Page 71 - 理化检验-物理分册2025年第一期

任永苍，等：某注水井高压柔性复合管线开裂原因

表2 内衬管的密度和硬度测试结果 别取样，依据检测项目的标准要求，对试样的交

硬度/HD 联度、耐老化性 [5-6] 、维卡软化温度和拉伸性能进
项目 密度/(g · cm −3 )
外壁 内壁 行测试，结果如表 3 所示。由表 3 可知：该开裂柔
性复合管内衬层材料的平均交联度为 75.7%，达
实测值1 0.948 7 62.5 60.3
到 GB/T 18992.2— 2003《冷热水用交联聚乙
实测值2 0.950 2 62.7 60.1
烯（PE-X）管道系统 第 2 部分：管材》规定的过
实测值3 0.950 4 62.1 61.7
氧化物交联聚乙烯交联度不小于 70% 的要求，表
实测值4 0.949 1 63.1 60.1
明 开 裂 柔 性 复 合 管 为 SY/T 6662.2— 2012 中 的
实测值5 0.949 0 61.9 59.9
Ⅱ型复合管；内衬管断口和远离断口的平均氧化
平均值 0.949 5 62.5 60.4
诱导时间分别为 82.46，82.75 min，二者均值为
标准值 ≥0.930 — —
82.61 min，均大于标准要求 20 min；平均维卡软
1.3 交联度、耐老化性、维卡软化温度和拉伸性能 化温度为 75.18 ℃， 平均屈服强度和断后伸长率分
测试 别为 23.77 MPa 和 86.23%，维卡软化温度和拉伸
根据检测项目对试样的要求，从内衬管上分 性能也满足技术要求。
表3 内衬管的交联度、 氧化诱导时间、维卡软化温度和拉伸性能的检测结果

氧化诱导时间/min 块状试样维卡 哑铃型样条 哑铃型样条
项目 内衬管试样交联度/%
内衬断口 远离断口 软化温度/℃ 屈服强度/MPa 断后伸长率/%
实测值1 75.1 82.46 82.85 75.19 23.82 87.52
实测值2 76.3 82.47 82.58 75.26 23.72 80.91
实测值3 — 82.45 82.81 75.10 23.78 90.26
平均值 75.7 82.46 82.75 75.18 23.77 86.23
标准值 ≥70 ≥20 — — —
GB/T 18474—2001 GB/T 19466.6—2009《塑料 差示 GB/T 1633—
GB/T 8804.3—2003《热 塑性
《交联聚乙烯（PE-X）管 扫描量热法（DSC）第6部分：氧化诱导 2000《热塑性塑料维
依据标准 塑料管材拉伸性能测定 第3部分： 聚
材与管件交联度的试验 时间（等温OIT）和氧化诱导温度（动态 卡软化温度（VST）
烯烃管材》
方法》 OIT）的测定》 的测定》
增强层纤维拉伸性能测试结果如表4所示。由 吸收的水分含量会随时间的延长而增加，水分会渗
表4可知： 增强层褐色区域纤维的拉伸性能较其他区 透到聚合物的非晶态区域并发生水解，导致其拉伸
域纤维略低。研究 [7-8] 表明，暴露在水中的涤纶纤维 性能降低。
表4 增强层纤维拉伸性能测试结果 N
强力
区域
第1层 第2层 第3层 第4层 第5层 第6层
褐色 0.239 22 0.245 43 0.269 61 0.287 31 0.298 39 0.308 63
非褐色 0.360 99 0.276 43 0.284 90 0.559 27 0.320 33 0.521 28

1.4 红外光谱分析 数为721 cm −1 处的特征峰为苯环C—H面外弯曲振
内衬层材料内、外壁的红外光谱图如图5所示。 动吸收峰，由此表明增强层为涤纶纤维，说明化学结
由图5可知： 在2 919，2 845，1 462，719 cm −1 处的特 构没有发生明显变化。波数为3 600~2 800 cm −1 处
征峰均为亚甲基（—CH 2 —）的振动峰，说明内衬材料 为—OH特征峰，增强层纤维黄褐色区域在此处的
为聚乙烯，且内、外壁的化学结构没有发生明显变化。 特征峰明显强于其他区域，应为51~56 ℃运行温度
增强层纤维红外光谱图如图6所示。 由图6可知： 下介质与纤维长期相互作用所致。

增强层纤维红外光谱图中波数为1 713 cm −1 处的强
吸收峰为C=O伸缩振动峰，波数为 1 239 cm − 1 和 2 综合分析
1 093 cm − 1 两处的特征峰为C—O伸缩振动峰，波 该柔性复合管输送介质为油田伴生滤后水，
59