Applicazione della meccanica della frattura viscoelastica alla previsione della vita di tubi in polibutene

Il Polibutene-1 isotattico (i-PB1) è un materiale polimerico usato per la produzione di tubi per il trasporto di fluidi in pressione. In questo lavoro si sono studiati due tipi di i-PB1 prodotti da Basellche differiscono per grado di isotatticità.Si sono condotte prove di frattura a diverse temperature e velocità di spostamento imposte. Si è utilizzata una configurazione di flessione su provini con singolo intaglio (SENB) unitamente a quella di doppia trave a sbalzo (DCB), quest’ultima limitatamente allo studio della fase di propagazione. Al fine di individuare con precisione l’innesco della frattura e la velocità di propagazione della stessa si è fatto ricorso a metodi ottici. Dal punto di vista fenomenologico durante la propagazione si assiste alla formazione di zone in cui il materiale risulta fortemente stirato. La frattura in esse avanza con una lacerazione continua che si alterna a salti repentini in occasione del brusco cedimento di queste zone, associato a conseguenti cadute del carico. Questaparziale instabilità è stata osservata sui due materiali per entrambe le configurazioni di prova.I risultati ottenuti sono stati interpretati seguendo l’approccio della meccanica della frattura e applicando uno schema di riduzione di tipo tempo-temperatura che ha permesso di descrivere il comportamento viscoelastico del materiale su un intervallo temporale di diverse decadi.I risultati hanno permesso di applicare un modello analitico per la previsione della vita utile di tubi in pressione.Il modello si è mostrato in buon accordo con i dati sperimentali disponibili da prove condotte su tubi dello stesso materiale