2022-KJ-3-003在用聚乙烯燃气管道长期蠕变损伤失效与预防技术研究
| 获奖项目编号： | 2022-KJ-3-003 |
| 获奖项目名称： | 在用聚乙烯燃气管道长期蠕变损伤失效与预防技术研究 |
| 第一完成单位： | 广州特种承压设备检测研究院 |
| 项目联系人： | 王志刚 |
| 联系人电话： | 18675951740 |
| 联系人邮箱： | orinwang8851@163.com |
| 项目简介： | |
| 聚乙烯管道（PE）因具有耐腐蚀、长寿命、施工方便等优点广泛应用于城市中低压燃气管网。承压聚乙烯管道的破坏和长期寿命决定着燃气输送工程的安全。PE管道的主导失效模式是准脆性失效，蠕变损伤失效事典型的失效之一。项目针对目前国内外没有可靠的模型用以预测不同应力水平下PE压力管道的蠕变失效与管道使用寿命现状，主要技术创新点如下： （1）首次提出了一种合理评价PE管材长期服役过程中力学性能的率相关双曲线本构模型。项目将材料的屈服应力与模型中的极限应力建立关联，通过初始弹性模量和屈服应力的率相关性，提出了率相关双曲线本构模型，可计算与蠕变工况相当的应变率条件下的PE燃气管材的实际屈服强度和弹性模量，得到极低应变率下的应力-应变响应，解决了蠕变工况下PE管材力学性能的有效预测难题。 （2）提出了一种PE管材慢速裂纹扩展的裂尖过程区模型，再现了聚乙烯管材单边裂纹试样的非连续慢速裂纹扩展过程，为PE管材长期裂纹扩展预测预防提供了技术支撑。 （3）建立了一种在役含缺陷PE燃气管道使用寿命的预测方法。通过分析PE管张口位移速率与试验温度的函数关系，采用Paris模型描述蠕变裂纹扩展规律，外推得到室温下PE管材的慢速裂纹扩展动力学模型，实现了在给定初始缺陷尺寸的PE管道的使用寿命有效预测，为在用PE燃气管道的寿命评价和运维策略制定提供了依据。 项目研究过程中申请国家发明专利4件（其中授权2件），发表论文7篇，研制国家标准4项，团体标准1项。 项目成果经广东德塑科技集团有限公司、深圳亚大塑料制品有限公司、广州枫叶管业有限公司、承德市精密试验机有限公司、东莞市精建自动化设备有限公司等聚乙烯燃气管道制造、检测仪器生产单位现场应用，反馈效果良好。 | |
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