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2024-KJ-2-002基于应变硬化模量法的PE燃气管材耐慢速裂纹失效性能加速评价方法研究
日期:2025年01月06日    来源: 中国腐蚀与防护学会     分享:
获奖项目编号:2024-KJ-2-002
获奖项目名称:基于应变硬化模量法的PE燃气管材耐慢速裂纹失效性能加速评价方法研究
第一完成单位:广州特种设备检测研究院
项目联系人:王志刚
联系人电话:18675951740
联系人邮箱:421104722@qq.com
项目简介:

  1、主要研究内容:
  聚乙烯(PE)燃气管道作为一种承压特种设备,输送的多为腐蚀、易燃易爆品介质,一旦发生事故,将直接影响到公众的生命及财产安全。该项目通过从理论分析、宏观性能测试、微观结构表征及对比试验等方面研究了基于应变硬化模量的聚乙烯燃气管道耐慢速裂纹扩展(SCG)性能加速评价方法,解决了传统SCG评价方法试验周期长、成本高等局限,主要研究内容如下:
  (1)聚乙烯燃气管道SCG失效机理和试验样机研制
研究聚乙烯材料发生SCG时裂纹尖端银纹的形成机理,以及银纹—裂纹的转化规律;通过调研、分析国内外相关试验装置的特性参数,组织开展应变硬化试验机的样机研制及相关知识产权申请工作,涉及软、硬件的设计开发工作,并通过相关试验对样机性能进行检验。
  (2)应变硬化梯度试验和对比验证性试验研究
通过开展应变硬化试验(SHT),研究试验温度T、试样厚度d及拉伸应变率v三种试验参数与材料应变硬化模量<Gp>的对应关系,得到最佳试验参数;通过测量不同等级、牌号PE材料的结晶度、重均分子量及其分布、共聚单体类型及含量等微观参量与<Gp>的对应关系,从微观层面验证SHT的有效性和可靠性;通过与传统切口试验(NPT)、锥体试验(Cone)和全缺口蠕变试验(FNCT)的试验结果进行对比,从宏观层面验证SHT的有效性和优越性。
  2、技术经济指标
  (1)开发了样机1套:
  开发了应变硬化试验机1套,并经设备检定,相关参数符合标准要求,目前该设备已应用到日常
应变硬化试验项目检验(见证材料:检测报告)
  (2)制定了应变硬化试验关键影响参数,并成功将该方法国际标准转化为国家标准1项:
  通过一系列变量试验,确定了影响应变硬化试验关键参数,并主要参与将该检测方法对应的国际标准转化为国家标准GB/T4091《管道用聚乙烯材料与慢速开裂性能相关应变硬化模量的测试方法[S].国家标准》。(见证材料:标准)
  (3)推动行业科技进步及应用推广情况
  目前,随着PE管材耐慢速裂纹性能(SCG)越来越好,传统的检测方法由于评价周期长而无法满足市场需求。因此,TSGD7002-2023《压力管道元件形式试验规则》明确规定将应变硬化试验(SHT)列为PE100-RC燃气管材型式试验必检项目,改评价方法可以极大缩短管道耐SCG性能的评价周期。基于此,申报单位已为多家管材制作单位制造的PE燃气管材进行SHT测试。


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