Пластическое разрушение полиэтиленовых труб с различными сроками эксплуатации Колбая Вероника Геннадьевна

Содержание к диссертации

Введение

ГЛАВА 1. Литературный обзор 9

ГЛАВА 2. Объекты и методы 18

2.1. Объекты 18

2.1.1. Трубы из современных марок 18

2.1.2. Трубы с различными сроками эксплуатации 19

2.2. Методы 22

2.2.1. Разработанные методы 22

2.2.1.1. Анализ сопротивления раздиру в трёх слоях стенки трубы 22

2.2.1.2. Гидравлические испытания до разрушения 25

2.2.1.3. Определение параметров зоны разрушения 28

2.2.1.4. Определение естественной кратности вытяжки при одноосном растяжении 31

2.2.1.5. Определение естественной кратности вытяжки при двухосном растяжении 32

2.2.1.6. Определение нормированного отношения поверхности к объёму при растяжении 34

2.2.2. Стандартные методы 37

2.2.2.1. Показатели, определяемые при растяжении 37

2.2.2.2. Свариваемость 39

2.2.2.3. Показатель текучести расплава при разных нагрузках 40

2.2.2.4. Термостабильность - индукционный периода окисления 41

2.2.2.5. Наличие стабилизатора 42

2.2.2.6. Степень кристалличности 43

ГЛАВА 3. Анализ зоны пластического разрушения полиэтиленовых труб после изготовления 45

3.1. Оценка параметров зоны пластического разрушения

3.2. Изучение изменения модуля упругости при растяжении после формирования шейки 56

ГЛАВА 4. Анализ зоны пластического разрушения полиэтиленовых труб после эксплуатации 60

ГЛАВА 5. Анализ сопротивления раздиру и свариваемости полиэтиленовых труб после эксплуатации 86

5.1. Определение сопротивления раздиру 86

5.2. Оценка свариваемости 88

ГЛАВА 6. Анализ зоны пластического разрушения труб из сшитого полиэтилена 91

Заключение 99

Выводы 102

Список литературы 104

• Трубы с различными сроками эксплуатации
• Определение естественной кратности вытяжки при одноосном растяжении
• Изучение изменения модуля упругости при растяжении после формирования шейки
• Оценка свариваемости

Введение к работе

Актуальность работы. Актуальность работы определяется

необходимостью проведения диагностики после отработки ресурса газовыми трубами с целью определения возможности дальнейшей эксплуатации газопровода. Для проведения диагностики необходимы данные о параметрах, характеризующих состояние материала трубы, и методы определения численных значений параметров.

По нормативам газовые хозяйства должны выполнять работы по диагностике после 40лет эксплуатации.

Полиэтиленовые трубы считаются работоспособными, когда в них нет хрупкого разрушения. Однако параметры, пластического разрушения и переход к хрупкому разрушению изучены недостаточно.

Поэтому в диссертации разработаны методы определения параметров,
характеризующих зону пластического разрушения, возникающую при

гидравлических испытаниях полиэтиленовых труб. Эти методы применены для оценки материалов газопроводов, как до эксплуатации, так и со сроками эксплуатации от 4 до 47 лет.

Для оценки характера пластического разрушения предложен параметр естественной кратности вытяжки (ЕКВ), известный из работ по химическим волокнам. Характер изменения естественной кратности вытяжки изучен при одноосном (ЕКВ1) и двухосном (ЕКВ2) нагружениях. Показано, что в обоих случаях наблюдается пластическое разрушение, характеризующееся близкими значениями естественной кратности вытяжки. Впервые величины естественной кратности вытяжки и формирующийся при этом скачок деформации предложено использовать для оценки сохранения работоспособности материала в стенке трубы.

Цель работы. Изучить характер пластического разрушения в

полиэтиленовых трубах с различным сроком эксплуатации и установить основные параметры, характеризующие процесс пластического разрушения.

