数值模拟分析法在聚乙烯压力管道耐快速裂纹扩展现象中的应用

为避免聚乙烯压力管道在使用的过程中发生快速裂纹扩展现象（RCP）引起重大事故,可采用数值模拟分析方法来研究RCP,介绍了有限元法、有限体积法、有限差分法、最小二乘法这4种数值模拟分析方法的特点及其在RCP研究中的应用。认为这4种方法为国内外所常用,可为聚乙烯压力管道止裂性能的研究提供了重要依据。     

小尺寸稳态实验方法在PE管道中的应用

介绍了小尺寸稳态实验（简称S4）的实验原理，实验装置，温度及管壁厚度等因素对止裂性能的影响。分析认为：S4是模拟聚乙烯压力管道的快速裂纹扩展的一种有效方法。S4的临界压强是衡量管道承受压力的一个标准。实验先将压强确定为0.4MPa，若裂纹快速扩展，则取其一半，若止裂，则取其2倍，反复6次即可得到所需的临界压强值。     

聚乙烯压力管道裂纹快速扩展性及止裂性测试

聚乙烯压力管道在低温时易出现裂纹快速扩展，其破坏一般都具有突发性，难以预防。本文采用小尺寸稳态试验方法，测试了在不同温度下，裂纹扩展长度随压强的变化情况，同时也测试了在不同压强下，裂纹扩展长度随温度的变化情况。通过计算分析，确定了裂纹快速扩展的临界压强和临界温度。给出了影响该试验结果的因素如温度、压力、介质、裂纹扩展速度及裂纹尖端的流体减压等。并通过试验测试了焊缝以及套筒对塑料管道开裂的影响。最后给出了塑料管道在实际运行中的一些具体的止裂措施。     

聚乙烯压力管道抗快速裂纹扩展性能的实验研究

小尺寸稳态实验（简称S4实验）是模拟聚乙烯（PE）压力管道快速裂纹扩展的一种有效方法，可获得PE压力管道的止裂性能指标，已成为PE压力管道油气分配装置的设计规范和国际标准。介绍S4实验原理及天津大学自行研制开发的国内第一套S4实验装置，并在不同压力和不同温度下进行了S4实验，最后根据ISO－FDIS 13477规定，经实验得出了供试管材的止裂曲线。     

燃气用埋地聚乙烯(PE)管道耐快速裂纹扩展(RCP)的试验评价

本文对燃气用埋地聚乙烯管道的快速开裂现象进行了分析,描述了耐快速裂纹扩展的试验方法,讨论了各种方法的联系及其影响因素等。     

燃气用埋地聚乙烯(PE)管耐快速裂纹扩展(RCP)的试验评价

本文对燃气用埋地聚乙烯管道的快速开裂现象进行了分析,描述了耐快速裂纹扩展的试验方法,讨论了各种方法的联系及其影响因素等.     

聚乙烯管材快速裂纹扩展的影响因素及评价方法

重点介绍了影响聚乙烯塑料管材快速裂纹扩展的主要因素,阐述了聚乙烯塑料管材快速裂纹扩展的评价方法。     

S4实验在聚乙烯管道中的应用

介绍了模拟聚乙烯压力管道的快速裂纹扩展的小尺寸稳定实验－－S4实验，该实验方法可以代替全尺寸实验获得压力管道的止裂性能指标，并应用到工程中去，主要介绍了S4实验装置与实验原理，温度、管壁厚度等因素对止裂性能的影响，并对S4实验结果和全尺寸实验结果进行了比较。     

环向约束下PE管裂纹扩展过程研究

为避免塑料压力管道内部裂纹失效易产生灾难性的破坏,以聚乙烯管道为例,通过在管道外表面施加环向约束打破动态能量释放率与动态断裂韧度平衡的阻止裂纹扩展,对不同尺寸的轴向裂纹在有、无环向约束下的扩展过程分别进行了仿真分析。结果表明,随着裂纹缺陷的轴向和径向发展,裂纹尖端最大应力不断的增大,可达到甚至超过管材的屈服极限;管材外表面有约束的存在,可有效降低裂纹的扩展速度和动力,从而减慢或阻止裂纹的进一步扩展。     

管道用PE100级树脂的性能分析及发展趋势

简要概述了聚乙烯(PE)管道发展历程。介绍了管道用聚乙烯的国内外标准要求;针对目前市场上存在的5种不同等级PE100树脂(包括低熔垂PE100、高抗应力开裂PE100、耐高温PE100、耐消毒剂PE100和PE112),从耐温性、抗坍落度、耐氯消毒性、最小要求强度、耐慢速裂纹增长和抗快速裂纹扩展等6个维度分析比较了它们的性能特点。提出了下一代PE管材树脂发展建议。     

燕化公司成功开发出燃气管用混配料HDPE 6380 MBL

聚乙烯(PE)管材具有优良的化学性能、力学性能、可热熔焊接、易于施工与安装等卓越的使用性能,近年来在国内外得到管材行业的青睐。尤其是快速裂纹扩展抵抗能力在通用塑料中名列前茅。使得PE成为燃气管道的首选材料。     

