Quel effet le vieillissement des matériaux a-t-il sur les performances des raccords de fil HDPE

La dégradation photo-oxydante des matériaux est l'une des principales causes de dégradation des performances. Dans la chaîne moléculaire de polyéthylène à haute densité (HDPE), les groupes de méthylène sont sujets à des réactions de scission en chaîne sous l'action du rayonnement ultraviolet. Lorsque la lumière ultraviolette avec une longueur d'onde de 290 à 400 nanomètres est continuellement irradiée, un grand nombre de produits d'oxydation tels que les groupes carbonyle et hydroxyle seront générés à la surface du matériau. Cet effet photo-oxydant est particulièrement significatif dans les scénarios de pose des frais généraux extérieurs. Les données expérimentales montrent qu'après six mois d'exposition à un environnement avec une intensité ultraviolette de 300 microwatts par centimètre carré, la force d'impact de la paroi extérieure de l'articulation peut baisser de plus de 40%. L'accumulation de produits d'oxydation modifiera non seulement la morphologie de surface du matériau, mais formera également un réseau de microfirmes, fournissant ainsi un canal pour la pénétration du milieu, et conduisant finalement à la défaillance du sceau articulaire.

Dans des conditions à haute température, l'effet de vieillissement d'oxydation thermique est particulièrement évident. Lorsque la température de fonctionnement du système dépasse 60 degrés Celsius, la vitesse de réaction des radicaux libres dans la chaîne moléculaire HDPE augmente de façon exponentielle, ce qui entraîne à son tour un élargissement de la distribution du poids moléculaire du matériau et une diminution de la cristallinité. Ces dommages thermodynamiques sont particulièrement importants dans les systèmes de pipelines chimiques.

L'érosion des milieux chimiques est également un facteur important pour accélérer le vieillissement du matériau. Dans un environnement industriel contenant des ions de chlorure (Cl⁻), la réaction de chloration de la chaîne moléculaire HDPE augmentera la fragilité du matériau. Lorsque la concentration de Cl⁻ dans le milieu dépasse 50 ppm, la résistance à la fissuration de contrainte (ESCR) de l'articulation peut diminuer à une vitesse de 3 fois à une température et une pression normales. Une usine de traitement des eaux usées côtières a utilisé des articulations filetées HDPE ordinaires pour traiter les eaux usées salines. Après seulement 18 mois de fonctionnement, des fuites par lots se sont produites. L'inspection a révélé que des piqûres de piqûres avec une profondeur de 0,2 mm s'étaient formées sur la paroi intérieure de l'articulation.

Le phénomène de craquage de stress environnemental (ESC) est une manifestation typique du couplage du vieillissement matériel et du stress. Lorsque le système de pipeline transporte un milieu contenant des surfactants, la chaîne moléculaire HDPE est sujette à la propagation de fissure sous l'action d'une contrainte continue. Des expériences montrent que dans une solution de dodécyl sulfate de sodium à 0,5%, le taux de croissance des fissures d'un articulation filetée soumis à une pression interne de 0,8 MPa est de deux ordres de grandeur supérieure à celle d'un milieu d'eau pur. Ce type de fissuration du stress environnemental est particulièrement dangereux dans les pipelines enterrés. Par exemple, un gazoduc dans une certaine ville a subi une rupture catastrophique de son articulation après cinq ans de fonctionnement en raison d'un déséquilibre de la pression côté sol.