聚乙烯具有良好的快速裂紋增長斷裂韌性

發(fā)生快速裂紋增長破壞時，裂紋可以100～45m/s速度快速擴(kuò)展幾百米至十幾公里，造成長距離管路損壞，發(fā)生大規(guī)模泄漏事故，以及后續(xù)的燃燒爆炸（輸天然氣）或洪水（輸水）事故。這種事故發(fā)生概率不大，一旦發(fā)生，危害極大。對塑料壓力管的持續(xù)發(fā)展來講，防止發(fā)生快速裂紋增長破壞要求的重要 性已經(jīng)超過了對長期壽命強(qiáng)度性能的要求。其原因為：在同一SDR（管材直徑與其厚度之比）時，計算的長期壽命—長期強(qiáng)度與增大管徑無關(guān)（實際上大口徑管可能比小口徑管），但快速裂紋增長危險隨管徑增大而增加。在現(xiàn)有大品種塑實驗方法料管中，如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯管等，達(dá)到一定管徑時，由防止快速裂紋增長破壞所決定的許用壓力，總是比由長期強(qiáng)度問題所決定的許用壓力低。也就是說，按防止快速裂紋增長破壞的要求決定了許用壓力后，長期壽命（如20℃，50年）要求可自行得到滿足；快速裂紋增長斷裂韌性差的材料將遭到淘汰，不管它的長期強(qiáng)度性能好或壞。如聚氯乙烯（PVC-U）燃?xì)夤芤呀?jīng)基本上全部被聚乙烯（PE）燃?xì)夤芩〈?。歐洲聚氯乙烯（PVC-U）給水管被聚乙烯（PE）管取代的趨勢已經(jīng)明朗。

PE獨特的柔韌性還使其能夠有效的抵抗地下運動和端載荷。從表面上看，強(qiáng)度和剛性方面，塑料埋地管不及水泥管及金屬管道，但從實際應(yīng)用看，塑料埋地管是屬于“柔性管”，在正確設(shè)計和鋪設(shè)施工下塑料埋地管是和周圍土壤共同承受負(fù)載的。所以塑料埋地管不需要達(dá)到“鋼性管”一樣的強(qiáng)度和剛性就可以滿足埋地使用中的力學(xué)性能的要求。同時，聚乙烯的壓力松弛特性可有效地通過形變而消耗應(yīng)力，其實際軸向應(yīng)力水平遠(yuǎn)比理論計算值低，而且其斷裂伸長率一般都大于500%，彎曲半徑可以小到管直徑的20～25倍，是一種高韌性材料，對地基不均勻沉降的適應(yīng)能力非常強(qiáng)，這些特點使其成為抵御地震、地基沉降以及溫差伸縮的為的管道。例如在1995年日本神戶大地震中，PE給水管及燃?xì)夤芫褪?幸免的管道系統(tǒng)。