塑料压力管的力学破坏和对策PDF电子书下载

第1章 绪论 1

参考文献 6

第2章 从应用角度分析塑料压力管的力学破坏性能 7

2.1 概述 7

2.2 各种载荷及其引起的力学破坏 11

2.2.1 管内的静液压载荷 11

2.2.2 脉冲载荷 21

2.2.3 循环载荷 21

2.2.4 轴向拉伸和压缩载荷 22

2.2.5 点载荷 22

2.2.6 外部的均匀压缩载荷和管内的真空载荷 22

2.2.8 垂直于管道轴线的横向载荷 25

2.2.7 沿管材横截面直径方向的压缩载荷 25

2.2.9 残余应力造成的载荷 26

2.2.10 热胀冷缩造成的载荷 27

2.2.11 土壤造成的载荷 28

2.2.12 交通造成的载荷 28

2.2.13 外部冲击载荷 29

2.2.14 复杂载荷 29

2.3 影响塑料压力管力学破坏性能的各种因素 29

2.3.1 原料 29

2.3.2 管材管件生产过程 30

2.3.3 管件 31

2.3.4 焊接 32

2.3.5 长时间使用条件 32

2.3.7 被输送介质 33

2.3.6 温度 33

2.3.9 划痕和缺陷 34

2.3.8 氧化稳定性 34

2.3.10 地层变动和地震 35

2.3.11 安装铺设方式 35

2.3.12 形变和应变 36

2.3.13 复合结构 37

2.4 一些常见力学试验结果和理化性能与塑料压力管力学破坏的关系 37

2.4.1 打压爆破试验 37

2.4.2 1000h静液压试验 37

2.4.4 抗冲击强度 38

2.4.5 Bell法耐环境应力开裂性试验 38

2.4.3 拉伸强度、屈服应力、伸长率 38

2.4.6 埋地3年试验 39

2.4.7 密度 39

2.4.8 熔体流动速率 39

2.4.9 分子量及其分布 40

2.4.10 凝胶化度 40

2.4.11 交联度 40

2.4.12 模量和环刚度 40

2.5 塑料压力管力学破坏问题的认识误区和行为误导现象 41

参考文献 41

第3章 长期寿命和长期静液压强度 43

3.1 概述 43

3.2.2 长时间静液压试验 44

3.2.1 长期寿命 44

3.2 基础知识 44

3.2.3 “以管材形式的原料长期静液压强度”性能概念 45

3.2.4 韧脆转化 46

3.2.5 高温试验和时温等效关系 51

3.2.6 外推合理性和各种限制条件 54

3.2.7 平均结果和统计分析 55

3.2.8 质量控制和质量管理 60

3.3 ISO 9080和GB/T 18252—2000简介 60

3.3.1 ISO 9080的几个文本及其与GB/T 18252—2000的关系 60

3.3.2 GB/T 18252—2000与ISO/DIS 9080:1997的简单比较 60

3.3.3 统计分析模型 61

3.3.4 按控制问题求解的几个步骤 62

3.3.6 拐点检验 65

3.3.5 外推时间极限 65

3.3.7 试验结果和回归计算结果的图形表示 66

3.4 最小要求强度MRS、分级、总体使用系数，冷水管和燃气管的设计应力 67

3.4.1 由σLPL（20℃，50年）得到MRS和用MRS对塑料压力管原料分级和命名 67

3.4.2 由MRS和总体使用系数确定设计应力σD和设计压力PD 68

3.4.3 设计使用寿命和实际使用寿命的关系 69

3.4.4 使用温度高于20℃的情况 69

3.4.5 设计使用寿命不同于50年的情况 70

3.5 热水管使用条件级别、参照线、冷热水管设计应力和设计压力 70

3.5.1 热水管使用条件级别 70

3.5.2 由σLPL得到预期强度和参照线 72

3.5.3 损伤累计原理和PP-R冷热水管计算结果 73

3.7.1 理解长期静液压强度性能的要点 76

3.6 介质的影响和输送工业流体的塑料压力管的设计应力 76

3.7 影响长期寿命-长期静液压强度性能的因素 76

3.7.2 管径的影响 77

3.7.3 质量波动问题 77

3.7.4 聚乙烯结构因素的影响 78

3.8 质量控制和质量管理 78

3.8.1 质量控制和质量管理 78

3.8.2 控制点 82

3.9 针对长期静液压强度性能的强化试验方法 84

3.9.1 针对不同的破坏模式设计不同的强化试验方法 84

3.9.2 针对脆性破坏模式的强化试验 85

3.9.3 预制切口片材和棒材的静载荷拉伸试验 86

参考文献 89

第4章 快速开裂问题 90

4.1 概述 90

4.2 基础知识 91

4.2.1 快速裂纹增长过程简单分析 91

4.2.2 原料基础性能KD在ISO 4437:1988中的作用 96

4.2.3 以管材形式的原料抵抗快速裂纹增长的性能 97

4.2.4 用计算机分析快速裂纹增长过程 97

4.3 全尺寸试验方法和S4试验方法 98

4.3.1 全尺寸试验方法简介 98

4.3.2 S4试验方法简介 101

4.3.3 改良的S4试验方法 104

