Que influência os fatores ambientais têm no desempenho do encaixe de threads HDPE

Alterações de temperatura têm um impacto significativo no desempenho de Acessórios de threads HDPE , especialmente em condições extremas de temperatura. Em ambientes de alta temperatura (acima de 60 ° C), o movimento térmico das cadeias moleculares do material é aprimorado, resultando em uma diminuição significativa na cristalinidade. Os resultados experimentais mostram que a resistência à fluência das juntas expostas continuamente a 80 ° C diminui em mais de 55% em comparação com a temperatura ambiente. Esse efeito de amolecimento térmico não apenas enfraquece a capacidade mecânica de bloqueio da rosca, mas também pode causar deformação por fusão. Em um sistema de oleodutos de alta temperatura de alta temperatura de uma empresa petroquímica, o envelhecimento térmico foi confirmado como a principal causa de acidentes de vazamento causados ​​por falhas nas articulações. Por outro lado, ambientes de baixa temperatura trazem o risco de fratura quebradiça. Quando a temperatura cai para -20 ° C, a resistência ao impacto do material HDPE cai para 30% da temperatura ambiente e uma pequena concentração de tensão pode induzir a propagação de trincas.

A erosão por meio químico é outro fator importante que leva à degradação do desempenho material. Em um ambiente industrial contendo íons cloreto, a reação de cloração das cadeias moleculares HDPE torna o material mais frágil. Quando a concentração de íons de cloreto excede 50ppm, a resistência à rachadura no estresse (ESCR) da articulação diminui a uma taxa que é três vezes a temperatura ambiente e pressão. Uma estação de tratamento de esgoto costeiro usava juntas roscadas com HDPE comum no processo de tratamento de águas residuais salinas. Após 18 meses de operação, ocorreu vazamento em lote. Os resultados dos testes mostraram que os poços com uma profundidade de 0,2 mm formados na parede interna da articulação. Além disso, as mudanças de pH no ambiente do solo não devem ser ignoradas. O solo ácido com um valor de pH abaixo de 5 pode aumentar a taxa de perda de massa material para 0,15%/ano, excedendo em muito 0,02%/ano em um ambiente neutro.

A radiação ultravioleta é um fator ambiental essencial que causa a degradação do desempenho de juntas expostas ao ar livre. Quando a luz ultravioleta com um comprimento de onda de 290-400nm continua a agir, produtos de oxidação como carbonil e grupos hidroxila se formarão na superfície do material. Após 6 meses de exposição, a força do impacto pode cair em até 40%. No cenário de sobrecarga, esse efeito de fotooxidação é particularmente óbvio. Em um acidente de vazamento causado pelo envelhecimento das articulações em um oleoduto de água de uma usina fotovoltaica, o envelhecimento ultravioleta foi confirmado como a principal causa. O produto da intensidade da radiação e tempo de ação (dose de radiação) é o parâmetro principal para avaliar o grau de envelhecimento material. Quando a dose cumulativa exceder 1500kj/m², a superfície do material mostrará pó óbvio.

Além disso, a corrosão microbiana também representa uma ameaça potencial sob certas circunstâncias. O sulfeto de hidrogênio produzido por bactérias redutoras de sulfato (SRB) sob condições anaeróbicas pode reagir com cadeias moleculares HDPE, resultando em degradação significativa das propriedades do material. Os resultados experimentais mostram que, quando a concentração de SRB excede 10⁵CFU/mL, a força do impacto da articulação diminui em 40% em três meses. Os ácidos orgânicos produzidos pelo metabolismo fúngicos também podem acelerar o processo de envelhecimento dos materiais, especialmente em sistemas de pipeline enterrados em ambientes úmidos, onde a biocorrosão é mais significativa. Em um acidente de falha na junta de drenagem municipal causado pela erosão microbiana, o valor de detecção de espessura do biofilme atingiu 0,3 mm.

O efeito do ambiente mecânico afeta o desempenho da articulação através do mecanismo de transferência de tensão. Durante a operação do sistema de pipeline, as flutuações de pressão (ΔP ＞ 0,2MPa) causarão danos à fadiga ao material articular. Quando o número de ciclos exceder 10 ⁵ vezes, o perfil de thread mostrará um desgaste óbvio. Além disso, o deslocamento lateral causado pelo peso da geada do solo pode fazer com que as articulações enterradas sejam submetidas à tensão de cisalhamento que exceda o valor do projeto, o que é particularmente proeminente em sistemas de pipeline em algumas regiões do norte.