用于埋地中密度聚乙烯燃气管道长期服役期间自然老化程度的非线性超声无损检测方法

《Polymer Engineering & Science》：Nonlinear Ultrasonic Nondestructive Evaluation Method for Natural Aging Degree of Buried Medium Density Polyethylene Gas Pipeline During Long-Term Service

埋地中密度聚乙烯（MDPE）气体管道长期服役中热氧化老化导致性能下降，传统破坏性方法难以评估。本研究对0-19年服役的PE80管道进行非线性超声检测（NLUT）、差示扫描量热法（DSC）和拉伸强度测试，建立非线性系数β与氧化诱导时间（OIT）及拉伸强度σ的相关性模型，验证β评估老化的可行性（平均相对误差4.8%和4.1%），并构建三阶段老化综合评价模型。19年后OIT为25.7min（较国标高28.5%），σ为18.5MPa（较国标高3.3%）。

　　

摘要

埋地中密度聚乙烯（MDPE）燃气管道在长期使用过程中会经历热氧化老化，导致材料性能下降。传统的老化评估方法具有破坏性，难以有效评估在役MDPE燃气管道的老化程度。本研究以7种使用年限为0至19年的PE80埋地管道作为研究对象，对样品进行了非线性超声无损检测（NLUT）、差示扫描量热法（DSC）测试和拉伸强度测试。提出了一种基于非线性超声的MDPE自然老化性能评估方法，分别建立了非线性系数（β）与氧化诱导时间（OIT）之间的关系，以及β与拉伸强度（σ）之间的关系。通过β来表征MDPE燃气管道的OIT和σ，其平均相对误差分别为4.8%和4.1%，验证了使用β评估MDPE燃气管道老化程度的可行性。建立了MDPE管道老化性能的综合评估模型，将老化过程分为三个阶段。使用19年后，该管道的OIT为25.7分钟，σ为18.5兆帕，分别比国家标准值高出28.5%和3.3%。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。