¿Qué efecto tiene el envejecimiento del material en el rendimiento de los accesorios de hilos HDPE?

La degradación fotooxidativa de los materiales es una de las principales causas de degradación del rendimiento. En la cadena molecular de polietileno de alta densidad (HDPE), los grupos de metileno son propensos a las reacciones de escisión de la cadena bajo la acción de la radiación ultravioleta. Cuando la luz ultravioleta con una longitud de onda de 290 a 400 nanómetros se irradia continuamente, se generará una gran cantidad de productos de oxidación como los grupos carbonilo e hidroxilo en la superficie del material. Este efecto fotooxidativo es particularmente significativo en los escenarios de colocación de gastos generales al aire libre. Los datos experimentales muestran que después de seis meses de exposición a un entorno con una intensidad ultravioleta de 300 microondas por centímetro cuadrado, la resistencia de impacto de la pared exterior de la articulación puede disminuir en más del 40%. La acumulación de productos de oxidación no solo cambiará la morfología de la superficie del material, sino que también formará una red de micrograck, proporcionando así un canal para la penetración del medio y, en última instancia, conducir a la falla del sello articular.

En condiciones de alta temperatura, el efecto de envejecimiento de la oxidación térmica es particularmente obvio. Cuando la temperatura de funcionamiento del sistema excede los 60 grados Celsius, la velocidad de reacción de radicales libres en la cadena molecular HDPE aumenta exponencialmente, lo que a su vez conduce a una ampliación de la distribución del peso molecular del material y una disminución de la cristalinidad. Este daño termodinámico es particularmente prominente en los sistemas de tuberías químicas.

La erosión de los medios químicos también es un factor importante para acelerar el envejecimiento material. En un entorno industrial que contiene iones de cloruro (CL⁻), la reacción de cloración de la cadena molecular HDPE aumentará la fragilidad del material. Cuando la concentración de Cl⁻ en el medio excede los 50 ppm, la resistencia al agrietamiento por estrés (ESCR) de la articulación puede disminuir a una velocidad de 3 veces que a temperatura y presión normales. Una planta de tratamiento de aguas residuales costeras utilizó articulaciones hiladas HDPE ordinarias para tratar las aguas residuales salinas. Después de solo 18 meses de operación, se produjeron fugas por lotes. La inspección encontró que se habían formado pozos con una profundidad de 0.2 mm en la pared interna de la articulación.

El fenómeno de agrietamiento del estrés ambiental (ESC) es una manifestación típica del acoplamiento del envejecimiento material y el estrés. Cuando el sistema de tuberías transporta un medio que contiene tensioactivos, la cadena molecular HDPE es propensa a la propagación de grietas bajo la acción del estrés continuo. Los experimentos muestran que en una solución de dodecil sulfato de sodio al 0,5%, la tasa de crecimiento de grietas de una articulación roscada sometida a una presión interna de 0,8 MPa es dos órdenes de magnitud más alta que la de un medio de agua pura. Este tipo de agrietamiento del estrés ambiental es particularmente peligroso en las tuberías enterradas. Por ejemplo, una tubería de gas en cierta ciudad sufrió una ruptura catastrófica de su articulación después de cinco años de operación debido a un desequilibrio en la presión del suelo.