交通载荷作用下埋地聚乙烯燃气管道的有限元分析

运用非线性有限元法,在ANSYS中建立埋地PE燃气管道的有限元模型,对交通载荷作用下的埋地PE管进行瞬态分析,得到管道应力及直径变形量随时间的变化关系,比较不同管顶覆土厚度下的管道力学性状.研究发现,建立的有限元模型,其计算结果能够较为真实地反映PE管的蠕变行为,聚乙烯的黏弹性降低了管道应力梯度,管顶覆土对交通载荷作用下埋地PE管道有减荷效果.交通载荷是引起管道形变的主要因素,适当增加管道埋深刻提高管道寿命.     

PE80聚乙烯管道焊接接头的应力松弛模型验证及安全评价

采用实验方法研究聚乙烯（PE）管道焊接接头在机械载荷条件下的应力松弛行为,通过松弛试验得出用Prony级数表示的PE管道焊接接头的本构模型。结果表明,PE管道焊接接头的松弛曲线与PE管道木材的松弛曲线相似;结合有限元分析软件Abaqus,建立PE80焊接接头的裂纹缺陷模型,导入PE管道焊接接头与PE管道母材的Prony级数,对含裂纹缺陷PE管道的应力强度因子进行计算;借鉴GB/T 19624—2004金属管道的评定标准,给出适合PE材料的断裂判据,比较PE材料的临界应力强度因子（KIC）及计算得出的应力强度因子(KI)的大小,进而通过断裂判据对含缺陷PE管道进行安全评价。     

SCG及含内部轴向半椭圆裂纹PE管的寿命

PE管材以其良好的力学性能在工业生产中得到了广泛应用。PE管道的设计寿命一般为50年,在服役过程中,PE管材可能会发生破裂及失效,慢速裂纹增长(SCG)是造成PE管材失效、影响管道服役寿命的重要因素之一。因此,研究PE管材的裂纹扩展行为对保证PE管材的安全使用,保障工业生产的安全稳定运行至关重要。从PE100管材中制取环切圆棒试件(Cracked Round Bar,CRB),根据ISO 18489—2015在不同应力比(R=0.1、0.2、0.3)下进行疲劳实验并得到裂纹扩展规律。采用外推法将实验结果外推得到静载条件下的裂纹扩展规律。对含有内部轴向半椭圆裂纹缺陷的PE管材进行寿命计算,得到了其在50年服役寿命下的最大允许裂纹尺寸和相应的应力强度因子值。     

耐热聚乙烯管材前景广阔

欧洲是耐热聚乙烯(PE–RT)管材的发源地,也是大量推广应用的地区.目前在欧美发达国家,PE–RT管材因其优异的环保性能、耐温性能而在短短几年从开发成功达到了目前大面积推广应用的状态,已占到全部低温辐射采暖管材用量的70%左右,尤为重要的是PE–RT管材目前在欧美的使用量还在呈快速上升的趋势.由于PE–RT管材优异的长期静液压强度以及相对于其它管材的诸多优点,它在国内地暖管道系统中的市场占有率也在稳步上升.     

挖掘过程对含缺陷埋地PE管影响有限元分析

为分析燃气管道2侧保护区外的挖掘施工过程,对含缺陷埋地聚乙烯(Polyethylene,以下简称PE)管的安全影响,利用ABAQUS有限元软件,研究挖掘过程中含缺陷埋地PE管的动力响应。建立PE管-土-挖斗接触模型,分析挖掘载荷作用下,PE管缺陷位置、缺陷尺寸、挖掘深度等,对含缺陷聚乙烯管力学性能的影响。研究结果表明,强度失效是挖掘载荷下PE管失效的主要原因;在挖掘载荷作用下,含缺陷PE管应力集中的现象明显,最大Mises应力出现在缺陷位置处;当挖掘施工至管道埋深水平面时,PE管出现应力极值,当缺陷靠近挖掘施工一侧时,埋地PE管的安全性下降。研究结果为埋地聚乙烯管的维护和运行提供了科学依据。     

2015版国家标准《燃气用埋地聚乙烯(PE)管道系统第1部分:管材》分析

综述了GB 15558.1《燃气用埋地聚乙烯(PE)管道系统第一部分:管材》在材料形式、混配料指标、管材指标、新增制品类型方面的主要变化,并分析了发生变化的原因。修订后的标准,原料及管材颜色更明确,氧化诱导时间、熔体质量流动速率、炭黑分散检测方法更加合理,更符合PE管道韧性增加发展趋势,对80℃长期静液压强度(LTHS)试验和耐快速裂纹扩展试验(RCP)要求更高。管材加工企业应严公差生产,保证管材的抗裂纹延展性能符合要求。建议原料生产商加强跟踪材料的RCP性能,加快高耐慢速裂纹增长性能PE100混配料的研发。     

PE材料裂纹扩展行为分析及蠕变寿命预测

聚乙烯(PE)管材性能优良,应用广泛,其安全可靠性至关重要。慢速裂纹增长(SCG)失效是静载工作条件下聚乙烯管道主要隐患之一。采用预制裂纹圆棒试验法(CRB方法)对常见PE 100材料进行疲劳试验分析,探讨了载荷参数对裂纹扩展、疲劳寿命及断裂性能的影响,并预测了其蠕变寿命,确定了指定使用寿命下的允许缺陷参数。     

