Оценка производительности пластиковых труб. Часть 5

Было установлено, что полиэтилен, испытанный на одноосное растяжение при постоянной нагрузке, разрушается из-за вязкого разрушения при высоких напряжениях и хрупкого разрушения (наблюдаемого только при повышенных температурах) при низких уровнях напряжения. Опытным путём было установлено, что кривые времени разрыва полиэтиленовых труб и образцов, вырезанных из этих труб, хотя и схожи, однако не совсем совпадают. Эти данные, на первый взгляд, полностью подтверждают утверждение о том, что время разрыва полиэтилена зависит от характера напряжённого состояния; именно на основе этого утверждения было сделано переключение из испытаний, в которых образцы стержней, вырезанные из труб, были одноосно растянуты при постоянной нагрузке до гидростатических испытаний образцов труб.

Однако, когда кривые на графиках были более тщательно изучены, стало заметно, что разница между кривыми, полученными для стержней и трубы, ограничена диапазоном вязкого разрушения: поскольку уровень приложенного напряжения уменьшается, и кривые переходят в диапазон хрупкого разрушения, они становятся параллельными и очень близко разнесёнными. Тот факт, что кривые не совпадают в области вязкого разрушения, можно объяснить, исходя из анализа характера вязкого разрушения полиэтилена. Так, например, вязкое разрушение полиэтиленовых труб может быть связано с деформациями, характерными для одноосного растяжения полиэтиленовых стержней либо при постоянной скорости деформации, либо в диапазоне высоких напряжений при постоянной нагрузке.

Однако также наблюдается определенная разница. В случае образца трубы, испытанного на одноосное растяжение, разрушение не приводит к образованию характерных деформаций (что приводит к резкому увеличению напряжения). Вместо этого из-за переориентации и упрочнения материала труба деформируется по механизму «холодного потока». В случае труб, испытываемых под давлением, материал в выпуклости также переориентируется и затвердевает в направлении действия самого высокого растягивающего напряжения (то есть в направлении по окружности), но увеличения прочности недостаточно, чтобы компенсировать резкое увеличение напряжения, вызванное уменьшением толщины стенки и увеличением диаметра трубы; в результате перелом происходит вскоре после образования выпуклости.