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。     

油气管道断裂扩展及止裂技术研究

近年来我国油气管道发展迅猛,同时也伴随着种种隐患,其中断裂及裂纹扩展问题复杂而多变,引起的后果也尤为严重。简述了油气管道断裂的内在原因及外在影响因素,介绍了在管道断裂方面的国内的研究现状及进展,也阐述了在裂纹扩展以及断裂控制领域国内的研究成果。为管道断裂、裂纹扩展及止裂问题的进一步研究,提供了参考。     

聚乙烯压力管道快速裂纹扩展的模拟分析方法和试验方法

聚乙烯压力管道的快速裂纹扩展现象是一种偶发性事故,一旦发生则会对人们的生命、财产造成重大损失。介绍了聚乙烯压力管道快速裂纹扩展的模拟分析方法,并简述了聚乙烯压力管道快速裂纹扩展的常见的几种试验方法。     

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。     

化工设备存在缺陷的可能性及止裂、抑爆对策

分析了化工设备和大型管道由于制造、材料、介质、检测等方面造成裂纹缺陷存在的原因及破坏机理和后果,评述了国内外防止裂纹扩展与止焊抑爆的研究和处理方法,重点介绍了多层绕带式压力容器的诸多优点和采用在筒体外部加弧形贴板与钢丝缠绕进行止裂抑爆处理的方法及效果。     

PE塑料管道的快速裂纹扩展研究现状

对国内外聚乙烯塑料管道系统的快速裂纹扩展(RCP)的研究现状进行了介绍，讲述了RCP的研究方法及国内外相关标准，讨论了各种方法间的联系及影响RCP的因素等。     

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。     

聚乙烯管材料抵抗慢速裂纹扩展性能研究

研究了共聚单体的种类、含量以及相对分子质量、共聚单体支化链在主链上的分布等因素对聚乙烯管材料抵抗慢速裂纹扩展(SCG)性能的影响。结果表明,己烯共聚聚乙烯管材料较丁烯共聚聚乙烯管材料具有更好的SCG抵抗性能;共聚单体摩尔百分含量从0.35增加至0.86,聚乙烯管材料发生慢速裂纹破坏时间可从150h增加至4000h以上;增大聚乙烯管材料的相对分子质量,可提高材料的SCG抵抗性能;共聚单体在主链上的分布对于聚乙烯管材料的SCG抵抗性能有重要影响,分布均匀、两支化链之间距离较长的聚乙烯管材料较分布不均匀、有较多相对距离较短的支化链的聚乙烯管材料具有更优异的SCG抵抗性能。     

疲劳裂纹楔块法止裂技术实验研究与模型化

因裂纹疲劳扩展导致构件失效是工业结构、过程装备、大型机械以及飞行器等破坏的重要原因之一.为了延长设备使用寿命,提高安全性和可靠性,研究和开发阻滞裂纹疲劳扩展的技术非常必要.根据笔者多年来从事该领域研究的积累,结合国内外研究现状,笔者着重讨论了在裂纹体中施加楔块以阻滞裂纹疲劳扩展的方法.内容包括:楔块法止裂的力学机制、机理模型、实验研究以及数值计算与模拟等.对于穿透裂纹、表面裂纹,应用楔块法止裂均可以获得理想的止裂效果.而且楔块材料也得到了很大发展.按照裂纹构形、环境特征以及使用要求,楔块形状可以是棒、膜、块等.材料已发展为金属、聚合物等.加楔工艺也日趋成熟,具备了实际应用的条件.应用有限元法进行数值模拟成为近年来该领域研究的热点课题,能够从理论上提升楔块法的技术基础.最后,分析了楔块止裂技术研究工作存在的问题与不足,对今后进一步深入研究的重点提出了见解和参考意见.     

单边穿透裂纹楔块法疲劳止裂的有限元模拟

采用有限元方法,建立了二维裂纹—楔块接触问题的有限元模型。模拟计算了楔块与裂纹面之间的接触应力分布、楔块作用下裂纹张开位移、有效应力强度k因子等参数。分别讨论了加楔条件、楔块材料性质等因素对楔块法疲劳裂纹止裂效果的影响。上述初步分析结果可以为楔块法疲劳止裂技术的理论研究提供一定参考。     

基于循环载荷的聚乙烯管材裂纹圆棒试验方法研究进展

介绍了循环载荷下裂纹圆棒试验（cyclic cracked round bar test, CRB）方法的理论背景及试验方法;综述了国内外对CRB法应用于聚乙烯管材耐慢速裂纹扩展性能的研究现状;并对该方法的应用和发展方向进行了讨论。     

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。     

聚乙烯承压管道及原料耐慢速裂纹增长测试标准及实验要求

聚乙烯(PE)管材在施工和使用过程中会产生裂纹并缓慢扩展,评价耐慢速裂纹增长性能包括原料测试和管材测试两部分。介绍了国际标准和国家标准中关于耐慢速裂纹增大试验的要求、原理和应用,并列举了通过切口试验加速老化评价和预测 PE 原料长期性能和使用寿命的几种方法。     

Influence of the molecular structure on slow crack growth resistance and impact fracture toughness in Cr-catalyzed ethylene-hexene copolymers for pipe applications

In this study we correlate parameters describing molecular structure (molar mass distribution, short chain branching content, intermolecular heterogeneity) of different ethylene-hexene Cr-catalyzed copolymers, with slow crack growth and rapid crack propagation resistances, respectively measured with Bent Strip and Charpy tests. The PTREF technique, coupled with classical techniques, was used. Two new indices were proposed to correlate mechanical properties and molecular structure. © 2001 John Wiley & Sons, Inc. J Appl Polym Sci 82: 916–928, 2001     

管材专用高密度聚乙烯的研究进展

综述了国内高密度聚乙烯(HDPE)的生产装置及工艺。采用双峰聚合工艺使短支链更多地分布在高相对分子质量部分是HDPE管材从PE80级升至PE100级的主要原因。管材的耐环境应力开裂性能随HDPE相对分子质量减小而下降,提高短支链含量可提高管材的耐环境应力开裂性能。HDPE的相对分子质量越高,管材抗裂纹扩展性能越好,将短支链分布在高相对分子质量端可提高抗裂纹扩展性能。