Разработать методы и выполнить измерения параметров, необходимых для комплексной и накопительной диагностики полиэтиленовых труб для газопроводов, в том числе и с использованием образцов малых размеров.

Основные задачи:

установить и провести измерения параметров, характеризующих пластическое разрушение при одноосном и двухосном нагружениях;

определить значения параметра ЕКВ при формировании зоны пластического разрушения для разных видов полиэтилена;

- исследовать комплекс механических свойств полиэтиленовых труб с
различным сроком эксплуатации, при которых наступает формирование зоны
пластического разрушения, например, разрушающее давление, напряжение в
кольцевом сечении, максимальная остаточная деформация вне зоны пластического
разрушения, с целью сравнения ресурса, определяющего реальную
работоспособность, с результатами его оценки по физико-химическим параметрам,
таким как, кристалличность, наличие стабилизатора, термостабильность;

- охарактеризовать пластическое разрушение через изменение соотношения
поверхности к объёму;

- разработать методы и провести анализ свойств материалов в различных
слоях материала (средний, внутренний и наружный слои стенки трубы).

Научная новизна работы. Впервые для оценки характера пластического разрушения в полиэтиленовых трубах предложено и обосновано применение показателя естественная кратность вытяжки (ЕКВ). Было установлено, что зона пластического разрушения при гидравлических испытаниях труб формируется с сохранением значений естественной кратности вытяжки, которые наблюдаются при одноосном растяжении.

Впервые установлено, что при переходе материала в зону естественной кратности вытяжки формируется скачок деформации. ЕКВ и скачок деформации предложено использовать для оценки сохранения работоспособности материала в стенке трубы.

На основании анализа зоны пластического разрушения сшитого

полиэтилена показано, что формирование зоны пластического разрушения

происходит в две стадии: на первой стадии происходит переход части материала образца из объёма на поверхность, на второй стадии происходит повторный переход материала на поверхность. При этом геометрия зоны пластического разрушения, на первой стадии и на второй, характеризуется различными величинами ЕКВ2.

При изучении трубных марок полиэтилена с диапазоном вязкостей от 0,12 до 0,59 г/10мин, установлено, что показатель ЕКВ существенно изменяется при переходе от одной марки сополимеров этилена к другой, что характеризует различную способность трубных марок к пластическому разрушению.

При анализе пластического разрушения, использован показатель изменений отношения «поверхность к объёму», характеризующих пластическое разрушение. Для широкого круга трубных материалов показано, что можно использовать отношение «поверхность к объёму», нормированное по минимальному отношению поверхности к объёму для шара.

Практическая значимость Результаты работы использованы при выполнении работ по договору «Исследование физико-химических свойств полиэтилена действующих распределительных газопроводов» с ОАО «Газпром промгаз».

Для этого разработана методика определения параметров,

характеризующих зону пластического разрушения, таких как: протяжённость зоны, распределение вытяжки по площади зоны пластического разрушения, величина остаточной деформации в зоне, не вошедшей в зону пластического разрушения. Методики определения этих параметров изложены в стандарте организации СТО 73011750-012-2014 «Пластмассы. Метод определения параметров зоны пластического разрушения полимерных труб».

По результатам работы подана заявка на патент РФ № 2017118240 от 25.05.2017 «Способ оценки состояния полимерной трубы».

Апробация работы. Основные материалы, представленные в диссертации,

представлялись на Международной научно-технической конференции

«Полимерные композиты и трибология» в 2015г. и в 2017г. (Поликомтриб-2015,

Поликомтриб-2017), Гомель, Республика Беларусь.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 статей, в том числе 6 в журналах, рекомендованных ВАК, 1 статья в зарубежном журнале.

Структура и объём работы. Диссертация изложена на 121 странице и состоит из 11 разделов: введение; глава, посвящённая литературному обзору; глава, посвящённая объектам и методам; 4 главы, излагающих результаты и их обсуждение; заключение, выводы, список литературы из 125 наименований, приложения. Работа содержит 86 рисунков, 14 таблиц.