聚乙烯管材SCG性能评价及寿命预测论述

管材的慢速裂纹萌生和扩展至管材破坏的时间是评价管材使用性能的一项重要指标。随着原材料性能的提高,聚乙烯(PE)管材抗裂纹萌生和耐慢速裂纹扩展的能力大幅提高。优异的PE100 RC管材在FNCT、PENT等实验评价方法下,测评时间均超过15000 h。PE管慢速裂纹评价方法普遍存在实验条件复杂、重复性差等问题,严重制约了PE管材的开发进程。对此,国外学者提出了更简洁快速的评价方法——循环载荷缺口圆棒(CRB)法。文章着重论述了,循环载荷CRB法对管材SCG性能及管材寿命预测的评价,同时,论述了几种管材性能评价方法的相关性。最后,指出了循环载荷CRB方法后续用作其他塑料管评价的研究方向。     

热老化对恒定内压下PE管材性能的影响

为了研究热老化对恒定内压作用下的PE管材结构和性能的影响,在80℃水浴环境中对聚乙烯管进行了长期压力测试,通过力学性能测试、热重试验、DSC测试以及衰弱全发射红外光谱试验,分析了老化过程中管材的结构和性能变化。结果表明,在老化过程中,随着老化时间的增加,PE管材抗氧化剂逐渐被消耗,2 200 h时,老化管材的氧化诱导期降低至原始管材的73. 1%;随着老化时间的延长,管材表面发生氧化,产生了羰基(—CO)与羟基(—OH)等含氧基团。热老化使PE分子链发生了以交联为主的化学反应,导致管材的热稳定性上升。结晶度增加、分子链交联以及管材表层氧化等,导致拉伸强度略有提升,而管材的断裂伸长率和冲击强度分别下降了27. 5%、28. 9%。     

HDPE内衬管材生产技术难题及解决办法

PE内衬管材是管道修复主要的材料,实现了钢塑复合的完美结合,但PE内衬管材生产,产品质量要求高,但生产技术难度大,国内无章可循,本人结合自己20多年薄壁管材(内衬管材、PE护套管材)生产技术经验总结如下,以供同行业参考、借鉴。     

分解炉扩径的技术改造

我厂3号回转窑(Φ4m×60m)生产线在1996年年底由SP窑(产量912t/d)改为NSP窑(产量1320t/d),预分解系统为四级旋风预热器带离线式分解炉     

乙烯酮(双乙烯酮)下游产品废水的治理技术

乙烯酮(双乙烯酮)是十分重要的化工中间体,其下游产品较多。江苏某化工厂开发生产乙烯酮(双乙烯酮)下游产品三十多个,年生产规模三万多吨,是国内以乙烯酮(双乙烯酮)为中间体生产精细化学品的综合骨干企业。针对乙烯酮(双乙烯酮)下游产品废水特点,该厂结合企业实际,开展了产品优化,结构调整,清洁生产,资源循环利用,节水降耗等工作,从源头削减了污染物的生产。同时投资二千多万元新建预处理装置三套,6000m3/d废水生化处理装置一套,使全厂乙烯酮(双乙烯酮)下游产品的废水得到了有效的治理。     

水泥水化热测定方法综述

水泥水化热是中、低热水泥和核电工程用水泥的一项关键的技术指标。全球范围内测定水泥水化热的方法有溶解法、直接法/半绝热法、等温传导量热法三种。本文总结了中、美、欧相关方法标准,对其测试原理、仪器设备、试验过程等方面进行了比对,并对其在领域的应用做了简单的概括。     

基于组件技术的化工原理实验课件的设计

利用组件技术开发化工原理实验课件,给出了系统层、组件库层和应用层的架构划分。重点讨论了组件库的设计,给出了流体阻力这一典型实验的实现描述。实践证实,基于组件技术可以提高仿真实验的开发效率。     

Effect of Plastic Component of Defromation on Accuracy of Prediction of Functional Properties of Polymeric Materials

Fibre Chemistry - Classical methods for predicting polymeric materials deformation processes are based on numerical solution of governing Boltzmann-Volterra viscoelasticity type of equations, which...     

Calorimetric and Computational Study of Enthalpy of Formation of Diperoxide of Cyclohexanone

A thermochemical rather simple experimental technique is applied to determine the enthalpy of formation of Diperoxide of ciclohexanone. The study is complemented with suitable theoretical calculations at the semiempirical and ab initio levels. A particular satisfactory agreement between both ways is found for the ab initio calculation at the 6–311G basis This set level. Some possible extensions of the present procedure are pointed out.     

壳聚糖脱乙酰度测定方法研究新进展

主要介绍近年来壳聚糖脱乙酰度测定方法研究新进展,概述了双突跃电位滴定法——加酶预处理、光纤折射传感法、拉曼光谱法、库仑滴定法等测定原理与特点,并作出比较,为相关科学研究和工业生产测定方法的选择提供理论参考。     

Semi-empirical equation of state of metals. Equation of state of aluminum

A semi-empirical equation of state for metals is described. Its capabilities are demonstrated by the example of the equation of state for aluminum. New experimental data are presented on the location of the isentrope of aluminum for unloading from the state at p = 229.71 GPa on the shock adiabat to an aerogel (SiO₂) of density 0.08 g/cm³. __________ Translated from Fizika Goreniya i Vzryva, Vol. 44, No. 2, pp. 61–75, March–April, 2008.