Оценка производительности пластиковых труб. Часть 3

Какой бы полимерный материал мы ни взяли, будет видно, что изотермы времени разрыва для них схожи: при повышенных температурах каждая кривая состоит из двух, почти линейных, ветвей, соединенных третьей плавно изогнутой ветвью; наклон линейных ветвей изменяется от плавного в диапазоне высоких напряжений до очень крутого при тянущих напряжениях. По мере снижения температуры испытания изогнутая ветвь постепенно смещается в сторону более высоких значений времени разрыва; при комнатной температуре она выходит за рамки данной серии испытаний. Характер кривых времени разрыва отражает тот факт, что полиэтиленовые трубы под действием постоянной нагрузки, прикладываемой в течение длительных периодов времени, могут выходить из строя двумя различными способами.

Плавная наклонная ветвь кривой соответствует пластическому или вязкому разрушению: в этом случае разрушению предшествует период, в течение которого происходит быстрое и равномерное расширение трубы, сопровождаемое соответствующим уменьшением толщины стенки, до тех пор, пока выпуклость появляется в самой слабой части. Материал выпуклости становится ориентированным и затвердевающим в тангенциальном направлении, так что разрыв, который вскоре последует, всегда происходит в плоскости, перпендикулярной оси трубы, то есть в направлении наименьшего сопротивления. В диапазоне низких напряжений, который соответствует крутой наклонной линейной ветви кривой времени разрыва, пластиковые трубы страдают из-за повышенной хрупкости (без видимой пластической деформации), что проявляется в форме сквозной продольной трещины.

В диапазоне промежуточных напряжений, который соответствует зоне перегиба кривой времени разрыва, происходит постепенное изменение от одного типа разрушения к другому. Хотя разрушение из-за хрупкости наблюдается только при повышенных температурах, можно ожидать, исходя из общего сходства изотерм времени разрыва, что разрушение из-за хрупкости также может иметь место при комнатной температуре и ниже неё, но в течение периода времени, значительного большего, чем продолжительность всех практических испытаний на разрыв вместе взятых. В связи с этим, как правило, считается, что, поскольку ожидаемый срок службы полиэтиленовых и других полимерных труб в системах холодного водоснабжения составляет 50 лет, именно разрушение из-за хрупкости является определяющим фактором при прогнозировании рабочих характеристик полимерных труб в течение длительных периодов под действием внутреннего давления.