Оценка производительности пластиковых труб. Часть 8

Испытания в условиях прерывистой нагрузки пролили некоторый свет на природу хрупкого и вязкого разрушения полиэтилена и могут служить средством для дальнейшего изучения поведения полиэтилена под нагрузкой. Что касается пригодности этого метода для оценки хрупкой прочности полиэтиленовых труб, его следует рассматривать только как качественный метод, потому что способ изменения условий во время прерывистой нагрузки не поддается строгому количественному анализу и создаёт трудности в построении кривых времени разрыва в области хрупкого разрушения. В следующей части завершим разговор о видах нагрузки и разрушения полиэтиленовых труб и представим выводы.

Возможность хрупкого разрушения даже при комнатной температуре была продемонстрирована экспериментами на полиэтиленовых трубах низкой плотности при многоосных нагрузках, которые включали изменение в системе приложенных нагрузок. Экспериментом также было доказано, что, изменяя относительную величину основных компонентов напряжения, можно контролировать характер разрушения, направление деформации и скорость увеличения деформации. Когда преобладает тангенциальное напряжение, труба, испытываемая под гидростатическим давлением, разрушается при нормальном вязком разрушении; когда тангенциальные и осевые напряжения приблизительно равны (что достигается путем приложения к трубе дополнительной осевой нагрузки), труба ломается практически без деформации, независимо от величины внутреннего давления.

Последний эффект можно объяснить тем, что в отсутствие преобладающего напряжения предпочтительная ориентация в материале трубы не развивается. Кроме того, в этих условиях деформация ползучести сдерживается, и напряжение увеличивается гораздо медленнее. Следовательно, в этом случае и в случае прерывистой нагрузки причины хрупкого разрушения в основном одинаковы. Наконец, когда преобладает осевая составляющая напряжения, происходит вязкое разрушение определенного типа. Это напоминает разрушение образца стержня при растяжении: после периода осевого удлинения образуется поперечная структура, и, поскольку практически нет холодного потока, в этом случае происходит вязкое разрушение в области, находящейся под действием внутреннего давления. Метод многоосной нагрузки с равными составляющими главных напряжений является сравнительным, поскольку способ нагрузки во время испытаний не соответствует рабочим нагрузкам, действующим на трубы в системах подачи. Его можно использовать в качестве быстрого теста на контроль качества, если не возникнет серьезных практических трудностей (например, при поиске надежных средств приложения осевой нагрузки). В заключительной части перейдём к выводам.