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原生树脂和回收料生产的聚乙烯波纹管道动态载荷疲劳测试评价

       聚乙烯(HDPE)波纹管因其耐腐蚀耐摩擦、长的寿命周期、柔韧性等优点,它是铁路工业中用于地下排水的一种极具吸引力的产品。目前,这些管材需要采用100%的原生树脂生产。然而,近来铁路行业对采用含有回收料生产波纹管表现出兴趣,因为采用回收料的话具有更好的环境和经济效益。采用含回收料生产得到的聚乙烯波纹管在农业和其他地下排水领域已经取得了多年的成功,当然那些管材通常不像铁路应用一样承受恶劣的应用载荷。对含回收料的波纹管的一个主要关注点就是在铁路浅埋应用中回收料可能会从管壁外部向内受到污染,从而降低管材的使用寿命。一个关键尺寸区间的污染会成为应力集中点,并潜在地在收到较大的动态载荷时形成应力开裂。

       为对这个问题进行考察评价,含有回收料的聚乙烯波纹管在美国滨州西北部的一个运输铁路线上进行了安装,管材外壁上端离铁路铁轨底部仅2英尺。管材安装有应变计以及引伸计用于记录管壁收到的动态载荷效应。对收集到的数据与PPI对货运铁路线上收集到的数据进行了对比。这些数据进一步被用于对含有各种回收料的管材长期性能评价的实验室加速试验的开发,从而确定污染对浅埋铁路应用中的动态循环载荷的影响。数据表明管材由于受到浅埋铁路载荷的作用,管壁动态应变和弯曲非常低(测量到的管壁应变小于0.2%)。但是,动态载荷频率非常高,可以看到许多管材每年具有超过100万次的循环载荷变化,每辆列陈有多大200个循环。观察到的管壁拉伸应变峰值在管材波纹顶部与起拱线之间。到目前为止,实验室试验还没有完成,不过测试和评价方法将会随同动态载荷数据评价一起展示,并且给出我们研究的初步结果。

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