基于循环载荷试验的聚乙烯管材寿命预测研究

作者：杨波; 杨圳; 曾辰; 王志刚^*; 翟伟; 曹福想

来源：中国塑料, 2022, 36(09): 63-69.

DOI：10.19491/j.issn.1001-9278.2022.09.010

• 聚乙烯管
• 循环载荷裂纹圆棒试验
• 全缺口蠕变试验
• 寿命预测

采用循环载荷裂纹圆棒（CRB）试验，测试了A～C 3种聚乙烯（PE）材料在载荷比（R）分别为0.1、0.3和0.5时，缺口圆柱棒试样的裂纹扩展速率（da/dt）与应强度因子（KI）的对应关系。通过结合聚合物材料线弹性断裂力学理论，外推至R=1（静载）条件，得到含缺陷PE管材的使用寿命（tf），并与全缺口蠕变试验（FNCT）评价结果进行了对比分析。结果表明，当A～C 3种PE管材内壁存在aini=0.4 mm的初始裂纹缺陷时，CRB试验外推得的管材的tf分别为44、53和65年；FNCT外推结果分别为53、59和79年；CRB和FNCT的寿命预测结果具有较好的正相关性，寿命预测结果偏差较小，试验结果证实了该方法的有效性。

• 单位
  湘潭大学; 广州特种承压设备检测研究院; 中国质量认证中心广州分中心; 广东省特种设备检测研究院佛山检测院