Трубы с различными сроками эксплуатации

Разрушение – это процесс образования новой поверхности, в результате тело делится на две или несколько частей [17, 18]. В случае хрупкого разрушения вновь образовавшаяся поверхность минимальна.

При анализе процессов разрушения большое внимание было уделено соотношению между теоретической прочностью матиерала и фактическим значением. Основные схемы были предложены Гриффитсом, который проанлизировал различия между теоретическими и наблюдаемыми значениями прочности и приписал разницу между ними наличию дефектов в испытуемых образцах [19]. Применительно к разрушению эластомеров вопрос был проанализирован Г.М. Бартеневым и И.В. Разумовской [20], которые высказали предположение о том, что упругая система становится неустойчивой в соответствии с критерием Гриффитса, когда у кончика неустойчивой трещины достигается предельное напряжение равное теоретической прочности. Ривлин и Томас [21, 22] подчеркнули, что при испытании эластомеров применим критерий неустойчивости Гриффитса [22], однако при этом должна быть использована видоизменённая схема теоретического анализа процесса разрушения. С.Н. Журковым и его школой была отмечена временная зависимоть процесса разрушения, а также природа процессов разрыва химических связей и возникновения при этом свободных ракдикалов [23, 24, 25].

Исследование школы С.Н. Журкова чётко выявили температурную и временную завиисмоти прочности материала. А. Петерлин при проверке работы С.Н. Журкова нашёл с помощью электронного парамагнитного резонанса, что в полимерном волокне рвется примерно в 100 раз больше цепей, чем приходится на единицу поверхности [26]. Л. Трелоар выполнил анализ и теоретическое истолкование упругого поведения эластомеров [27]. Аналогия температурной и временной зависимости деформационных характеристик была подробно изучена Дж. Ферри [28] и Р. Ланделом [29]. Ф. Бюхе проанализировал возможности обобщения температурной зависимости прочности [30]. Наряду с изучением прочности в условиях простого ратяжения много внимания было уделено процессам раздира, например Х. Гринсмит и А. Томас [31, 32] отметили возможность использования энергии раздира для анализа структуры и рабочих свойств композиций из сшитых эластомеров [31, 33, 34].

Анализ деформативности и прочности блочных полимеров, находящихся в застеклованом или кристаллическом состоянии, подробно проанализирован Х. Марком и А. Тобольским [35], Т. Алфреем [36] и Дж. Берри [37], при этом показано, что энергии распространения трещин могут быть существенно ниже расчётных значений [37, 38, 39, 40, 41]. Временная и температурная зависимости линейных вязкоупругих свойств многих каучукоподобных полимеров взаимосвязаны. Используя зависящий от температуры фактор сдвига и сдвигая кривые зависимости модуля от времени (в логарифмических координатах) вдоль оси времени, можно добиться смещения данных, полученных при различных временах и температурах, что даёт обобщённую кривую, которая представляет зависимость от времени при одной температуре в расширенном интервале времён [41]. Наряду с температурновременной аналогией было отмечено влияние наполнителей на изменение механизма разрушения, когда вершина трещины достигает поверхности раздела и входит с ней в контакт, возможно уменьшение упругой энергии, накопленной в области первичных трещин. Это способствует уменьшению локальной энергии репятствует дальнейшеему росту трещины [42].

