一种涂层寿命预测方法技术

技术编号:19645892 阅读:28 留言:0更新日期:2018-12-05 20:07
本发明专利技术公开了一种涂层寿命预测方法,属于涂层检测领域。该方法包括:获取涂层上具有缺陷孔的多组试件;对试件提供阴极保护电流,进行阴极剥离性能测试,多组试件采用不同的电流密度进行测试,每组试件进行不同的测试周期;完成阴极剥离性能测试后,取出试件,测量试件的涂层的平均剥离距离;针对每一个试件,获取在试件对应的电流密度下,试件的涂层的平均剥离距离与测试周期的关系,实现对涂层的寿命预测。本发明专利技术能够对处于阴极保护电流影响下的涂层进行寿命预测,对管道建设具有重要意义。

A Life Prediction Method for Coatings

The invention discloses a coating life prediction method, which belongs to the field of coating detection. The method includes: acquiring multiple groups of specimens with defective holes on the coating; providing cathodic protection current for the specimens, conducting cathodic stripping performance test; testing multiple groups of specimens with different current densities, and conducting different test cycles for each group of specimens; after completing the cathodic stripping performance test, taking out the specimens and measuring the specimens. For each specimen, the relationship between the average peeling distance of the coating and the test period is obtained under the corresponding current density of the specimen, so as to realize the life prediction of the coating. The invention can predict the service life of the coating under the influence of cathodic protection current, and has important significance for pipeline construction.

