Reziduální napětí v polyetylénových trubkách

Residual stress in polyethylene pipes

journal article in Web of Science

en

This paper deals with residual stress in polyethylene (PE) pipes as an important factor that influences their lifetime. Residual hoop stress distribution in a PE pipe was determined using a methodology previously carried out by the authors on polypropylene pipes. Axial residual stress magnitude was determined by comparison of experimental data and finite element modelling. Based on the obtained results, a new simplified methodology for determining the residual hoop stress is proposed. The method needs only one circular specimen made of pipe, but, unlike older methods, provides a more precise estimation of residual hoop stress distribution taking into account its exponential shape. Some older results from literature are recalculated using this method and residual hoop stress of various PE pipe grades and dimensions are then compared. To provide an idea of residual hoop stress influence on lifetime of a pipe, a lifetime estimation is carried out for the examined pipe.

Tento článek se zabývá reziduálním napětím v polyetylenových (PE) trubkách, což je důležitý faktor, který ovlivňuje jejich životnost. Pomocí metodiky odzkoušené autory již dříve na polypropylenových trubkách je zde určeno obvodové reziduální napětí v konkrétní PE trubce. Také axiální reziduální napětí je stanoveno pomocí porovnání experimentálních dat a výsledků modelování metodou konečných prvků. Na základě získaných výsledků je následně navržena nová zjednodušená metodika pro stanovení obvodového reziduálního napětí. Tato metoda potřebuje pouze jeden kruhový vzorek z trubky, ale i přesto poskytuje přesnější odhad obvodového reziduálního napětí, neboť bere v potaz exponenciální tvar rozdělení napětí. Některé starší výsledky z literatury byly přepočítány pomocí této metody a reziduální napětí v různých typech trubkového PE jsou zde porovnána. Pro představu o vlivu reziduálních napětí na životnost trubky je také spočten odhad životnosti zkoumané trubky.

This paper deals with residual stress in polyethylene (PE) pipes as an important factor that influences their lifetime. Residual hoop stress distribution in a PE pipe was determined using a methodology previously carried out by the authors on polypropylene pipes. Axial residual stress magnitude was determined by comparison of experimental data and finite element modelling. Based on the obtained results, a new simplified methodology for determining the residual hoop stress is proposed. The method needs only one circular specimen made of pipe, but, unlike older methods, provides a more precise estimation of residual hoop stress distribution taking into account its exponential shape. Some older results from literature are recalculated using this method and residual hoop stress of various PE pipe grades and dimensions are then compared. To provide an idea of residual hoop stress influence on lifetime of a pipe, a lifetime estimation is carried out for the examined pipe.

polyethylene pipe; residual stress; riing slitting method; lifetime estimation

01.09.2016

Elsevier

0142-9418

54

1

288–295

8