[發明專利]一種測試油氣輸送用非金屬材料老化性能的加速試驗方法

在審

• 申請號: 202010291289.2
• 申請日: 2020-04-14
• 公開（公告）號: CN111551464A
• 公開（公告）日: 2020-08-18
• 發明（設計）人: 李厚補;張學敏;戚東濤;丁楠;楊家茂;姬蕊;齊國權
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣集團有限公司;中國石油天然氣集團公司管材研究所;西安長慶科技工程有限責任公司
• 主分類號: G01N5/04
• 分類號: G01N5/04;G01N17/00;G01N21/3563;G01N23/2273
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 郭瑤

1.一種測試油氣輸送用非金屬材料老化性能的加速試驗方法，其特征在于：建立模擬非金屬材料在油氣環境中實際運行狀態的試驗條件，并利用高溫高壓釜開展加速暴露試驗，測定暴露試驗前后的物理性能、力學性能、耐熱性能與降解行為，繪制出不同加速暴露試驗周期前后非金屬小塊樣品的物理性能、力學性能、耐熱性能與降解行為的性能變化規律圖譜；通過構建與不同圖譜曲線相切的包絡線，以切點位置對應的縱坐標值作為確定非金屬材料相應性能在油氣工況環境中的合格性技術指標，若非金屬材料任一單項性能大于切點位置對應的縱坐標值則不合格，若非金屬材料各項性能均小于切點位置對應的縱坐標值則為合格。

2.根據權利要求1所述的一種測試油氣輸送用非金屬材料老化性能的加速試驗方法，其特征在于：非金屬材料為熱塑性塑料、熱固性塑料、彈性體或復合材料。

3.根據權利要求1所述的一種測試油氣輸送用非金屬材料老化性能的加速試驗方法，其特征在于：建立模擬非金屬材料在油氣環境中實際運行狀態的試驗條件包括：試驗介質、試驗壓力、試驗溫度、試驗周期與試驗狀態。

4.根據權利要求3所述的一種測試油氣輸送用非金屬材料老化性能的加速試驗方法，其特征在于：試驗溫度通過試驗溫度與最大允許使用溫度的差值確定，試驗溫度與最大允許使用溫度的差值通過以下公式得到：

式中：

α—時間-溫度轉換系數；

t_Life—設計壽命；

t_Test—試樣拉伸模量降低50％的試驗時間；

ΔT—試驗溫度與最大允許使用溫度的差值。

5.根據權利要求4所述的一種測試油氣輸送用非金屬材料老化性能的加速試驗方法，其特征在于：非金屬材料為聚乙烯材料時，取α＝0.11；非金屬材料為由兩種或多種材料構成的多層材料時，或當非金屬材料發生非韌性失效模式時，α的缺省值為0.05。

6.根據權利要求1所述的一種測試油氣輸送用非金屬材料老化性能的加速試驗方法，其特征在于：物理性能包括非金屬材料的重量變化，分別測量非金屬材料吸附增重和浸析失重；吸附增重是指暴露試驗后非金屬材料的濕重與完全干燥后非金屬材料的干重之間的重量差，浸析失重是指暴露試驗后完全干燥非金屬材料干重與未開展暴露試樣的干重之間的重量差；吸附增重率和浸析失重率的計算公式如下：

吸附增重率(％)＝((M₂–M₃)/M₁))*100………………(2)

浸析失重率(％)＝((M₃–M₁)/M₁))*100………………(3)

式中：

M₁—指暴露試驗前非金屬材料在90℃烘箱內持續烘干至重量不變時的干重；

M₂—指暴露試驗后非金屬材料的濕重；

M₃—指暴露試驗后非金屬材料在90℃烘箱內持續烘干至重量不變時的干重。

7.根據權利要求1所述的一種測試油氣輸送用非金屬材料老化性能的加速試驗方法，其特征在于：還包括測定暴露試驗前后的降解性能。

8.根據權利要求7所述的一種測試油氣輸送用非金屬材料老化性能的加速試驗方法，其特征在于：測定降解性能為紅外光譜的結構成分測試、熱重-差熱的耐熱性能測試、X射線光電子能譜測試、靜態熱機械測試或動態熱機械測試。