管材性能
塑料压力管道的三个最重要的性能包括：
•以最小要求强度( MRS)表示的耐静液压性能；
•耐慢速裂纹增长性能(SCG)；
•耐快速裂纹扩展性能( RCP)。
当设计管道系统时，寿命预测是成本计算的关键因素。对于PE-HD 管道来说，通常要求使用50年。然而，根据40年的实际使用经验、原料性能的改进以及目前的检验方法推断，其使用寿命可以达到100年（见2.1.1）。
2.1耐静液压性能
塑料压力管道最重要的性能是耐静液压性能。该性能决定了管道在承受内压时的预期寿命。内压会引起管壁的三维应力状态，而应力导
致的破坏取决于试验的时间和温度。自1956年以来，人们就一直采用长
期试验来研究这一性能（见图2.1）。将管材注满水，放置于温度可控的水浴中并对管材施加内压。将试验应力对破坏时间进行双对数做图。
在与短期破坏时间相对应的平缓区域之后是与长期试验时间相对应的陡降区域（见图2.2左侧）。在更长的试验时间，能观察到一组与应力无关的垂直曲线。曲线上的三个阶段分别对应着不同的破坏机理。在第一个平缓曲线阶段只能观察到韧性破坏，该曲线部分体现了韧性强度，主要决定于材料的密度。短期拉伸性能的测量也体现同样的性能。过渡到第二阶段，陡降的曲线部分对管材料的长期性能来说是重要的。该曲线部分体现了耐开裂能力，也就是材料所具有的耐慢速裂纹增长性能。新型PE100原料即使在长时间、高温试验条件下（80℃时，测试时间超过10000h）也不会出现拐点。
在曲线的第三阶段，只能观察到由于聚乙烯热氧分解而造成的脆性
破坏，换句话说，是由于材料的老化造成了脆性破坏。DrN 8075给出了不同温度（40℃、60℃和80℃）第二阶段曲线终点（整条曲线的第二拐点）的极限值。由于该热老化实际上与应力无关，因此在耐静液压图中，该极限可以作图成垂直直线。在双对数坐标图上，应力和破坏时间之间的本质关系通过全部三个阶段的直线体现出来（见图2.2，左图）。破坏时间与温度之间也存在本质关系：在一定环应力条件下，用试验温度（单位：K）的倒数对时间的对数作图，得到所谓的阿伦尼乌斯图（见图2.2，右图）。在该曲线图中，也能观察到直线，因此在
考虑到不同管材原料的静液压性能不同，IS0 12162创建了材料分级系统。分级的基础是根据IS0 9080标准外推法所获得的静液压强度曲
线（破坏曲线）和评价结果。可获得的20。C、50年与使用应力相关的数据如下：
•长期静液压强度( LTHS)
•长期静液压强度的置信下限( LPL)
•最小要求强度(MRS)
通过IS0 9080的统计方法所获得的数据可用于设计计算，但设计计算的基础不是通过“破坏曲线”预测的20℃、50年的平均强度( LTHS)，而是20℃、50年强度的置信下限(LPL)，即考虑了97.5% 置信下限的预测强度。对于PE100材料来说，在20℃下50年的置信下限值必须大于最小要求强度lOMPa。管材在热氧条件下的行为也可以用静液压试验来证实，有时候在静液压强度图中被描述为第三阶段的垂直曲
线。这些研究通常是在高温（常规最高温度为80℃）条件下完成的。可
以使用阿伦尼乌斯方程对这些数据进行推导以预测低温下的寿命。由于
在试验温度200℃时的反应机理与低于120℃时的机理不同，因此氧化诱
导时间( OIT)的测定不足以用来评价热氧长期性能。
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