咸水输送过程中UHMWPE管材的摩擦微观分析

为研究咸水输送过程中超高分子量聚乙烯(Ultra-high Molecular Weight Polyethylene,UHMWPE)的摩擦微观动态,在咸水润滑摩擦环境下采用CFT-I型材料表面性能综合测试仪对UHMWPE试样进行旋转摩擦,通过扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope,SEM)以及表面轮廓仪扫描并分析了转速为500 r/min,荷载为30、50、70、90、110 N,历时为10 min;转速为500 r/min,荷载为110 N,历时为10 min;转速为500 r/min,荷载为50 N,历时为25 min;转速为1 100 r/min,荷载为50 N,历时为10 min;转速为1 100 r/min,荷载为110 N,历时为10 min等变量因素对UHMWPE摩擦磨损性能的影响规律。结果表明:咸水润滑下UHMWPE磨损与荷载关系相对较大,摩擦过程中形成析出盐结晶颗粒起到滚珠作用,并且在一定压力范围内可减少UHMWPE在咸水输送中的磨耗,随着荷载的持续增大减磨作用减小。并通过颗粒硬度计算模型分析了压痕深度与颗粒的硬度、外部荷载的关系,可推测滚珠作用时的外部荷载压力范围,为UHMWPE材料在咸水环境下的应用提供理论基础,为研究其他管道在类似输水环境中的摩擦情况提供参考。