Experimental studies of thermomechanical properties of polyethylene, impact of force and load time on strains of polyethylene pipe

• Autorzy: Gnatowski Adam , Kijo-Kleczkowska Agnieszka , Chyra Mateusz

Warianty tytułu

PL

Badania doświadczalne właściwości termomechanicznych polietylenu, wpływ siły i czasu obciążenia na odkształcenia rury polietylenowej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Polyethylene plastics are used in various branches of the global industry, mainly in extrusion and injection technology, in form of pipes, foils, various types of packaging. The properties of polymer materials largely depend on the conditions of use: temperature, load time, type of deformation, atmospheric conditions, UV radiation, as well as design solutions, parameters of the soil in which the pipeline works, pressure from the soil and external forces, e.g. car traffic. The above-mentioned factors can significantly affect the chemical, physical, mechanical and aesthetic properties of polymer materials [1, 2]. The paper presents DSC measurements for polyethylene, thermal analysis of dynamic mechanical properties, and results of experimental examinations of pipe loading with the forces of 500N, 1000N, 1500N and 2000N acting on the ground. Using resistance strain gauges at equal intervals on the pipe, lateral strains on the lower and upper surface of the pipe were measured at the moment of loading and after 10 minutes.

PL

Tworzywa polietylenowe znajdują zastosowanie w różnych gałęziach światowego przemysłu, głównie w technologii wytłaczania i wtrysku, w postaci rur, folii, różnego rodzaju opakowań. Właściwości materiałów polimerowych w dużej mierze zależą od warunków użytkowania: temperatury, czasu obciążenia, rodzaju odkształcenia, warunków atmosferycznych, promieniowania UV, a także rozwiązań konstrukcyjnych, parametrów gruntu, w którym pracuje rurociąg, parcia od gruntu i zewnętrznej siły, np. ruch samochodowy. Wymienione czynniki mogą mieć istotny wpływ na właściwości chemiczne, fizyczne, mechaniczne i estetyczne materiałów polimerowych [1,2]. W niniejszej pracy przedstawiono pomiary DSC polietylenu, analizę termiczną dynamicznych właściwości mechanicznych, oraz wyniki badań doświadczalnych obciążenia rury działającymi siłami: 500 N, 1000 N, 1500 N i 2000 N. Za pomocą tensometrów oporowych rozmieszczonych w równych odstępach na rurze zmierzono odkształcenia boczne, na dolnej i górnej powierzchni rury, w momencie obciążenia i po 10 minutach.

Słowa kluczowe

EN

polyethylene pipes; resistance strain; thermal analysis

PL

rury polietylenowe; odkształcenie oporowe; analiza termiczna

• Wydawca: KAPRINT
• Czasopismo: Rynek Energii
• Rocznik: 2021
• Tom: Nr 1
• Strony: 76--80
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 fig., tab.

Twórcy

autor

Gnatowski Adam

autor

Kijo-Kleczkowska Agnieszka

autor

Chyra Mateusz

Bibliografia

• [1] Kliszewicz, B.: Numerical 3D analysis of buried flexible pipeline. European Scientific Journal 2013, 36, 93-101.
• [2] Małachowski, J.; Szurgott P.; Gieleta R.: Investigations of a stress state for tube elements in a contact area with rigid sadle. Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej 2008, 57/1, 113-126.
• [3] Haager, M.; Pinter, G.; Lang, R.W.: Ranking of PE-HD pipe grades by fatigue crack growth performance. Plastics Pipes 2006, 13, 1-11.
• [4] Piekarska, E.: Polyethylene pipes – operational reliability for water supply systems, gas fuels networks and sewage systems. Przetwórstwo Tworzyw 2008, 2, 39-44.
• [5] Suligowski, Z.; Bolt, A.: Circumferential rigidity. Gaz, Woda i Technika Sanitarna 2007, 12, 32-37.
• [6] Maess, M.; Wagner N.; Gaul L.: Dispersion curves of fluid filled elastic pipes by standard FE models and eigenpath analysis. Journal of Sound and Vibration 2006, 296(1-2), 264-276.
• [7] Błajet, M.: Właściwości rur kanalizacyjnych z PVC w porównaniu z właściwościami rur kamionkowych, Proceedings of II Technical Conference PRiK, Bełchatów 2008 .
• [8] Fyrileiv, O.; Collberg, L.: Influence of in pipeline design: effective axial force. Proceedings of 24th International Conference on Offshore Mechanics and Arctic Engineering. American Society of Mechanical Engineers 2005, 629-636.
• [9] Kliszewicz, B.: Veryfication of numerical model of pipeline – soil system on the basis of laboratory testing. Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture 2014, 31/61, 115-126.
• [10] Wysokowski, A.; Howis, J.: Przepusty w infrastrukturze komunikacyjnej – cz. 7. Nowoczesne Budownictwo Inżynieryjne 2010, 2/29, 96-103.
• [11] Yayla P.; Bilgin, Y.: Squeeze-off of polyethylene pressure pipes: Experimental analysis. Polymer Testing 2007, 26, 132-141.
• [12] Gnatowski, A.; Kijo-Kleczkowska, A.; Otwinowski, H.; Sikora, P.: The research of the thermal and mechanical properties of materials produced by 3D printing method. Thermal Science 2019, 23, S1211-S1216.
• [13] Gnatowski A.; Chyra M.; Baranowski W.: Analysis of thermomechanical properties and morphology of polyethylene pipes after aging by UV radiation. Polimery 2014, 59 (4), 308-313.
• [14] https://www.netzsch-thermal-analysis.com/pl/produkty-rozwiazania/skaningowa-kalorymetria-roznicowa/
• [15] https://www.netzsch-thermal-analysis.com/pl/produkty-rozwiazania/dynamiczna-analiza-mechaniczna/

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2021).