Как определяют прочность пластиковых труб?

Прочность пластиковых труб определяют путем испытания их на, так называемую, удельную ударную вязкость, регламент которых определен согласно ГОСТу 4647-62. Механические характеристики, полученные при опытах, позволяют получить общую оценку прочностных и других свойств материала.

Что такое ударная вязкость труб?

При строительстве пластмассовых трубопроводов вероятность ударного воздействия на них достаточно большая. Пластиковые трубы могут подвергаться ударам как внешним образом, так и в результате гидравлического удара.

Прочностные характеристики определяют путем лабораторных испытаний и определения конкретных значений ударной вязкости трубы. Однако этот параметр не учитывает особенностей технологического процесса изготовления конструктивных элементов, их конфигурации и условий применения.

Детали пластмассовых трубопроводов могут иметь резьбу, фланцы, различного вида отверстия, рифленые поверхности с прямой или ромбической накаткой, вдавленную или выпуклую маркировку. Все эти конструктивные особенности повышают чувствительность деталей к ударным нагрузкам. Кроме того, в некоторых случаях необходимо оценить влияние наполнителей, введенных в пластик, на ударную вязкость при различных температурах.

В отличие от других видов механических испытаний, при определении ударной вязкости необходимо получать хрупкое рушение, которое для большинства полимерных материалов, в том числе и для полиэтилена, не удается получить при комнатной и повышенной температурах, но возможно при отрицательных. Кроме того, хрупкое разрушение можно получить при испытании на ударную вязкость образцов из наполненного полиэтилена в отличие от чистого полимера.

Таким образом, стандартные испытания не исключают необходимости в новых, более совершенных динамических испытаний пластмассовых труб или образцов, вырезанных из них. Одним из таких динамических испытаний является определение ударной вязкости на образцах, вырезанных из труб в осевом направлении. На образце делается надрез при помощи лезвия, закрепленного в ювелирные тисочки, или с помощью специального устройства. Делать надрез можно вручную или при помощи делительной машины, в которую вставляется наконечник с лезвием.

Известно, что в месте острого надреза образца, испытывающего ударный изгиб, возникает объемное напряженное состояние с растягивающими компонентами напряжений. Такое напряженное состояние препятствует распространению пластической деформации и приводит к хрупкому разрушению. Любые структурные изменения в материале, влияющие на механические свойства, легче всего выявляются именно таким методом.

Выводы

Худшей сопротивляемостью удару обладает стеклополиэтилен. На втором месте — чистый пластик, на третьем — полиэтилен. Даже надрезанные образцы полиэтиленоых труб обладают высокой прочностью.

Также отмечено, что введение наполнителей в полимер снижает удельную ударную вязкость материала при изгибе, поэтому вводимое количество наполнителя должно быть таким, чтобы оно не уменьшило значения удельной ударной вязкости ниже определенного предела.