超高分子量聚乙烯管道长年真空失稳问题浅析

把工业废水回用水管道两端按近似密闭状态计算，工业废水回用水超高分子量聚乙烯管道系统 水平段在水栗停止运行后产生的临界压力是0.0815MPa,该值略小于表1对应管径的持久临界压力(0.10MPa)管道在此情况下出现失稳变形的原因主要是表1计算选取的管道壁厚为10.5mm，该工程采用的管道壁厚为9.5mm，在不考虑钢丝直径、根数差异的前提下计算，后者失稳临界压力相当于前者的74%(0.074MPa)，略小于出现失稳变形的临界压力。 超高分子量聚乙烯管道失稳临界压力与弹性模量一次乘幂、壁厚三次乘幂成正比，与半径三次乘幂成反比。因此对相同公称压力的管材，失稳临界压力随着直径增大而减小；对相同公称压力的复合管和塑料管，考虑骨架的增强作用，复合管壁厚一般要小于同种材质的塑料管，因此临界压力也会小于塑料管的临界压力。复合管壁厚只有塑料电熔管件壁厚(公称压力3.5MPa)的1/4~1/2,这也是管道出现失稳变形而管件则保持原来形状的 主要原因 屈曲分析是假定复合管为理想弹性体，忽略时间对复合管屈曲的影响，管道结构突然发生失稳的压力具有瞬时性，称为瞬时临界失稳压力。但超高分子量聚乙烯管道中的高密度聚乙烯是典型的黏弹性材料，具有明显的蠕变和松她特性。在正外压载荷的持续作用下，复合管可能经历一段时间后出现一'种延迟屈曲，称为蠕变屈曲 为便于估算超高分子量聚乙烯管道蠕变失稳的持久临界压力，针对复合管中只有高密度聚乙烯是黏弹性材料，用蠕变模量代替弹性模量，取蠕变模量为200MPa、高密度聚乙烯50年泊松比为0.48,计算得出不同公称外径复合管蠕变失稳的持久临界压力。

超高分子量聚乙烯管在建筑业的应用

超高分子量聚乙烯管在建筑业有很广泛的应用前景。超高分子量聚乙烯管（UHMWPE管)管的冲击强度和耐低温性能位于所有塑料管之首，比PVC-U管、PP-R管、PB管、ABS管等要好得多，有利于抵抗意外冲击和寒冷天气的破坏，而且抗内压强度、耐环境应力开裂性可与交联PE管、铝塑管相媲美，因此安全可靠、使用寿命长；因其能吸收冲击能，所以排水时的消音性优于实壁PVC-U管；用作埋地管时，柔韧性好，地层变动时（如地震）不易被破坏；其使用温度一般为100℃以下，但由于分子量极高，分子链段移动困难，其热变形温度比普通PE高，如果没有应力的作用，在熔点以上的150~200℃下，超高分子量聚乙烯管材的形状也不会发生改变，与交联PE的热性能相似。因此，建筑业的供水管、排水管、污水管、排气管、煤气管、下水管都可采用超高分子量聚乙烯管。比如，盐化车间内的室内外铸铁排水管，流经管道的多为卤水，或含有酸、碱的污水，再加上地下水的侵蚀，铸铁管的使用寿命通常只有3~4年；沿海地区气候潮湿，带着大量含卤湿空气，使得居民住宅的铸铁排水管锈蚀斑斑.因此，耐腐蚀性强的超高分子量聚乙烯管(UHMWPE管）在建筑业有很广泛的应用前景。