2022-KJ-3-002循环载荷法快速评价PE管材耐慢速裂纹增长性能研究

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2022-KJ-3-002循环载荷法快速评价PE管材耐慢速裂纹增长性能研究

日期：2023年01月15日来源：中国腐蚀与防护学会分享：

获奖项目编号：	2022-KJ-3-002
获奖项目名称：	循环载荷法快速评价PE管材耐慢速裂纹增长性能研究
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：
项目主要研究内容（1）聚乙烯管材耐慢速裂纹扩展性能快速评价的研究。项目研制1套循环载荷CRB法评价聚乙烯管材慢速裂纹扩展性能的装置。用循环载荷CRB法测试五种不同牌号聚乙烯管材耐慢速裂纹扩展性能，以失效周期Nf对管材等级进行定量评价。将CRB方法实验结果与全切口蠕变（FNCT）等方法的试验结果相比较。结果表明，循环载荷CRB法将实验周期缩短至几小时、甚至十几小时，结果可靠性高和稳定性好。（2）研究了PE管材耐SCG性能分子量及分布、结晶度、晶体厚度等高分子参量的相关性。研究发现，聚乙烯管材高分子参量中材料分子量及分布、结晶度与管材的耐SCG性能成正相关，与材料晶体厚度成负相关。（3）基于线弹性断裂力学，研究了CRB方法外推预测聚乙烯管材寿命，在载荷比R=0.1下，获得聚乙烯管材的裂纹扩展速率，进行聚乙烯管材寿命预测。项目实现的技术、经济指标（1）采用CRB方法评价聚乙烯管材耐慢速裂纹增长性能，与传统NPT、FNCT等方法相比，CRB方法实验设备、实验步骤更简单，实验周期可缩短至几小时、甚至十几小时，节约实验时间80%以上，实验结果可靠性与稳定性高。（2）与传统NPT、FNCT等方法相比，可以极大的减少试验过程中的水、电、设备损耗费用和人力成本费用，评价成本显著降低，可节约实验成本约50%。项目特点项目研发快速评价PE管材耐慢速裂纹增长性能的CRB方法，使得实验周期可缩短至几小时，甚至十几小时，实验结果可靠性与稳定性高等优点。循环载荷CRB方法具有推动PE管材原料升级，产品研发速度和相关行业发展的重要意义。基于线弹性断裂力学，研究了CRB方法外推预测聚乙烯管材寿命，为保障工业聚乙烯燃气管道系统的安全运行提供更快速、高效的评价手段。成果应用情况项目研究成果在国家塑料制品质量监督检验中心（福州）、河南中燃通用燃气配件有限公司和广东枫叶管业有限公司等单位应用。应用效果表明，CRB方法评价聚乙烯管材耐慢速裂纹扩展性能的实验周期更短，成本更低，结果可靠性高和重复性好，应用效果良好。