Поскольку любая деформация твёрдого тела сопровождаетя изменением площади его поверхности, в то время как объём деформируемого полимера может оставться постоянным, важно анализировать соотношение поверхности и объёма [43]. Особенно ярко изменение отношения поверхности к объёму меняется при образовании шейки. В [44] отмечено, что деформация полимера ниже его температуры стеклования сопровождается возникновением и развитием шейки. Характер увеличения поверхности при деформировании подробно анализировался по методике «твёрдое покрытие на податливом основании» [45, 46, 47], что позволяет оценить регулярную фрагментацию поверхности и регулярный микрорельеф. Отдельные характеристики микрорельефа поверхности часто не зависят от свойств нижележащей подложки [48]. Кроме рельефа проанализорован процесс тепловыделения при растяжении и усадке полимеров [49], при этом показано, что эффекты тепловыделения и теплопоглощения при исследовании прямого и обратного процесса деформации не совпадают, что возможно связано с ориентационной кристаллизацией. Одновременно в [50] отмечено, что «холодная» кристаллизация ПЭТФ существенно облегчается, если полимер приобретает молекулярную ориентацию. Кроме ориентационной кристаллизации возможно также влияние структуры полимеров, например в [51] отмечено, что натуральный каучук неоднороден и содержит золь- и гель-фракции одновременно. Связь структуры и свойств химических волокон подробно проанализирована К.Е. Перепёлкиным [52, 53, 54, 55, 56]. Необходимо отметить такие явления, как самоудлинение при отжиге ориентированного ПЭТФ. В частности, было показано, что [57] аморфный ПЭТФ, вытянутый ниже Тс по механизму классического крейзинга в адсорбционно-активной жидкой среде, показывает значительное самоудлинение при отжиге. К этой же группе необычных явлений можно отнести и аномальное поведение полипропилена при низких температурах, обнаруженное в работах В.А. Каргина и Г.П. Андриановой [58, 59]. Наряду с образованием крейзов при деформации некоторых полимеров просходит и аутогезия (самослипание), описанное в [60]. В [61] изучен процесс уширения крейзов – типичный активационный процесс пластической, неупругой деформации полимера. В случае анализа механического поведения смесей полимеров адгезия проявляется в формировании межфазного слоя, как показано в [62].

Определение естественной кратности вытяжки при одноосном растяжении

Кривая изменения давления после начала возникновения зоны пластического разрушения вследствие резкого увеличения объёма показывает падение давления, а после формирования зоны и ориентационного упрочнения происходит повышение давления. В зависимости от соотношения процессов упрочнения и разрушения кривая изменения давления в процессе разрушения может быть полностью аналогичной кривой растяжения или не проявлять зоны роста давления на последней стадии [109].

После получения зоны разрушения образца, регистрировался тип разрушения: хрупкий или пластический.

Разрушение считают «хрупким», если в зоне разрушения не обнаруживается деформация текучести, видимая без увеличительных приборов. Если в зоне разрушения обнаруживается деформация текучести, видимая без увеличительных приборов, то имеет место «пластический» тип разрушения.

После воздействия разрушающего гидростатического давления определяли параметры зоны пластического разрушения согласно [12]. Сопоставляли величину разрушающего давления с величиной рабочего давления, рассчитанного по геометрическим размерам трубы и условиям её эксплуатации, п.3.14 ГОСТ Р 50838-2009 [77].

Оценка зоны разрушения выполнялась с использованием разработанного стандарта организации СТО 73011750-012-2014 [12]

Сущность метода состоит в определении параметров, при которых наступает формирование зоны пластического разрушения, а также, в измерении параметров зоны, таких как: длина и ширина зоны, толщина материала в зоне разрушения, а также расчёт и определение таких показателей, как разрушающее давление, максимальная остаточная деформация вне зоны пластического разрушения, действительная и естественная кратность вытяжки, напряжение в кольцевом сечении, предел текучести.

Зону пластического разрушения образца трубы размечали графически по схеме, Рисунок 2.7, путем разбиения на 10 участков равной длины.

