Отчет о научно-исследовательской работе. Односторонняя печать

87 
 
 
а) 
б) 
в) 
г)
1 – номер отобранного фрагмента покрытия, 2 - средние значения характеристики в серии
Рисунок 3.1 – Результаты механических испытаний образцов полиэтиленовых по-
крытий труб: максимальное напряжение при растяжении (а, б), относительное 
удлинение при разрыве (в, г) 
0
100
200
300
400
500
600
700
800
0
100
200
300
400
500
600
700
800
ε
Р
, % 
Номер образца 
Номер образца 
1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6
1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6
ε
Р
, % 
σ
Р
max, МПа 
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
σ
Р
max, МПа 
1 
Номер образца 
Номер образца 
1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6
1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6
1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6
№1 
№2 
№3 
№4.1 
№4.2 
№5 
2 

---

88 
 
 
а) 
б) 
в) 
г) 
д) 
е)
Рисунок 3.2 – Общий вид образцов покрытий после испытаний на статическое 
растяжение, вырезанных из фрагмента №1 (а), № 2 (б), № 3 (в), № 4.1 (г), № 4.2 
(д), № 5 (е)

---

89 
 
 
величины относительного удлинения при разрыве характерны для фрагмента по-
крытия № 4.1. 
Таким образом, по совокупности двух характеристик механических свойств 
наименьшей пластичностью характеризовался фрагмент покрытия № 1, только 
образцы из данного фрагмента не подвергались термическому влиянию сварки. 
Поэтому, полученные результаты свидетельствуют о том, что термическое 
влияние сварного шва оказывает существенное влияние на изменение характери-
стик механических свойств покрытия. 
Можно предположить, что в состоянии поставки покрытия труб характеризо-
вались невысокими показателями механических характеристик и наличием оста-
точных внутренних напряжений. При отрицательной температуре хранения труб 
показатели претерпели еще большие изменения в сторону ухудшения, что в ре-
зультате привело к растрескиванию покрытий. Эти процессы обусловлены тем, 
что переход объема полимера покрытия в равновесное состояние определяется 
температурными условиями. При повторном нагревании покрытия, в интервале 
между температурами стеклования и текучести материала покрытия для каждого 
значения температуры за определенный промежуток времени нагревания, объем 
(деформация) покрытия восстанавливается на определенную величину. Известно, 
что это чисто релаксационный процесс и его скорость (время релаксации) пред-
ставляется экспоненциальной функцией температуры нагревания
S
e
A
T




,
(3.1) 
где T – температура нагревания изделия;
A и 

– постоянные, зависящие от материала и условий формования;

S – усадка после нагревания при температуре T. 
Параметр A с физической точки зрения является температурой отпуска ори-
ентационных остаточных напряжений. Количественной мерой напряжений при 
условии полной релаксации является величина 

S, зная которую можно опреде-
лить остаточные напряжения по кривой растяжения материала покрытия. 

---

90 
 
 
Таким образом, можно констатировать, что повторное нагревание покрытия, 
имеющего изначально невысокие характеристики механических свойств, приво-
дят к уменьшению внутренних напряжений за счет процессов релаксации и неко-
торому восстановлению пластических свойств материала покрытия за счет про-
цессов вторичного структурирования молекулярного строения покрытия. 
Анализ полученных значений относительного удлинения при разрыве, харак-
теризующего пластичность материала, показывает на большой разброс по образ-
цам серии и на существенное различие средних значений для разных серий образ-
цов. Так же следует отметить значительное различие характеристики пластично-
сти в продольном и поперечном направлениях (фрагменты № 4.1, 4.2), что связано 
с формированием анизотропии свойств в процессе нанесения покрытия. Некото-
рый разброс значений внутри одной серии образцов может свидетельствовать о 
неоднородности материала покрытия. 
Результаты, полученные при испытании образцов фрагментов № 1, 4.1 сви-
детельствуют о несоответствии значений относительного удлинения при разрыве 
требованиям ТУ 14-3-1954. В приведенном документе дается нормированное зна-
чение относительного удлинения при разрыве не менее 100% для температуры 
минус (45 ± 2) °С, в то время как среднее значение при температуре (20 ± 5) °С 
составило лишь 74 % и 67 %. Это означает, что при отрицательной температуре 
значения показателей примут еще меньшие значения. 
Несоответствие значения характеристики пластичности нормативу ТУ 14-3-
1954 является возможной причиной возникновения трещин в интервале низких 
температур, так как материал в этих условиях в большей степени проявляет хруп-
кие свойства. Вместе с тем следует отметить, что результаты, полученные при ис-
пытании образцов, вырезанных из фрагмента № 5, соответствуют ТУ 14-3-1954 по 
значениям максимального напряжения при растяжении и относительного удлине-
ния при разрыве. К тому же, как показали измерения толщины фрагмента № 5, 
значения их имеют наименьший разброс. 
Осмотр внутренней поверхности образцов (поверхность контакта с трубой), 
вырезанных из фрагментов покрытия показал, что есть ярко выраженные зоны 

---

91 
 
 
контакта с трубой, и зоны, в которых сцепление с трубой не наблюдается. Отсут-
ствие надежной адгезии приводит к отслоению, что в свою очередь, при недоста-
точной пластичности материала, стимулировало растрескивание покрытия, осо-
бенно в интервале низких температур.