4.4.2 温度的影响 105

4.4.1 衡量快速开裂性能的几个主要指标 105

4.3.4 试验装置的仪器化 105

4.4 快速开裂性能的影响因素 105

4.4.3 材料的影响 106

4.4.4 管材生产工艺的影响 107

4.4.5 管径的影响 107

4.4.6 管壁厚度的影响 108

4.4.7 焊接和管件的影响 108

4.4.8 介质的影响 108

4.4.9 水气比的影响 108

4.4.10 按中径公式计算出的临界环应力 109

4.5 质量控制和质量管理 109

4.5.1 聚乙烯燃气管的质量控制和质量管理 109

4.5.2 聚乙烯给水管的质量控制和质量管理 114

4.6 实验室强化试验方法 115

4.6.1 高速双扭转试验方法简介 115

4.6.2 关于高速冲击试验 117

参考文献 118

第5章 对第2章提出的几个问题的补充讨论 120

5.1 概述 120

5.2 深划痕的影响和预制切口管静液压试验 120

5.2.1 深划痕对管材脆性破坏慢速裂纹增长过程的影响 120

5.2.2 近年来聚乙烯压力管强调深划痕影响的原因 121

5.2.3 预制切口管静液压试验方法的演化过程 121

5.2.4 质量控制 123

5.3.1 聚氯乙烯管重视防止脆性破坏的原因和方法 124

5.3 聚氯乙烯管的C环法试验 124

5.2.5 强化试验方法 124

5.3.2 C环法试验原理 125

5.3.3 C环法试验方法标准 128

5.4 塑料热水管的氧化稳定性 129

5.4.1 静液压试验中的三种破坏模式 129

5.4.2 理解塑料热水管氧化稳定性问题的要点 129

5.4.3 塑料热水管氧化稳定性的时温等效关系 130

5.4.4 质量控制 131

5.4.5 强化试验方法 131

5.5 地震的影响和聚乙烯压力管高伸长率指标的作用 133

5.5.1 几次强地震的经验教训 133

5.5.3 聚乙烯压力管高伸长率指标的作用 134

5.5.2 聚乙烯管抗震性能的试验研究 134

5.6 与焊接有关的力学破坏问题 135

5.6.1 管路的连接方式 135

5.6.2 热熔对接焊 135

5.6.3 电焊承口焊 140

参考文献 149

第6章 质量控制和质量管理 150

6.1 概述 150

6.2 塑料压力管质量控制和质量管理的特点 150

6.2.1 应用需要对塑料压力管质量管理提出了高难度要求 150

6.2.2 多种产业部门和管理部门的关联关系 150

6.3.1 以管材形式的原料性能 152

6.3 对当代ISO和EN标准的特点的理解 152

6.2.3 以现代生产技术水平和管理水平为基础 152

6.3.2 顺着物流方向的质量控制链 153

6.3.3 顺着时间方向的质量控制过程 155

6.3.4 系列标准 156

6.4 培育高品位市场，改进质量控制和质量管理 157

6.4.1 培育高品位市场 157

6.4.2 PE100 plus 159

6.4.3 强化试验方法 159

6.4.4 可追溯性 160

6.5 管路系统失效分析 160

参考文献 162

7.1.1 塑料压力管三个发展阶段的观点及其对实践的指导作用 163

7.1.2 初级阶段的特点 163

第7章 塑料压力管的三个发展阶段 163

7.1 塑料压力管的三个发展阶段 163

7.1.3 第二个发展阶段的特点 164

7.1.4 第三个发展阶段的特点 166

7.2 国情分析 167

7.2.1 我国塑料压力管工业正在全面进入第二个发展阶段 167

7.2.2 我国与初级阶段水平相应的初级市场 170

7.2.3 我国进入第三个发展阶段的趋势 170

7.2.4 塑料压力管按力学破坏性能的分类方法建议 171

参考文献 172

8.2 聚乙烯（PE） 173

8.1 引言 173

第8章 塑料压力管的原料 173

8.3 交联聚乙烯（PEX） 178

8.4 聚氯乙烯（PVC） 179

8.5 聚丙烯（PP） 183

8.6 聚丁烯（PB） 185

8.7 氯化聚氯乙烯（PVC-C） 186

8.8 聚偏氟乙烯（PVDF） 186

8.9 工程塑料 186

参考文献 187

第9章 几种重要的塑料压力管的性能和市场定位 188

9.1 引言 188

9.2 PE燃气管 188

9.3 PE给水管 191

9.4 PVC给水管 194

9.5 塑料冷热水管 197

9.5.1 各种塑料冷热水管的比较 197

9.5.2 国情分析 200

参考文献 201

第10章 复合管材和复合结构 202

10.1 复合管的优点、缺点和市场定位 202

10.2 铝塑复合管 202

10.3 两种有应用前景的钢-塑复合结构 207

10.3.1 适用于输送高压腐蚀性原油的PE内衬管／钢管主管复合结构 207

10.3.2 堵漏式薄壁内衬管／钢管主管复合结构 209

参考文献 210