ما هو تأثير شيخوخة المواد على أداء تجهيزات مؤشر ترابط HDPE

يعد تدهور المواد المؤكسد للمواد أحد الأسباب الرئيسية لتدهور الأداء. في السلسلة الجزيئية من البولي إيثيلين عالي الكثافة (HDPE) ، تكون مجموعات الميثيلين عرضة لتفاعلات سلسلة من الإشعاع تحت الإشعاع فوق البنفسجي. عندما يتم تشعيع ضوء الأشعة فوق البنفسجية ذات الطول الموجي من 290 إلى 400 نانومتر بشكل مستمر ، سيتم إنشاء عدد كبير من منتجات الأكسدة مثل مجموعات الكربونيل والهيدروكسيل على سطح المادة. هذا التأثير المؤكسد على الصور مهم بشكل خاص في سيناريوهات وضع النفقات العامة في الهواء الطلق. تشير البيانات التجريبية إلى أنه بعد ستة أشهر من التعرض للبيئة ذات شدة الأشعة فوق البنفسجية البالغة 300 ميكرويت لكل سنتيمتر مربع ، قد تنخفض قوة تأثير الجدار الخارجي للمفصل بأكثر من 40 ٪. لن يغير تراكم منتجات الأكسدة فقط التشكل السطحي للمادة ، ولكن أيضًا يشكل شبكة ميكروكراك ، وبالتالي توفير قناة لاختراق الوسيلة ، مما يؤدي في النهاية إلى فشل ختم المفصل.

في ظل ظروف درجة الحرارة المرتفعة ، يكون تأثير شيخوخة الأكسدة الحرارية واضحًا بشكل خاص. عندما تتجاوز درجة حرارة تشغيل النظام 60 درجة مئوية ، يزيد معدل التفاعل الجذري الحرة في السلسلة الجزيئية HDPE بشكل متكبر ، مما يؤدي بدوره إلى توسيع توزيع الوزن الجزيئي للمادة وانخفاض في البلورة. هذا الضرر الديناميكي الحراري بارز بشكل خاص في أنظمة خطوط الأنابيب الكيميائية.

يعد تآكل الوسائط الكيميائية عاملاً مهمًا في تسريع شيخوخة المواد. في بيئة صناعية تحتوي على أيونات الكلوريد (CL⁻) ، فإن تفاعل الكلور للسلسلة الجزيئية HDPE سيزيد من هشاشة المادة. عندما يتجاوز تركيز CL⁻ ​​في الوسط 50PPM ، يمكن أن تنخفض مقاومة تكسير الإجهاد (ESCR) للمفصل بمعدل 3 مرات في درجة الحرارة والضغط الطبيعي. تستخدم محطة معالجة مياه الصرف الصحي الساحلية مفاصل الخيوط HDPE العادية لعلاج مياه الصرف الصحي المالحة. بعد 18 شهرًا فقط من التشغيل ، حدث تسرب الدُفعات. وجد التفتيش أن الحفر الحفر بعمق 0.2 مم قد تشكلت على الجدار الداخلي للمفصل.

ظاهرة تكسير الإجهاد البيئي (ESC) هي مظهر نموذجي لاقتران شيخوخة المواد والإجهاد. عندما ينقل نظام خطوط الأنابيب وسيطًا يحتوي على السطحي ، تكون السلسلة الجزيئية HDPE عرضة لتكسير الانتشار تحت عمل الإجهاد المستمر. تُظهر التجارب أنه في محلول كبريتات دوديسيل الصوديوم بنسبة 0.5 ٪ ، فإن معدل نمو الكراك للمفصل الخيوط الذي يتعرض لضغط داخلي يبلغ 0.8 ميجا باسكال هو اثنين من الحجم أعلى من متوسط ​​المياه النقي. هذا النوع من تكسير الإجهاد البيئي خطير بشكل خاص في خطوط الأنابيب المدفونة. على سبيل المثال ، عانى خط أنابيب للغاز في مدينة معينة من تمزق كارثي لمفصله بعد خمس سنوات من التشغيل بسبب عدم التوازن في الضغط من جانب التربة.