Wstęp

Kiedy kupujący porównują rury wydobywcze HDPE, dyskusja zwykle rozpoczyna się od średnicy, ciśnienia znamionowego, grubości ścianki i ceny.

Specyfikacje te są konieczne, ale nie mówią wszystkiego.

HDPE jest polimerem, a polimery nie zachowują się dokładnie tak jak stal czy żeliwo, gdy pozostają pod obciążeniem przez długi czas. Materiał może stopniowo zmieniać swój stan naprężenia wewnętrznego przy zachowaniu tego samego ogólnego odkształcenia. To zachowanie jest znane jakorelaksacja stresu.

Nie jest to coś, co operator kopalni zwykle zauważa w ciągu pierwszych kilku dni eksploatacji rurociągu. Staje się to istotne, gdy oczekuje się, że rura będzie pozostawała pod ciągłym ciśnieniem, utwierdzona na połączeniu lub narażona na długotrwałe-odkształcenie.

Zrozumienie relaksacji naprężeń daje kupującemu kolejne przydatne narzędzie do oceny jakości rur HDPE. Co ważniejsze, pozwala uniknąć typowego błędu: założenia, że ​​właściwości mechaniczne nowej rury HDPE pozostaną dokładnie takie same przez lata użytkowania.

HDPE nie zachowuje się jak sztywna metalowa rura

Wyobraź sobie odcinek rury HDPE pod stałym obciążeniem.

Na początku ściana rury wytwarza pewien poziom naprężeń wewnętrznych. Jeśli rura pozostanie w takim stanie, łańcuchy polimerowe wewnątrz materiału stopniowo się przeorganizują.

Odkształcenie może pozostać w przybliżeniu takie samo, podczas gdy naprężenie wewnętrzne wymagane do utrzymania tego odkształcenia stopniowo maleje.

To jest relaksacja stresu.

To zachowanie jest ściśle związane z lepkosprężystym charakterem polietylenu. Nie oznacza to, że rura nagle stanie się słaba, ani nie oznacza, że ​​prawidłowo zaprojektowana rura HDPE po prostu straci swoje właściwości ciśnieniowe.

Ważne jest to, że reakcja materiału zmienia się z czasem.

W przypadku rurociągu wydobywczego, który ma działać przez wiele lat, zachowanie zależne od czasu-ma większe znaczenie niż w przypadku-krótkoterminowego rurociągu tymczasowego.

Dlaczego kupujący w kopalniach powinien się tym przejmować?

Rurociągi wydobywcze rzadko są instalowane na krótkie okresy eksploatacji.

Linia doprowadzająca wodę kopalnianą może pracować nieprzerwanie przez cały cykl produkcyjny. Zakopany rurociąg może pozostać na miejscu przez lata. Dotarcie do rurociągu w celu kontroli lub wymiany może wymagać wyłączenia części systemu lub przeniesienia sprzętu do trudnych obszarów roboczych.

Dlatego ważne jest-długoterminowe zachowanie materiałów.

Jeśli rura jest stale poddawana działaniu ciśnienia wewnętrznego, ściana pozostaje poddana naprężeniom. Jeśli sekcja jest utwierdzona za pomocą połączenia lub podpory, materiał może również pozostać odkształcony.

Dlatego potok ma historię ładowania, a nie pojedyncze zdarzenie ładowania.

Kupujący, który patrzy tylko na początkową wytrzymałość na rozciąganie, może przeoczyć tę część obrazu.

Relaksacja stresu to nie to samo, co pełzanie

Te dwa pojęcia są często mylone.

Skradać sięopisuje, jak zmienia się odkształcenie, gdy materiał pozostaje pod ciągłym obciążeniem.

Relaksacja stresuopisuje, jak zmienia się naprężenie wewnętrzne, gdy materiał jest utrzymywany przy stosunkowo stałym odkształceniu.

Obydwa są zależne od czasu-zachowania materiałów polimerowych i oba mogą mieć zastosowanie w przypadku rur HDPE.

Na przykład zakopana rura HDPE może podlegać-długoterminowemu obciążeniu zewnętrznemu z gleby. Rura ciśnieniowa może podlegać ciągłym naprężeniom wynikającym z wewnętrznego ciśnienia wody. Utwierdzona sekcja może ulec deformacji, a jej połączenie ogranicza ruch.

Rzeczywisty rurociąg może obejmować jednocześnie pełzanie i relaksację naprężeń.

