Диссертация (1090913), страница 7
Текст из файла (страница 7)
В переходных зонах не удаётсяреализовать условия, необходимые для полной реализации кратности вытяжки,которые существуют в зонах № 4, 5, 6, 7. По величинам кратности вытяжки именнов этой области производилась оценка ЕКВ2, Рисунки 3.1 - 3.4.Необходимо отметить, что в некоторых случаях происходит двухстадийноеформирование зоны пластического разрушения. После формирования первичнойзоны пластического разрушения наблюдается образования вторичной зоны, оськоторой обычно перпендикулярная оси первичной зоны.
Особенно чётко этопроявляется на сшитом полиэтилене. Поэтому на некоторых графиках проявляютсязоны вторичного пластического разрушения с суммарно высокими кратностямивытяжки, Рисунки 3.1, 3.2, 3.4. Определение естественной кратности вытяжки насшитом полиэтилене, показало, что значения естественной кратности вытяжкисохраняются при формировании первичной зоны пластического разрушения.Значения кратностей вытяжки, превышающих характерное значение ЕКВ2 дляданного материала, относится к зонам вторичного пластического разрушения,выше верхней горизонтальной границы, Рисунки 3.1 - 3.4.50Рисунок 3.1. Распределение кратности вытяжки по длине в зонах пластического иполного разрушения для образца ПЭ 100 Н1000РС, ЕКВ=5,3.Рисунок 3.2. Распределение кратности вытяжки по длине зоны пластическогоразрушения для образца ПЭ100 2НТ11-9, ЕКВ=5,3.51Рисунок 3.3.
Распределение кратности вытяжки по длине зоны пластическогоразрушения для образца ПЭ80 РЕ4РР25В, ЕКВ=5,9.Рисунок 3.4. Распределение кратности вытяжки по длине зоны пластическогоразрушения для образца ПЭ100 CRP100, ЕКВ=6,7При разрушении полимерных труб в условиях гидравлических испытанийбыло установлено [109], что формирование зоны пластического разрушенияпроисходит по механизму шейкообразования при одноосном растяжении.
Поэтомупредставляло интерес сравнить кривые изменения давления во время испытаний наразрушение с кривыми растяжения для одних и тех же материалов. В качестве52объектов исследования были избраны образцы труб, характеристики которыхпредставлены в Таблице 3.3.Таблица 3.3. Характеристики образцов труб.ПараметрОбразец 1ТипоразмерТип сырьяМаркаВремя начала формированиязоны пластического разрушения,минДавление начала формированиязоны пластического разрушения,МПаМаксимальное давление, МПаВремя до разрушения, минДавление разрушения, МПаД180,SDR9ПЭ1001,0Образец2Д110,SDR111,5Образец3Д225,SDR111,6Образец4Д110,SDR11ПЭ100CRP1001,54,54,92,24,26,04,04,04,962,93,65,112,03,95,34,02,7После испытания гидравлическим давлением образцов труб, из оставшейсячасти трубы были вырезаны образцы в форме двойной лопатки по ГОСТ 11262[110] тип 1 с помощью штампа, проведено испытание на растяжение. На Рисунках3.6, 3.8, 3.10, 3.12 представлены для этих образцов по три (параллельныхиспытания одной партии) кривые растяжения «нагрузка-удлинение» и кривые«давление-время», Рисунки 3.5, 3.7, 3.9, 3.11.Сравнение кривых «давление-время» и «нагрузка-удлинение» показало, чтодля образцов с большой вытяжкой наблюдается протяжённая зона максимальногостабильного давления, Рисунки 3.5, 3.6, 3.7, 3.8.53Рисунок 3.5.
Кривая «давление – время»,образец 1.Рисунок 3.6. Кривая «нагрузка –удлинение», образец 1.Рисунок 3.7. Кривая «давление – время»,образец 2.Рисунок 3.8. Кривая «нагрузкаудлинение», образец 2.54Рисунок 3.9. Кривая «давление –время», образец 3.Рисунок 3.11. Кривая «давление – время»,образец 4.Рисунок 3.10. Кривая «нагрузка –удлинение», образец 3.Рисунок 3.12.
Кривая «нагрузка –удлинение», образец 4.Таким образом, по данным, полученным на основании гидравлическихиспытаний, удаётся оценить три важнейших параметра, определяемых обычно вопытах по растяжению:551)предел текучести при растяжении, определяемый, как величинакольцевого напряжения в момент начала формирования зоны пластическогоразрушения;2)естественную кратность вытяжки, ЕКВ – внезапно возникающую прирастяжении зону меньшего сечения постоянной геометрии, которая мало меняетсяс изменением вытяжки;3)предельные деформативности по протяжённости области высокихдавлений, следующих за возникновением зоны пластического разрушения [109].Представляло интерес проанализировать отношение поверхности к объёму.Данные по характеру изменения отношения поверхности к объёму при различнойкратности вытяжки для разных материалов приведены на Рисунке 3.13.