Вырезали зону пластического разрушения и разделяли её на 10 сегментов по нанесённой разметке. На образце трубы, оставшемся после удаления зоны пластического разрушения, фиксировали наблюдения, проводили измерения и расчёты: 1). Определяли расположение трещины (вертикальная, горизонтальная) и её длину. 2). По каждому сегменту отмечали наличие в пределах этой зоны поверхности разрушения (+/-). 3). В зоне разрушения фиксировали наличие тяжей на поверхности разрушения, свидетельствующих о возникновении осевой ориентации. Рисунок 2.8. Определение

Рисунок 2.7. Разметка зоны периметра трубы вне зоны пластического разрушения образца трубы. разрушения. 4). В каждом сегменте определяли длину периметра трубы вне зоны пластического разрушения, Р2„, Рисунок 2.8. Определяли максимальную остаточную деформацию вне зоны пластического разрушения в каждом сегменте по формуле: ост.п = (P2n / Pl) Ю0% (2.2) где: - Pi - периметр трубы вне зоны пластического разрушения после испытания, мм, - Р2п - длина периметра вне зоны пластического разрушения после испытания в n-ой зоне, мм. 5). В каждом сегменте пластического разрушения определяли ширину п-ого сегмента, Ршп для определения сегментов, в которых будут производиться замеры толщин стенок для определения естественной кратности вытяжки (ЕКВ). 6). Рассчитывали кольцевое разрушающее напряжение по ГОСТ Р 32415, п.3.10 [10]: Е = р (dem-emin) / 2 етіп, МПа, (2.3) где: - р - максимальное давление, МПа, - dem - средний наружный диаметр, мм; - emin – минимальная толщина стенки трубы в пределах допустимых значений. Для дальнейшего анализа использовали сегменты зоны пластического разрушения. Сегменты первой и десятой зон при анализе в учёт не принимали. 7). По толщине зоны пластического разрушения и исходной толщине стенки трубы рассчитывали кратность вытяжки. Для измерения естественной кратности вытяжки [12] в зоне пластического разрушения были проведены измерения вытяжки в зонах со второй по девятую по длине зоны. Измеряли наименьшую толщину стенки исходного образца трубы и толщину стенки в каждом сегменте, в трёх - пяти точках, равноудалённых друг от друга. Так как наибольшая Lшn в средних сегментах, то наибольшее кол-во замеров по толщине стенки приходилось обычно на 5й или 6й сегмент, Рисунок 2.9.

Изучение изменения модуля упругости при растяжении после формирования шейки

Для оценки зоны пластического разрушения полимерных труб была разработана методика анализа зоны пластического разрушения, которая принята в качестве стандарта организации Группы ПОЛИПЛАСТИК СТО 73011750-012-2014 «Пластмассы. Метод определения параметров зоны пластического разрушения полимерных труб» [12]. гидравлических испытаниях была применена для проверки свойств наиболее употребляемых марок трубного полиэтилена. Результаты оценки зоны пластического разрушения приведены в таблице 3.1. Оценку проводили на серийных марках полиэтилена отечественного и зарубежного производства. Из отечественных материалов были использованы ПЭ 100 2НТ11-9 производства ПАО «Казаньоргсинтез», ПЭ 80 РЕ4РР25 производства ОАО «Ставропольполимер», ПЭ 100 РЕ6949С производства ПАО «Нижнекамскнефтехим». Среди зарубежных марок были отобраны ПЭ100 HOSTALEN CRP 100 и ПЭ100- RC CRP100 RC фирмы Basell (Германия), ПЭ 100 VESTOLEN F6060R фирмы SABIC (Саудовская Аравия), ПЭ100 Н1000РС производства фирмы Korea Petrochemical Ind. (Корея), ПЭ 100-RC Superstress TUB121 производства фирмы INEOS (Швейцария).