Dla kupującego ważna lekcja jest prosta:HDPE należy oceniać na podstawie-długoterminowych danych dotyczących wydajności, a nie tylko{1}krótkoterminowych wartości mechanicznych.

Gdzie relaksacja stresu może stać się bardziej istotna?

Jednym z przykładów jest ograniczony odcinek rurociągu.

Załóżmy, że długi rurociąg HDPE jest podłączony do sztywnej konstrukcji. Rura chce reagować na ciśnienie, temperaturę i ruch, ale połączenie ogranicza ten ruch.

Materiał pozostaje w stanie naprężonym.

Z biegiem czasu relaksacja naprężeń zmienia wewnętrzny rozkład naprężeń.

Innym przykładem jest połączenie utwierdzone mechanicznie. W rurze może wystąpić lokalne odkształcenie wokół połączenia, a-długoterminowe zachowanie polimeru staje się częścią projektu połączenia.

Temperatura to kolejny czynnik.

Na zachowanie polimeru duży wpływ ma temperatura. Wraz ze wzrostem temperatury ruch molekularny staje się łatwiejszy, a-długoterminowe procesy deformacji mogą stać się bardziej znaczące.

Oznacza to, że rury pracującej w sposób ciągły w wyższej temperaturze nie można automatycznie ocenić dokładnie w taki sam sposób, jak rury pracującej w normalnych warunkach otoczenia.

Dlaczego dane-długoterminowe mają znaczenie więcej niż jedna siła

Arkusz danych może zawierać wartość wytrzymałości na rozciąganie, taką jak 20 MPa lub wyższą.

Liczba ta jest przydatna, ale nie stanowi pełnego opisu-długoterminowej wydajności rur.

Wytrzymałość na rozciąganie ogólnie opisuje, co materiał może wytrzymać w określonych warunkach testowych.

Rurociąg wydobywczy może jednak znajdować się pod presją przez lata.

Z tego powodu materiały-rur ciśnieniowych są zwykle oceniane na podstawie-długoterminowych właściwości hydrostatycznych i innych-właściwości zależnych od czasu.

Celem jest zrozumienie, jak materiał zachowuje się po długotrwałym narażeniu na ciśnienie, temperaturę i naprężenia.

Jest to szczególnie ważne przy porównywaniu różnych produktów HDPE, które na podstawowym arkuszu wyceny wyglądają podobnie.

Czy relaksacja naprężeń oznacza, że ​​HDPE nie nadaje się do zastosowań ciśnieniowych?

NIE.

Bliżej sedna jest sytuacja odwrotna.

Fakt, że HDPE charakteryzuje się-zależnością od czasu, jest jednym z powodów, dla których projektowanie rur ciśnieniowych-z polietylenu opiera się na-długoterminowych parametrach materiału, a nie na samej-krótkoterminowej wytrzymałości.

Prawidłowo zaprojektowana rura ciśnieniowa HDPE uwzględnia te cechy.

Gatunek materiału, grubość ścianki, klasa ciśnienia, temperatura i oczekiwany okres użytkowania mają wpływ na ostateczny projekt.

Zadaniem kupującego nie jest eliminowanie zachowania polimeru. To nie jest realistyczne.

Zadaniem kupującego jest upewnienie się, że wybrany materiał i konstrukcja rury są odpowiednie do przewidywanych warunków pracy.

Co to oznacza dla górnictwa podziemnego?

Podziemne rurociągi wody kopalnianej mogą być szczególnie wrażliwe na-długoterminową niezawodność.

Po zainstalowaniu rurociągu dostęp może być ograniczony. Awaria może przerwać dopływ lub odprowadzanie wody i wymagać dodatkowej siły roboczej i sprzętu.

Z tego powodu w procesie selekcji należy wziąć pod uwagę zachowanie rury po instalacji, a nie tylko to, jak nowa rura zachowuje się podczas kontroli przychodzącej.

HDPE oferuje kilka właściwości przydatnych pod ziemią, w tym odporność na korozję, wytrzymałość i elastyczność.

Jego długoterminowe-zachowanie należy rozpatrywać jako część ogólnej wydajności, a nie jako odrębny temat laboratoryjny.

Parametry, które kupujący powinni sprawdzić

Dokładne wartości zależą od wybranego gatunku materiału i specyfikacji producenta.

Co należy uwzględnić w zapytaniu zakupowym?

Przydatne zapytanie powinno zawierać więcej niż:

„Rura DN500 HDPE, PN1,6 MPa.”

