁变薄,至某一时间t2时爆破。这是塑性形变和应变硬化的效果于鼓包变薄的效果抵消后管材发生的蠕变破坏。长时间条件下,优良的抵抗塑性形变的能力和优的应变硬化能力是提高管材寿命的重要因素。

    第Ⅱ段较陡,管材破坏时无明显形变而突然开裂,称脆性破坏。是受内压由慢速开裂增长造成的脆性破坏。韧脆转换的拐点对FRPP管的长期静液压很重要,这个点是耐慢速开裂的极位点。塑料材料,特别是如增强聚丙烯材料本身具有优良的塑性,客观上存在韧性破坏的强度限,但该强度随时问的延续而不断降低,从另一角度分析材料本身具有防止裂纹扩展、防止脆性破坏的能力,可用临界应力强度因子进行定量描述,该值随时间的延续降低。在管材制造时,表面不可能完全光滑、存在着小的凹凸(即表面粗度),这种缺陷可视为原始的微小裂纹,在应力作用下这些原始裂纹会缓慢地不断增长,直到有一天形成第一个贯穿性裂纹—即发生了脆性破坏。这就是韧脆转换的拐点。对聚丙烯(PP)材料(或其他聚烯烃材料)而言,拐点的出现是不可避免的,对实际工程来讲,最关心的是拐点出现的时间。我们不希望在工程的有效寿命期间内出现脆性破坏。

    第III段近乎垂直,已彻底丧失作为工程材料的价值,称为氧化破坏,是由抗氧剂失效等原因造成的化学破坏,呈现明显的脆性。