The temperature effects on high density polyethylene (HDPE) Pipes تأثير درجات الحرارة على أنابيب متعدد الإثيلين عالي الكثافة

Abstract

The mechanical characteristics and properties of HOPE pipes are highly affected by the environmental conditions In this investigation the influence of temperature on the mechanical characteristics (i e stressstrain) curves as well as the viscoelastic properties of these tubes is examined A range of testing temperatures of 23 to 80°C is covered for HOPE pipes of both classes (3) and (5) with working pressures of 4 and 10 bars respectively Various pipe sizes ranging from 16 to 32 mm are investigated In this investigation mainly the standard Japanese axial tensile test (JIS K6761) is employed The results of this investigation show that all pipes tested exhibit temperature sensitivity to varying degrees (ie decreased resistance to deformation as the temperature is increased) regardless of the pipe size and class All the mechanical properties of these tubes except for ductility are decreased nonlinearly as the testing temperature increases The values of the yield stress tensile strength modulus of elasticity and specific work are found to be degraded by about 45 to 60 % over the tested range of temperatures Generally the pipes of class (5) are found to be superior to pipes of class (3) in all their mechanical properties over the whole testing range of temperatures Finally polymer degradation problem is discussed including its principles causes mechanisms and factors affecting this phenomena Also the thermal and mechanical degradation types of HOPE pipes in particular are discussed and presented

تتأثر الخواص والمميزات الميكانيكية لأنابيب متعدد الإثلين عالي الكثافة بالظروف البيئية بصورة كبيرة ويهدف هذا البحث إلى دراسة تأثير درجات الحرارة على منحنيات الخواص الميكانيكية (الإجهاد، والانفعال) واللزوجة المرنة لهذه الأنابيب، فقد تمت تغطية مدى من درجات الحرارة (3380ْ م) في اختبارات أنابيب متعدد الإثلين عالي الكثافة لدرجتيه الثالثة (3) والخامسة (5) ذوات ضغوط عمل 4 بار، و10 بار على التوالي حيث درست مقاسات مختلفة من هذه الأنابيب تتراوح أقطارها بين 1632 مم، واستخدم في هذه الدراسة بشكل رئيس اختبار الشد، وذلك حسب المواصفات القياسية اليابانية بينت نتائج هذا البحث أن جميع الأنابيب التي تم اختبارها قد أبدت حساسية لدرجات الحرارة بنسب متفاوتة (حيث قلت مقاومتها للتشكيل كلما ارتفعت درجة الحرارة) بغض النظر عن درجة الأنبوب أو مقاسه كذلك تبين بشكل عام أن جميع الخواص الميكانيكية لهذه الأنابيب قد قلت بصورة غير خطية مع زيادة درجة حرارة وقد أظهرت قيم إجهاد الخضوع وقوة التحمل القصوى، ومعامل المرونة والشغل اللازم لكل وحدة حجم انخفاضا أو ضعفا يتراوح بين 4560 % على مدى درجات الحرارة التي تم اختبارها وعموما فقد أبدت الأنابيب من الدرجة الخامسة (5) تفوقا في الخواص الميكانيكية على الأنابيب من الدرجة الثالثة (3) لكل مدى درجات الحرارة التي تم اختبارها وأخيرا تمت مناقشة مشكلة التفكك في اللدائن، بما في ذلك مبادئها وأسبابها وآلياتها والعوامل التي تؤثر على هذه الظاهرة، وأيضا نوقشت أنواع التفكك الحراري والميكانيكي في أنابيب متعددة الإثلين عالي الكثافة على وجه الخصوص