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聚乙烯具有良好的快速裂紋增長斷裂韌性發(fā)生快速裂紋增長破壞時,裂紋可以100~45m/s速度快速擴展幾百米至十幾公里,造成長距離管路損壞,發(fā)生大規(guī)模泄漏事故,以及后續(xù)的燃燒爆炸(輸天然氣)或洪水(輸水)事故。這種事故發(fā)生概率不大,一旦發(fā)生,危害極大。對塑料壓力管的持續(xù)發(fā)展來講,防止發(fā)生快速裂紋增長破壞要求的重要性已經(jīng)超過了對長期壽命強度性能的要求。其原因為:在同一SDR(管材直徑與其厚度之比)時,計算的長期壽命—長期強度與增大管徑無關(guān)(實際上大口徑管可能比小口徑管),但快速裂紋增長危險隨管徑增大而增加。在現(xiàn)有大品種塑實驗方法料管中,如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯管等,達到一定管徑時,由防止快速裂紋增長破壞所決定的許用壓力,總是比由長期強度問題所決定的許用壓力低。
PE獨特的柔韌性還使其能夠有效的抵抗地下運動和端載荷。從表面上看,強度和剛性方面,塑料埋地管不及水泥管及金屬管道,但從實際應(yīng)用看,塑料埋地管是屬于“柔性管”,在正確設(shè)計和鋪設(shè)施工下塑料埋地管是和周圍土壤共同承受負載的。所以塑料埋地管不需要達到“鋼性管”一樣的強度和剛性就可以滿足埋地使用中的力學性能的要求。同時,聚乙烯的壓力松弛特性可有效地通過形變而消耗應(yīng)力,其實際軸向應(yīng)力水平遠比理論計算值低,而且其斷裂伸長率一般都大于500%,彎曲半徑可以小到管直徑的20~25倍,是一種高韌性材料,對地基不均勻沉降的適應(yīng)能力非常強,這些特點使其成為抵御地震、地基沉降以及溫差伸縮的為的管道。例如在1995年日本神戶大地震中,PE給水管及燃氣管就是 幸免的管道系統(tǒng)。
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