超高分子量聚乙烯管性能检测之冲击性能

    冲击性能试验是在冲击负荷作用下测定超高分子量聚乙烯管的冲击强度。冲击强度用于评价超高分子量聚乙烯管抵抗冲击的能力或判断材料的脆性或韧性强度，因此，冲击强度也称冲击韧性。超高分子量聚乙烯管的冲击韧性在工程应用上是一项重要的性能指标，它反映不同材料抵抗高速冲击而致破坏的能力。
    通常，冲击性能试验对工程材料的缺陷很敏感，而且影响因素也很多，特别是超高分子量聚乙烯管这种高分子材料所加工的塑料管材，其抗冲击性能常常受到温度、湿度、冲击速度、试样的几何形状以及应力方式等影响，因此冲击性能用于工程设计只能作为参考指标，因为冲击性能试验只是该材料在试验方法规定条件下的冲击韧性，没有绝对物理意义。
    冲击试验的方法有很多，例如依据试验温度可分为常温冲击、低温冲击和高温冲击三种，依据试样的受力状态，可分为弯曲冲击（包括简支梁冲击和悬臂梁冲击）、拉伸冲击、扭转冲击和剪切冲击；依据采用的能量和冲击次数，可分为大能量的一次冲击（简称一次冲击试验或落锤冲击试验）和小能量的多次冲击试验。不同材料或不同用途可选择不同的冲击试验方法，并得到不同的试验结果，这些结果并不能进行比较，因此，冲击性能试验得不到表征该材料特征的固定参数。
1、 简支梁冲击试验
    简支梁式摆锤冲击弯曲试验方法规定用简支梁冲击试验机，对硬质超高分子量聚乙烯管试样施加一次冲击弯曲负荷使之破坏，并用试样破坏时单位面积所吸收的能量表征该材料的冲击韧性。简支梁式摆锤冲击试验尽管有缺点，但比较简单易行，在控制超高分子量聚乙烯管的质量和比较结构或韧性时仍是一种常用的测试方法。
2、 悬臂梁冲击试验
    悬臂梁冲击试验是对超高分子量聚乙烯管的脆性（或韧性）进行测量的另一种试验方法，对特别厚的管材使用简支梁冲击试验冲不断的材料，使用悬臂梁冲击试验就显得特别重要。试验使用的摆锤式悬臂梁冲击试验机应能测量试样破坏时所吸收的冲击能，其值为摆锤的初始能量与摆锤破坏试样后剩余能量之差。
    山东东方管业有限公司科研小组经过无数次对超高分子量聚乙烯管的冲击试验，得出部分结论：（1）无论是悬臂梁冲击还是简支梁冲击，其冲击强度值均随温度的降低而降低。这是因为随着温度的下降，管材从韧性状态转变为脆性状态，这种转变是在一个较窄的温度范围内产生，试样的脆性温度以下成现脆性断裂，其冲击强度值较低；而在高于脆性温度下发生的韧性断裂，其冲击强度较高，因此在冲击试验中试验温度对测定结果的影响是不可忽视的。（2）采用不同加工方式加工的试样，缺口对其冲击强度有很大影响，一次注塑的缺口试样冲击强度较高，而经二次机械加工成型的缺口试样冲击强度较低，其中又以经铣床加工的缺口试样冲击强度最低。因此，使用不同加工方式加工的缺口试样，其测得的冲击强度树脂不可比。（3）夹持力过大者冲击强度一般偏低；夹持力过小者则冲击强度一般偏高。夹持力过大和过小的变异系数均高于夹持力适中者，表明夹持力对冲击强度树脂的分散性也有影响。因此，在做超高分子量聚乙烯管的试验过程中应严格掌握使同一组试样保持相同的夹持力。
    综上所述，可知冲击性能试验是一种操作较简单而影响因素较复杂的试验，因此，试验过程中不可忽视上述油管的各种因素，否则将得不出正确的试验结果。