Сопротивлениераздиру наружного слоя трубы, F, Н/мм 62,08 85,26 75,06 81,44 80,98 76,76 62,08 Сопротивлениераздирусреднего слоятрубы, F, Н/мм 66,28 66,43 79,48 81,02 77,88 81,93 66,28 Сопротивлениераздирувнутреннегослоя трубы, F,Н/мм 61,09 76,17 77,93 73,08 74,46 75,93 61,09 Отношениесопротивленияраздирувнешнего слоя ксреднему 0,94 0,94 1,28 1,04 1,01 0,94 0,94 Отношениесопротивленияраздирувнутреннегослоя к среднему 0,98 0,93 1,15 0,96 0,90 0,92 0,98 ИПО (200С), мин. 60 60 60 60 60 60 60 Энтальпия плавления, Дж/г 197,4 167,7 196,9 191,8 177,2 178,5 195,1 Т плавления, С 132,89 128,43 134,29 132,98 134,7 4 132,32 133,3 1 Расчетноезначениестепеникристалличности, % 67 57 67 65 60 61 67 Наличие стабилизатора Да Да Да Да Да Да Да Предложена методика и результаты определения естественной кратности вытяжки при гидравлических испытаниях полиэтиленовых труб, то есть в условиях двухосного нагружения и сравнения данных по ЕКВ при одноосном и двухосном нагружениях.

В практике оценки качества полимерных материалов и изделий широко используется оценка перехода от пластического разрушения к хрупкому. Однако подробная оценка параметров пластического разрушения обычно не производится.

В работе предпринята попытка использовать для оценки пластического разрушения параметр естественной кратности вытяжки.

Естественная кратность вытяжки формируется при одноосном растяжении в момент образования шейки, при двухосном растяжении в момент образования зоны пластического разрушения (килы). Важность параметра естественной кратности вытяжки состоит в том, что он мало зависит от внешних условий деформирования и практически определяется структурой полимера и особенностями перехода в ходе пластического разрушения.

Одновременно с определением естественной кратности вытяжки при одноосном растяжении на образцах-лопатках, выделенных из труб, проводили измерения естественной кратности вытяжки при двухосном растяжении на трубах [15]. В Таблице 3.2 приведены значения ЕКВ1 при одноосном и ЕКВ2 при двухосном растяжении для четырёх видов полиэтилена. Видно, что значения показывают хорошую сходимость результатов при обоих видах нагружения.

Анализ зоны пластического разрушения при двухосном растяжении показал, что максимальная кратность вытяжки достигается в средних зонах пластического разрушения, как правило, в зонах №4, №5, №6, №7. В переходных зонах не удаётся реализовать условия, необходимые для полной реализации кратности вытяжки, которые существуют в зонах № 4, 5, 6, 7. По величинам кратности вытяжки именно в этой области производилась оценка ЕКВ2, Рисунки 3.1 - 3.4.

Необходимо отметить, что в некоторых случаях происходит двухстадийное формирование зоны пластического разрушения. После формирования первичной зоны пластического разрушения наблюдается образования вторичной зоны, ось которой обычно перпендикулярная оси первичной зоны. Особенно чётко это проявляется на сшитом полиэтилене. Поэтому на некоторых графиках проявляются зоны вторичного пластического разрушения с суммарно высокими кратностями вытяжки, Рисунки 3.1, 3.2, 3.4. Определение естественной кратности вытяжки на сшитом полиэтилене, показало, что значения естественной кратности вытяжки сохраняются при формировании первичной зоны пластического разрушения. Значения кратностей вытяжки, превышающих характерное значение ЕКВ2 для данного материала, относится к зонам вторичного пластического разрушения, выше верхней горизонтальной границы, Рисунки 3.1 - 3.4.

Оценка свариваемости

Для оценки сопротивления раздиру в различных слоях стенки трубы был разработан специальный образец. Который позволял выполнить оценку показателя сопротивление раздиру армирующим элементом в соответствии с методикой стандарта организации СТО 73011750-009-2012 [103]. На Рисунке 2.1 показана схема образца. б) а) Рисунок 2.1. а) - сечение В-В – определение сопротивления раздиру во внешнем слое труб, сечение С-С – определение сопротивления раздиру во среднем слое труб, сечение D-D – определение сопротивления раздиру во внутреннем слое труб; б) – схема расположения режущей проволоки при определении сопротивления раздиру в каждом из трёх слоёв стенки трубы. Испытание заключается в измерении сопротивления раздиру армирующим элементом по величине нагрузки, необходимой для раздира образца.

