段颉颃，赖焕生，林 榕，童晨垚，张尚林

(1.福州大学 石油化工学院，福州 350116;2.中山大学 中法核工程与技术学院，广东珠海 519082；3.中国核动力研究设计院 核反应堆系统设计技术重点实验室，成都 610213)

0 引言

中密度聚乙烯(MDPE)管具有成本低、化学结构稳定、力学性能好等优点，而且还可通过热熔焊接形成密闭管网系统，因此广泛用于水、气等的输送。迄今为止，国内外学者对聚乙烯管热熔对接接头进行了大量研究。LEE等[1]证明，当焊接工艺参数设计合理时，高密度聚乙烯(HDPE)管用热熔对接是一种很好的连接方法；EZRIN[2]发现，聚乙烯管焊接接头的屈服强度和断裂延伸率几乎与母材相同；LESKOVICS等[3]发现，热熔对接会降低接头的抗破坏性，而且焊接区的表面形貌比母材(未焊接材料)更粗糙；CHEN等[4]的研究结果表明，HDPE管焊接接头的抗疲劳性能不如母材。

许多学者对聚乙烯(PE)的裂纹进行了研究[5-11]，如使用应力强度因子[12]、裂尖张开位移[13]、J积分[14]和C*[15]，以及用裂纹圆棒试验法[16-17]等预测PE材料的寿命。然而，这些研究所使用试样裂纹尖端的拘束度与实际管材裂纹尖端的拘束度不一样，比如使用带深裂纹的三点弯试样或紧凑拉伸试样比管材表面裂纹在裂纹尖端具有较高的应力三轴度[18]。

近年来,随着对裂纹拘束度研究的深入，在安全评价中提出了考虑几何相关的断裂韧度或拘束效应对裂纹参数(如J积分和C*积分)的影响。考虑拘束效应影响时，对于含裂纹的管道，用单边缺口拉伸[SE(T)]试样得到的断裂韧度要比ASTM E 1820—2013标准中列出的带深缺口的试样(如三点弯试样)更适合描述受内压管道的断裂韧度，这是因为SE(T)试样裂纹尖端的拘束度与管道裂纹尖段的拘束度更接近。……