聚乙烯管材耐压性能实验分析.pdf

炼油与化
2012年第5期
REFINING AND CHEMICAL INDUSTRY
29
聚乙烯管材耐压性能实验分析
景丽荣,王贵彬2,李玉2,张怀志
(1.大庆化工研究中心,黑龙江大庆163714:2.大庆石化公司水气厂,黑龙江大庆163714)
摘要:通过实验测试了聚乙烯管材料的拉伸蠕变性能和耐压性能,分析结果表明,PE100管材
料耐蠕变性能优于PE80管材料,其管材耐压性能良好,蠕变性能与耐压性能成正相关关系。
关键词:蠕变性能;耐压性能;PE100;PE80
中图分类号:TQ325.12
文献标识码:B
文章编号:1671-4962(2012)05-0029-0
聚乙烯管材料具有优异的加工性、良好的耐实验条件依据GB1558.51-2003相关要求设定。
压性、使用寿命长久等优点。随着合成树脂聚合2结果与讨论
工艺技术水平的提高,欧美国家在20世纪80年代2.1拉伸蠕变实验
中期继第二代PE80级管材料后开发出了第三代
首先将聚乙烯管材料按标准CB/T9352-2008
聚乙烯管材料PE1O0。
压塑制成4mm厚片材,切成哑铃型拉伸样条,放
目前国际上的各大石油公司在率先开发置处理,然后按照标准GB/T11546.1-2008,在蠕变
PE125管材料(尚未工业化)。我国石化企业亦在仪中对样条施加12MPa初始蠕变拉伸应力,测量
研发和生产PE100管材料,PE125亦进入研发阶样条随时间增加的蠕变应变,实验在23℃下进行
段。在高级别管材料的研发试产过程中,要做大待蠕变应变达到20%时,实验结東,并记录蠕变时
量的加工实验和耐压实验等,耗费时间长,所用人间2。PE100、PE80管材料蠕变实验数据见表1。
力物力多。文中采用拉伸蠕变实验方法,评价聚
表1PE100、PE80管材料蠕变实验數据
乙烯管材的耐压性能。拉伸蠕变实验是在恒温条
PE100管材料蠕变时间/hPE80管材料蠕变时间h
件下,给哑铃型样品施加恒定拉伸应力,测试样品
在应力作用下的蠕变应变和其它蠕变参数,以反
映材料的耐蠕变性能。
126
1买验部分
175
1,1实验材料
由表1可以看出,PE100与PE80管材料蠕变
高密度聚乙烯管材专用料PE80:A(韩国SK)、性能明显不同,同样测试条件下,PE100耐蠕变性
B(上海石化公司)C(齐鲁石化公司);PE100:D能更好,高出PE80一个数量级。说明PE100比
(上海石化公司)、E(吉林石化公司)、F(天津中沙PE80的管材料结晶度高,晶片厚,Te链密度大,抵
石化公司)、G( SABIC)。
抗外应力的能力强。
1.2主要仪器设备
2-.2管材耐压实验
程控压片机,型号MIP-1402,美国 Tetahedron
按照标准CB15558.1-2003中对管材液压测试
公司;蠕变仪,型号680000意大利 CEAST公司;的要求进行实验。分别取A~G7种聚乙烯管材料
管材静液压实验机,型号 Cited-2000P,丹麦在管材挤出机上进行挤管实验,待产品质量合格
HAMMEL公司;管材挤出机。
稳定后取样,进行静液压实验。管材样品规格采
3实验方法
用32mmx3m,长度S00mm,将管材放入80℃
压塑制样按照GBT9352-2008标准,压塑温水浴中,管内施加5.5MPa的环应力,测试破坏时
度180℃,程控升降温;拉伸蠕变实验按照GBT间,标准规定PE100管材料破坏时间≥165h。7种
11546.1-2008标准,实验温度23℃,初始蠕变拉伸聚乙烯管材料制作的管材耐压实验测试结果见表
应力12MPa;耐压实验按照GBT6111-2003进行,2
ww. xlpe lulu.cm
炼油与化工
30
REFINING AND CHEMICAL INDUSTRY
第23卷
换热器管束开裂失效原因分析
张淑芝
(大庆石化公司乙烯工程指挥部,黑龙江大庆163714)
摘要:通过对换热器管東内外壁的宏观和微观检查及金相组织检测分析,确定了管束开裂失
效原因为低温环境下在内压作用下的过载脆性开裂,换热器管東里的试压残留水在冬季结冰
冻胀是造成管束开裂的主要原因。
关键词:换热器;管束;开裂;失效分析
中图分类号:T050.9
文献标识码:B
文章编号:1671-4962(2012)05-0030-03
换热器管束隔绝管程与壳程介质,依靠管壁装就位。现场将换热器泄漏管朿抽出,进行失效
传导热量。一旦换热器管東发生泄漏,导致管程原因分析,确定了管束发生开裂的原因,并制定了
与壳程介质混合。换热器管束泄漏多数为腐蚀因相应的整改措施。
素造成的,但有时在未使用前就发生开裂失效。1管東内外壁的宏观检查
2012年4月,某化工厂的1台新建的固定管板式换
对管朿的外观进行宏观检查分析,用体式显
热器在使用前进行水压试验时,发现有多根管束微镜查看管束开裂情况、管体外壁腐蚀情况以及
泄漏。该换热器于2011年4月制造,2011年6月安有无裂纹和其它损伤,见图1。
表2PE100、PE80管材耐压实验数据
因此,通过测试材料蠕变性能,可以间接反映管材
PE100管材料耐压时间hPE80管材料耐压时间h
的耐压性能。
>500
190
3结论
309
(1)根据拉伸蠕变实验结果,可以反映材料晶
片间Tie链密度,同时宏观上反映材料的强度、韧
G
495
性和耐应力开裂性,经与耐压实验数据相互印证
从表2可知,在同样实验条件下,PE100管材看出,可以用拉伸蠕变性能间接反映其管材的耐
比FE8O管材的耐压时间明显要长,说明耐压性能压性能
相对要好
(2)蠕变性能好的聚乙烯管材材料,其管材耐
从PE100、PE80管材料的蠕变实验和耐压实压性能也好,成正相关关系
验结果得出:耐蠕变性能好的材料,其耐压性能也
参考文献
好
依据管材耐压性能原理,耐压性能的好坏取
1]徐振明.进口PE100级管材料的剖析[J].现代塑料加工应用,
决于树脂晶片尺寸和晶片间的系带分子链强度。
2003,16(1):18-19.
[2]林聪妹聚乙烯管材专用料的结构与性能[J.高分子材料科学与
当管材受到内部环应力时,通过Tie链及非晶区分
工程,2009,25(3):80-82.
子链的延展吸收部分能量而不破坏晶格,达到长3]陈正勇,刘俊峰,鲁皓.PV材料的合成研究进展{了.化工新型材
期耐压效果。管材级树脂耐蠕变性能可以反映出
料,2004(5):19-2
Tie链密度的大小,Te链密度大则耐蠕变性增强,4)年思广,张球健,瑞,等高时压等業乙烯管材脂的研究进
在一定的外加应力下,达到一定形变所用的时间
展JJ高分子通报,2012(4):10-12
就长“。管材的耐压实验是环向受力蠕变,文中
收稿日期:2012-08-27
所述为拉伸蠕变,都是相应的蠕变过程。拉伸作者简介:景丽:女,工程师,200年毕业于大庆石油学院化学工程
变宏观反映的是材料强度、韧性和耐应力开裂性,专业,现从事聚烯烃及合成树脂測试分析工作。