При этомотношение поверхности к объёму пронормировано по минимальному значениюдля шара. Как видно из полученных данных, трубные марки полиэтиленасущественно отличаются по этому параметру, что характеризует различие впереходах к пластическому разрушению в разных видах полиэтилена.На Рисунке 3.13 дополнительно к четырём ранее описанным материаламнанесены данные по естественной кратности вытяжки для сшитого полиэтилена иполиэтилена с повышенной стойкостью к растрескиванию.Рисунок 3.13. Зависимость отношения поверхности к объёму, нормированного поминимальному значению для шара, от кратности вытяжки для полиэтиленовыхтруб после изготовления.563.2. Изучение изменения модуля упругости при растяжении послеформирования шейкиПредставляло интерес понять, приводят ли структурные изменения, которыепроисходят при формировании естественной кратности вытяжки, к резкомуувеличению жёсткости материала.
Для этого были измерены модули, результаты втаблице для четырёх марок материалов с различным значением ЕКВ1.Аналогичные результаты были получены для материалов типа PE-RT 2 типа [114].Экспериментальные данные показали, что есть два варианта, как увеличение, так иснижение модуля, Таблица 3.4.Таблица 3.4. Значения модулей.Деформация Модуль вСоотнЕКВ1ПределМодуль впри пределе исходномошениМарка ПЭ(Lgтекучести,шейке,текучести, ε, материале,еЕКВ*100%) δрт, МПаЕ2, МПа% (Lg ε)Е1, МПаЕ2/Е1ПЭ1005,4 (2,73)20,38,9 (0,95)967,61274,5 1,3H1000PCПЭ805,9 (2,77)18,012,3 (1,09)817,21270,4 1,6PE4PP25BПЭ1006,6 (2,82)21,210,3 (1,01)931,0775,30,8CRP100ПЭ100- RC4,6 (2,66)20,911,0 (1,04)911,0646,70,7CRP100RCПо результатам эксперимента, построены графики зависимости изменениядеформации при приращении длины образца, Рисунок 3.14.57Рисунок 3.14.
Образец для определения модуля в шейке.На графике, где показано распределение деформации по длине образца,выделяются три зоны: зона до предела текучести; переходные зоны; зона,соответствующая ЕКВ.Установлено, что для всех исследованных полиэтиленовых марок изменениедеформации происходит по одному типу.На графиках выделяются 3 зоны: зона до предела текучести, переходныезоны, и зона распространения шейки, Рисунки 3.15 – 3.18. При этом протяжённостьпереходных зон мала, в результате малые деформации в полиэтилене (до 250-300%)не реализуются, а «скачком» переводят материал на новый уровень – уровеньреализуемых деформаций, выше 400%.Рисунок 3.15. Распределение деформации по длине образца для CRP100.58Рисунок 3.16. Распределение деформации по длине образца для PE44PP25B.Рисунок 3.17.
Распределение деформации по длине образца для H1000PC.59Рисунок 3.18. Распределение деформации по длине образца для CRP100-RC.60ГЛАВА 4. Анализ зоны пластического разрушения полиэтиленовыхтруб после эксплуатацииВ сочетании с ранее разработанным комплексом исследований физикохимических свойств образцов была проведена всесторонняя оценка свойствполиэтиленовых труб из газопроводов с различными сроками эксплуатации.Полиэтиленовые трубы, из которых выделены образцы для испытаний, былиизготовлены по 10 нормативным документам, см.
Глава 2.Естественная кратность вытяжки определяли по методике стандартаорганизации [12] для образцов с различными сроками эксплуатации, Рисунки 4.1 –4.39.Рисунок 4.1. Распределение кратности вытяжки по длине в зонах пластического иполного разрушения для образца со сроком эксплуатации 17 лет.61Рисунок 4.2. Распределение кратности вытяжки по длине в зонах пластического иполного разрушения для образца со сроком эксплуатации 21 год.Рисунок 4.3. Распределение кратности вытяжки по длине в зонах пластического иполного разрушения для образца со сроком эксплуатации 25 лет.62Рисунок 4.4.
Распределение кратности вытяжки по длине в зонах пластического иполного разрушения для образца со сроком эксплуатации 36 лет.Рисунок 4.5. Распределение кратности вытяжки по длине в зонах пластического иполного разрушения для образца со сроком эксплуатации 37 лет.63Рисунок 4.6. Распределение кратности вытяжки по длине в зонах пластического иполного разрушения для образца со сроком эксплуатации 28 лет.Рисунок 4.7. Распределение кратности вытяжки по длине в зонах пластического иполного разрушения для образца со сроком эксплуатации 32 года.64Рисунок 4.8.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