Lepiej jest poinformować dostawcę o rzeczywistym ciśnieniu roboczym, oczekiwanej temperaturze, środowisku instalacji i planowanej obsłudze.

Należy to zaznaczyć, jeżeli w rurociągu będzie stale znajdować się ciśnienie.

Jeżeli rurociąg będzie podłączony do sztywnego wyposażenia, będą stosowane sekcje utwierdzone lub specjalne łączniki, informacja ta jest również przydatna.

Im dokładniej opisano warunki pracy, tym łatwiej jest określić, czy proponowana rura HDPE jest odpowiednia.

Często zadawane pytania

Czy relaksacja naprężeń zmniejsza wytrzymałość rury HDPE?

Relaksacja naprężeń zmienia z czasem stan naprężenia wewnętrznego polimeru. Nie oznacza to, że rura nagle traci integralność strukturalną. Długoterminowe-ciśnienie{3}}Projekt rury uwzględnia-zależne od czasu zachowanie materiału.

Czy relaksacja naprężeń jest tym samym co pełzanie?

Nie. Pełzanie dotyczy rosnącego odkształcenia pod długotrwałym obciążeniem, podczas gdy relaksacja naprężeń dotyczy zmniejszania się naprężeń wewnętrznych pod długotrwałym odkształceniem. Są ze sobą powiązane, ale opisują różne reakcje materialne.

Dlaczego temperatura jest ważna?

Temperatura wpływa na zachowanie polimeru. Wyższe temperatury robocze mogą przyspieszyć-odkształcenie zależne od czasu i wpłynąć-na długoterminową wydajność ciśnieniową.

Czy kupujący powinni porównywać rury HDPE wyłącznie pod kątem wytrzymałości na rozciąganie?

Nie. Wytrzymałość na rozciąganie to tylko jedna-krótkoterminowa właściwość materiału. W przypadku zastosowań ciśnieniowych o wiele więcej informacji dostarczają-długoterminowe parametry hydrostatyczne i rzeczywiste warunki pracy.

Czy relaksacja naprężeń jest ważna w przypadku każdej rury HDPE?

Staje się to szczególnie istotne, gdy rura jest narażona na długotrwałe ciśnienie,-długoterminowe odkształcenie lub utwierdzenie. Znaczenie zależy od zastosowania.

Wniosek

HDPE nie jest materiałem, który należy oceniać wyłącznie na podstawie wytrzymałości nowej rury.

Jego struktura polimerowa zapewnia mu użyteczną elastyczność i wytrzymałość, ale oznacza także, że jego reakcja na długotrwałe-obciążenie zależy-od czasu.

Relaksacja stresu jest jedną z części tego zachowania.

W przypadku nabywców z branży wydobywczej zrozumienie tej właściwości pomaga spojrzeć na-krótkoterminowe wartości wytrzymałości. Rurę przeznaczoną do wieloletniej eksploatacji pod ziemią należy oceniać pod kątem tego, co dzieje się w ciągu tych lat, a nie tylko tego, co dzieje się podczas pierwszej próby ciśnieniowej.

Większa wiedza na temat długoterminowego-zachowania materiału to kolejny sposób na uniknięcie wyboru rury wydobywczej w oparciu o niekompletną specyfikację.

Podstawowe słowo kluczowe
Relaksacja naprężeń w rurach HDPE
Dodatkowe słowa kluczowe
relaksacja naprężeń w rurze HDPE, rurze kopalnianej HDPE, długoterminowej wydajności rury HDPE, rurze ciśnieniowej HDPE, pełzaniu rury HDPE, zachowaniu rury polietylenowej, podziemnej rurze HDPE, rurze wody kopalnianej HDPE

Poproś o wycenę rur HDPE

W przypadku rur górniczych HDPE wyślij nam:

DN + PN/SDR + Medium + Temperatura robocza + Metoda instalacji + Długość rurociągu + Ilość

W przypadku zastosowań związanych z odwadnianiem i odwadnianiem kopalń należy również podać:

Zastosowanie + ciśnienie robocze + środowisko instalacji

W przypadku wody mineralnej-zawierającej wodę kopalnianą, jeśli jest dostępna:

Chemia wody / pH + temperatura + zawiesiny stałe

Luoyang Zhengju New Materials Technology Co., Ltd.

WhatsApp: +86 19937270645
E-mail:baibaili456@gmail.com
WeChat: +86 19937270645

Uzyskaj najlepszą cenę za rurę wydobywczą HDPE.