Отзыв оппонента 2 (Пластическое разрушение полиэтиленовых труб с различными сроками эксплуатации)

отзыв официального оппонента на диссертационную работу Колбая Вероники Геннадьевны «Пластическое разрушение полиэтиленовых труб с различными сроками эксплуатации», представленной на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.17.06 — «технология и переработка полимеров и композитов». На отзыв представлена диссертация, изложенная на 121 странице (в том числе 86 рисунков и 14 таблиц) и состоящая из 11 разделов, отвечающих требуемой структуре работы: введение, литературный обзор, методическая часть, объем эксперимента и обсуждение результатов (4 главы), заключение, выводы, список литературы (125 наименований) и приложения.

Остановимся кратко на наиболее важных разделах, обратив, в первую очередь, внимание на соответствие выводов полученным экспериментальным данным. Говоря об актуальности настоящего исследования, нельзя не вспомнить о газовом богатстве нашей страны, где разведанные запасы газа сегодня составляют 28',4 от общемировых, около 600 месторождений обеспечивают ресурс 48.8 трлн, м', 2-ое место в мире (17',о) по добыче природного и попутного газа, более 20',о валютной выручки при экспорте его из России. В целом, это требует широкой системы газопроводов, совершенствования технологии и качества изготовления полиэтиленовых (ПЭ) труб, комплексной и накопительной диагностики их при длительной эксплуатации. Диссертант, верно оценив важность последнего фактора и необходимости его продолжительности, провела необходимый комплекс исследований, позволяющих расширить наши теоретические и практические представления о механизме пластического разрушения при одноосном и двухосном нагружениях, впервые при этом применив параметр естественной кратности вытяжки (ЕКВ), характеризующий обычно зону (длину) деформирования аморфного полимера в вынужденно- эластическом состоянии ниже температуры стеклования (Тс) и находяшийся чаще всего в виде параллельного участка к оси абсцисс (образование и прорастание шейки) на диаграммах нагрузка-удлинение между упругой и пластической деформациями.

Поэтому встречающиеся в тексте утверждения диссертанта о том, что «показатель ЕКВ был избран в работе в качестве основного параметра, характеризующего зону пластического разрушения» или «ЕКВ является основным параметром, определяющим геометрию зоны пластического разрушения» выглядят несколько дискуссионными и вряд ли справедливы для всех типов аморфно- кристаллических полимеров, в т.ч. и полиэтилентерефталата (ПЭТ). В литературный обзор включены те сведения, которые необходимы для лучшего понимания изучаемой проблемы, в частности, вопросы разрушения твердых полимерных тел, соотношения поверхности и объема при образовании шейки или разрушения материала, вытяжки в адсорбционноактивной среде, влияния кратности ЕКВ для оценки способности материалов к пластической деформации, остаточного срока эксплуатации труб, хрупкого разрушения как завершающей стадии существования рабочего объекта и т.д.

В качестве замечания укажем, что литературный обзор носит в большей степени информативный, нежели аналитический характер". нет выводов в части позиции автора к литературному наследию; что восполняет, хотя бы частично, настоящее исследование, чем «страдают» ПЭ трубы и т.п. Глава «Объекты и методы исследования» написана с хорошим производственным вкусом, т.е. доступно и убедительно, максимально опираясь на действующие стандарты и отечественные материалы. Объекты исследования умело подобраны из современных марок ПЭ, трубы для большей детализации и проверки выдвинутых гипотез выбраны с различными сроками эксплуатации. К достижениям этой главы следует отнести разработку оригинальных методов (подраздел 2.2.1), как-то: анализ сопротивления раздиру в 3-х слоях стенки трубы; гидравлические испытания до разрушения; определение параметров зоны разрушения; определение ЕКВ при одноосном и двухосном растяжении; определение нормированного отношения поверхности к объему при растяжении; анализ зоны пластического разрушения после изготовления и эксплуатации, что вполне обосновано вошло в состав экспериментальной части диссертации.

Оценку последней мы провели с учетом ее соответствия основным выводам по работе, согласно рекомендациям ВАК. Вывод 1 о том, что зона пластического разрушения при гидравлических испытаниях труб формируется с сохранением значений ЕКВ, которые наблюдаются при одноосном растяжении, подтвержден данными таблицы 3.1 и 3.2. Для оценки использованы широко известные отечественные и зарубежные марки ПЭ, довольно подробно охарактеризованные в табл.