压力容器及管道剩余寿命的评估方法

介绍了几种压力容器及管道的剩余寿命评估方法 ,包括低周疲劳裂纹扩展的寿命评估、含缺陷压力管道的寿命评估、高温管道的寿命评估及管道腐蚀剩余寿命的评估。低周疲劳裂纹扩展的寿命评估主要是根据 Mason-Coffin(曼森 -柯芬 )方程 ,寻找应变与寿命之间的关系 ;含缺陷压力管道主要是用 Paris公式 ,找出缺陷尺寸与寿命的关系 ;高温管道主要是确定管道的使用温度与寿命之间的关系 ;而腐蚀管道研究的是腐蚀速率的问题。另外 ,还对每一种评估方法和计算过程进行了分析和说明。合理选择预测方法可以很方便地预测出管道的剩余寿命     

工程塑料管道焊接质量检测和性能评定方法

随着工程塑料管道应用的不断深入,管道的焊接质量检测及其性能评定成了一个重要的问题。介绍了工程塑料管道焊接接头的外观检测、内部缺陷的无损检测、焊接接头性能试验及快速裂纹扩展和慢速裂纹扩展方法等,这些对推动工程塑料管道的广泛使用具有重要的意义。     

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。     

含纵向内裂纹管道的应力分析及应力强度因子研究

裂纹是压力管道中常见的缺陷形式,其失稳扩展将引起灾难性事故。以断裂力学基本理论为依据,采用1/4节点法和二维奇异单元建立了含纵向内裂纹管道的有限元分析模型,对含裂纹管道进行了应力分析,并对裂纹尖端的应力强度因子进行了分析计算。研究结果对于压力容器及管道的安全分析具有重要的参考价值。     

压力管道焊接热影响区裂纹扩展研究

如今压力管道几乎都是焊接结构。由于焊接工艺不当或材料选择的问题,在管道投用的过程中,管道被焊接的部分常常会产生各种不同的焊接裂纹缺陷。再加上内部压力的影响,可能会使得这些裂纹的扩散速率加快,最终可能会导致管道破裂。管道焊接时会存在一种焊接残余应力,焊接应力是焊接过程中焊件体积变化受阻而产生的,当已凝固的填充金属在冷却过程中,因垂直焊缝方向上各处温度差较大,高温区金属收缩会受到低温区金属的拘束,致使两部分金属中均引起内应力,这种力会随着裂纹的走势和形状产生不同的影响,并且与裂纹所处的位置也有着很大的关系,通常在焊缝两侧200～300mm以外就基本不会存在残余应力。总之,这种局部效应对钢材会带来很大的危害,且可能会使裂纹迅速的扩散。因此,必须对管道的焊接残余应力进行分析,尽可能降低焊接残余应力,从而采取合适的措施控制裂纹扩展的速率,确保管道的正常运行。本文主要探讨压力管道焊接热影响区裂纹扩展,希望给相关人士带来一定的帮助。     

聚乙烯给水管道的生产及应用现状

简述了聚乙烯材料作为压力管道的优势,以及聚乙烯给水管道及管道材料在国内外的生产现状及发展趋势。列举了几种塑料管道的不同使用范围,最后针对国内聚乙烯管道应用方面存在的问题提出了相关的建议。     

聚乙烯管道寿命预测研究进展

综述了聚乙烯（PE）管道的失效模式和失效准则，总结归纳了4种管道寿命预测方法，包括基于长期静液压试验法、基于Arrhenius公式法、基于慢速裂纹扩展（SCG）法和基于双曲本构方程法；概述了5种管道风险评估方法，包括专家评分法、事故树分析法、管道指数风险评分法、层次分析法和模糊综合评价法。未来可建立力-化耦合作用下的有限元分析模型，结合大数据分析和管道风险评估方法，保障在役PE管道的安全运行。     

聚乙烯对油田加热集输工艺的适用性

为明确非金属复合管聚乙烯内衬在油田加热输送工艺的适用性,借助反应釜、扫描电镜研究4731B聚乙烯挂片在温度50℃、压力0.1、4、6 MPa、采出原油与采出水介质中168 h内的渗透行为。研究发现,采出原油、采出水均可渗透进入聚乙烯使其溶胀、增重,采出原油引起的增重率大于采出水,最大为4.52%;聚乙烯表面产生裂纹,介质沿裂纹局部渗透,最大渗透深度达166.7μm;介质渗透使聚乙烯力学性能降低;采出原油引起的溶胀随压力增大而减小,采出水引起的溶胀在压力4 MPa时最严重;光氧老化对聚乙烯力学性能的影响显著高于介质渗透。结果表明,加热输送条件下,聚乙烯耐油田介质性能虽满足ISO 23936-1-2009要求,但裂纹现象与高裂纹扩展速率易导致非金属复合管泄漏失效。     

丙烯碳钢管裂纹破裂泄漏的原因分析和对策

一根丙烯管道在使用中发生泄漏,经分析研究确认裂纹为管道制造时存在的缺陷,由于该裂纹处于焊接热影响区,局部过热区出现魏氏体组织,造成该部位材料较脆,在使用中该裂纹逐渐向内扩展直至穿透内壁,造成介质泄漏。今后应该加强对新建和在用压力管道的检验检测,对发现的缺陷应进行分析和安全评估,保证在用压力管道安全正常的运行。