Образцы изготавливали способом механической обработки по ГОСТ 26277 [104], Рисунок 2.2. Изготовление образцов проводили не ранее чем через 24 ч после изготовления заготовки. Образцы кондиционировали при температуре (23±2) С по ГОСТ 12423 [103] не менее 4 ч.

После кондиционирования образец помещали в испытательную машину, продевали в отверстие образца армирующий элемент в виде проволоки через технологическую прорезь, закрепляли нижнюю часть образца в подвижном зажиме. Закрепляли режущую проволоку в верхнем зажиме, термостатировали образец, не менее 15 мин и производили раздир образца проволокой. При этом нижний зажим движется со скоростью 1 мм/мин, Рисунок 2.3.

Для расчета сопротивления раздиру использовали среднюю по медиане достигнутую нагрузку. Сопротивление раздиру Н, Н/мм, вычисляли по формуле Н = F / е, (2.1) где: F – среднее значение раздирающей нагрузки (рассчитанное в соответствии с ISO 6133:1998 [106] метод А, B, C, D, Е, зависящие от количества пиков на полученной диаграмме), Н; е – толщина образца, мм. Определяли среднее значение из пяти образцов, округляя до 0,1 Н/мм. Испытательная машина должна соответствовать требованиям ГОСТ 28840 [107], измеряли прикладываемую нагрузку в пределах 1% во время испытаний и обеспечивали скорость движения активного зажима равную 1 мм/мин ±10 %. Свойства оценивали во внутреннем, наружном и внешнем слое толщиной 2 мм [103]. Методика [12, 108] гидравлических испытаний отличается от общепринятых тем, что образец должен быть обязательно доведен до разрушения. Образцы труб торцевали до длины, равной трём диаметрам трубы с учётом запаса под длину концевых заглушек. На концы труб одевали концевые заглушки, Рисунок 2.4.

Образцы труб подвергали воздействию гидравлического давления при температуре (20±2) С в среде «вода в воде», Рисунок 2.5. Рисунок 2.5. Ванны гидравлических испытаний в ИЦ ООО «КТЗ».

Подключали испытуемые образцы к оборудованию, отвечающему ГОСТ ISO 1167-1-2013 [108], для создания давления и удаляли воздух. После кондиционирования постепенно и равномерно подавали испытательное давление, установленное в зависимости от размера испытуемого образца и возможностей оборудования, создающего давление. Ориентировочно 50-60 % от максимально возможного давления станции. После запуска станции фиксировали значение давления каждые 5 секунд.

В ходе гидравлических испытаний реализовывались следующие стадии: 1. Набор давления. 2. Достижения давления, позволяющего вызвать возникновение зоны текучести. 3. Формирование зоны пластического разрушения. 4. Разрушение образца, сопровождающееся резким спадом давления. График изменения давления во времени представлен на Рисунке 2.6. Рисунок 2.6. Характер изменения давления во времени для образца из ПЭ100 диаметром 180мм, SDR9.

Кривая изменения давления после начала возникновения зоны пластического разрушения вследствие резкого увеличения объёма показывает падение давления, а после формирования зоны и ориентационного упрочнения происходит повышение давления. В зависимости от соотношения процессов упрочнения и разрушения кривая изменения давления в процессе разрушения может быть полностью аналогичной кривой растяжения или не проявлять зоны роста давления на последней стадии [109].

После получения зоны разрушения образца, регистрировался тип разрушения: хрупкий или пластический.

Разрушение считают «хрупким», если в зоне разрушения не обнаруживается деформация текучести, видимая без увеличительных приборов. Если в зоне разрушения обнаруживается деформация текучести, видимая без увеличительных приборов, то имеет место «пластический» тип разрушения.

После воздействия разрушающего гидростатического давления определяли параметры зоны пластического разрушения согласно [12]. Сопоставляли величину разрушающего давления с величиной рабочего давления, рассчитанного по геометрическим размерам трубы и условиям её эксплуатации, п.3.14 ГОСТ Р 50838-2009 [77].