3.1, стр. 46, с применением современных методов анализа структурно- механических свойств полимеров, Как и следовало ожидать, согласно гипотезе автора о влиянии только структурных параметров на значения ЕКВ, при одноосном растяжении (табл. 3.2, стр. 49) значения ЕКВ! и ЕКВ2 показывают хорошую сходимость. К ценным наблюдениям следует отнести результаты, иллюстрированные на рис, 3.1 - 3,4, о двухстадийном формировании зоны пластического разрушения, Сам по себе этот факт не вызывает сомнений, но он требует, помимо наблюдений, необходимых обсуждений исходя из очевидных различий в химической и физической структуре выбранных образцов ПЭ.

Вывод 2 логично вытекает из экспериментальных результатов„ собранных, главным образом, в главе 6, где подробно и систематично дан анализ пластического разрушения из сшитого ПЭ. Рис 6.1, а, б, в, г и д 1стр. 91) наглядно показывает виды разрушения образцов из перекисносшитого ПЭ, с помощью которых ВХ. Колбая высказывает обоснованное мнение о том, что для сшитых ПЭ характерно формирование сразу нескольких зон пластического деформирован и я, выделяя при этом основную зону пластического деформирования, которая сформировалась первой, и вторичную, которая сформировалась поверх основной зоны с возможным расположением ее как поперек основной зоны деформирования, так и вдоль нее.

ЕКВ и параметры зоны пластического разрушения, измеренные по разработанной в диссертации методике, в первичной и вторичной зонах, где происходит максимальная вытяжка толщины стенки (рис. б,б, а-г), позволили на стр, 98 отметить ряд практически важных особенностей труб из сшитого ПЭ при их пластическом разрушении; 1. минимальное значение ЕКВ, равное 2,3 при 80'С (кстати, почти как у ПЭТ при температурах, близких к Тс); 2.

многостадийныи* характер процесса с расположением зон пластического разрушения, отмеченных чуть выше; 3, диаметр труб не влияет на параметры пластического разрушения (а толшина стенки трубы? Желательно этому дать объяснение!). Вывод 3 представляется наиболее сложным для оценки его доверительности, ибо нигде - ни в методической, ни в экспериментальных главах (равно как в автореферате) - не удалось обнаружить, какие марки трубных сополимеров этилена были использованы, их химический состав и т.п.

То, что сополимеры ПЭ были использованы в диссертации, косвенно видно из ряда рисунков и таблиц, например, табл. 3,1, 3.4, 4.1, рис. 4.41 - 4.44 и т.д., ибо они различаются по основным показателям, характерным для сополимеров (предел текучести, ПТР, степень кристалличности, энтальпия плавления и др.). Поэтому справедлив, вероятно, и вывод 3 в части изменения ЕКВ до 2-х раз при переходе от одной марки трубных сополимеров этилена (?), что (действительно1) характеризует различную способность к пластическому разрушению этих труб.

Почему нельзя было сгруппировать данный материал подобно тому, как проведен анализ в зависимости от срока их эксплуатации. Не хватило лишь одного - расшифровки исследованных марок ПЭ и установление с ними «контакта» через ЕКВ. Вывод 4 привлекает своей достоверностью и полнотой, базирующихся на разработке методики расчета отношения поверхности к объему ~Я/У); таки возможности объективной оценки ЕКВ (на образцах в форме двойной лопатки) и изменений этого соотношения в ходе пластического разрушения труб. С помощыа пронормированной величины Я/У по минимальному ее отношению, которое имеет шар с объе*мом равным объему измеряемой зоны образцов, стало возможным в разделе 2.2.1.6 охарактеризовать отношение поверхности к объему, возникающее при вытяжке, значением, показывающим во сколько раз оно больше минимально возможного для этого же объема материала.

Наглядно это проиллюстрировано в табл. 2.4 и на рис, 2.13 и 3.13. Как видно из последнего, трубные марки ПЭ отличаются по К/У, что приводит к важному заключению о различии в переходах к пластическому разрушению у разных видов ПЭ. Можно согласиться с мнением диссертанта о научной новизне работы, в первую очередь в той части, где ЕКВ интерпретируется как показатель, необходимый для оценки пластического разрушения на примере ПЭ труб. Особенно это ценно для области двухосного растяжения в условиях гидравлического растяжения и может поэтому внести соответствующий вклад в познания о деформационной природе аморфно-кристаллических полимеров.