【技术实现步骤摘要】
一种涂层寿命预测方法
本专利技术涉及涂层检测领域,特别涉及一种涂层寿命预测方法。
技术介绍
在油气管道的防护过程中,将防腐涂层,特别是三层聚乙烯涂层(以下简称3LPE涂层)涂覆到金属管体表面来对其形成第一道防护。管道防腐的第二道防护就是阴极保护,其基于电化学腐蚀原理,给管道加载一定负电位的阴极保护电流,使金属管体本身有电子来抵制电化学腐蚀失去的电子,从而使作为阳极的金属管体的腐蚀速度显著降低。然而,在上述阴极保护电流影响下,对于具有破损的防腐涂层,如若防腐涂层的抗阴极剥离能力低,将会发生从金属管体上剥离等问题,严重影响其使用寿命。对油气管道防腐涂层的寿命进行预测是管道建设的基本和关键,现有技术多通过观察涂层在辐照下的老化情况来对其寿命进行预测,举例来说,根据理想的降解机理推得涂层使用寿命对辐照剂量率的动力学关系曲线,并将该曲线划分为三个区域,即热氧老化主导区、辐照氧化主导区和辐照-氧化主导区。随后,观察辐照下涂层的老化情况,判断出该涂层是在上述哪个区域内发生老化的,此时,观察上述动力学关系曲线,以获得与老化区域对应的涂层使用寿命。专利技术人发现现有技术至少存在以下问题:对于阴极保护电流影响下的防腐涂层,现有技术无法对其寿命进行预测。
技术实现思路
本专利技术实施例所要解决的技术问题在于,提供了一种能够对处于阴极保护电流影响下的涂层进行寿命预测的涂层寿命预测方法。具体技术方案如下:一种涂层寿命预测方法,所述方法包括:获取涂层上具有缺陷孔的多组试件;对所述试件提供阴极保护电流,进行阴极剥离性能测试,多组所述试件采用不同的电流密度进行测试,每组所述试件进行不同的测试周期;完成所述阴极剥离性能测试后,取出所述试件,测量所述试件的涂层的平均剥离距离;针对每一个所述试件,获取在所述试件对应的所述电流密度下,所述试件的涂层的平均剥离距离与所述测试周期的关系,实现对所述涂层的寿命预测。具体地,作为优选,所述获取涂层上具有缺陷孔的多组试件,包括:获取多组金属基体;在每个所述金属基体的一面涂覆涂层;在所述涂层上设置所述缺陷孔,并露出所述金属基体,获取所述试件。具体地,作为优选,采用阴极保护模拟装置对所述试件提供阴极保护电流,所述阴极保护模拟装置包括:盛有模拟溶液的实验筒,设置在所述涂层上,所述模拟溶液与所述涂层和所述缺陷孔接触;电源、通过第一导线与所述电源的正极顺次串联的电感器、电阻和辅助电极;所述辅助电极插入所述模拟溶液内,所述电源的负极通过所述第一导线与所述试件的金属面电连接;通过第二导线顺次串联的参比电极、电压表;所述参比电极插入所述模拟溶液内,所述电压表的另一端通过所述第二导线与所述试件的金属面电连接。具体地,作为优选,所述测量所述试件的涂层的平均剥离距离,包括:以所述缺陷孔为中心,向多个方向切割所述涂层;自所述缺陷孔挑起切割后的所述涂层,获取所述涂层在多个方向上的剥离距离;将所述涂层在多个方向上的所述剥离距离进行平均,获取所述试件上所述涂层的平均剥离距离。具体地,作为优选,在所述多组所述试件采用不同的电流密度进行测试中,采用5-9个不同的电流密度值进行测试。具体地,作为优选,在所述多组所述试件采用不同的电流密度进行测试中,所述电流密度的范围为0-2000mA/cm2。具体地,作为优选,每个所述电流密度值下的所述测试周期为3-90天。具体地,作为优选,所述针对每一个所述试件,获取在所述试件对应的所述电流密度下,所述试件的所述涂层的平均剥离距离与所述测试周期的关系,包括:针对不同的所述电流密度进行测试,获取在同一所述电流密度下,所述试件的涂层在不同所述测试周期下的所述剥离距离;针对同一所述电流密度,对所述测试周期和所述剥离距离进行拟合,获取在同一所述电流密度下,所述剥离距离和所述测试周期的关系式;预设所述涂层失效时的所述剥离距离;将所述涂层失效时的所述剥离距离代入所述剥离距离和所述测试周期的关系式,获取所述涂层失效所需要的时间。具体地,作为优选,所述方法还包括:根据不同所述电流密度下的所述剥离距离和所述测试周期的关系式,利用阿伦尼斯模型和逆幂律模型进行拟合,获取所述涂层的寿命预测模型;所述寿命预测模型用于表征所述涂层在不同所述电流密度下的预期寿命。本专利技术实施例提供的技术方案带来的有益效果是:本专利技术实施例提供的涂层寿命预测方法,基于获取涂层上具有缺陷孔的多组试件,在阴极保护电流条件下,对多组试件在不同电流密度下,进行不同测试周期的阴极剥离性能测试。并在测试后测量出试件的涂层的平均剥离距离,并针对每一个试件,获取在试件对应的电流密度下,试件的涂层的平均剥离距离与测试周期的关系,即可实现对涂层的寿命预测。可见,该方法能够对处于阴极保护电流影响下的涂层进行寿命预测,对管道建设具有重要意义。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例提供的阴极保护模拟装置的结构示意图。附图标记分别表示:1实验筒,2涂层,201缺陷孔,3辅助电极,4电阻,5电感器,6电源,7参比电极,8电压表。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本专利技术实施方式作进一步地详细描述。本专利技术实施例提供了一种涂层寿命预测方法,该方法包括:获取涂层上具有缺陷孔的多组试件;对试件提供阴极保护电流,进行阴极剥离性能测试,多组试件采用不同的电流密度进行测试,每组试件进行不同的测试周期;完成阴极剥离性能测试后,取出试件,测量试件的涂层的平均剥离距离;针对每一个试件,获取在试件对应的电流密度下,试件的涂层的平均剥离距离与测试周期的关系,实现对涂层的寿命预测。本专利技术实施例提供的涂层寿命预测方法,基于获取涂层上具有缺陷孔的多组试件,在阴极保护电流条件下,对多组试件在不同电流密度下,进行不同测试周期的阴极剥离性能测试。并在测试后测量出试件的涂层的平均剥离距离,并针对每一个试件,获取在试件对应的电流密度下,试件的涂层的平均剥离距离与测试周期的关系,即可实现对涂层的寿命预测。可见,该方法能够对处于阴极保护电流影响下的涂层进行寿命预测,对管道建设具有重要意义。具体地,本专利技术实施例中的“电流密度”可以通过对试件进行阴极保护时的电流强度与缺陷孔的面积相除得到,举例来说,当试件在100mA的电流强度下进行阴极保护,且其上缺陷孔的面积为5cm2时,其所对应的电流密度为20mA/cm2。“剥离距离”指的是试件的涂层以缺陷孔为中心,在外力作用下向外剥离的距离。为了提高测量精确度,每一组试件包括多个试件,举例来说,一组试件中,试件的数量可以为3个、4个、5个等。对于缺陷孔的大小,举例来说,当试件的规格为150mm×150mm时,在其中部设置直径为6.4mm的缺陷孔。在本专利技术实施例中,获取涂层上具有缺陷孔的多组试件包括:获取多组金属基体;在每个金属基体的一面涂覆涂层;在涂层上设置缺陷孔,并露出金属基体,获取试件。通过获取多组金属基体,并在每个金属基体的一面涂覆涂层,保证了多组金属基片在涂覆有涂层的情况下进行后续的阴极剥离实验,为实现涂层在阴极保护电流影响下的寿本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种涂层寿命预测方法,其特征在于,所述方法包括:获取涂层上具有缺陷孔的多组试件;对所述试件提供阴极保护电流,进行阴极剥离性能测试,多组所述试件采用不同的电流密度进行测试,每组所述试件进行不同的测试周期;完成所述阴极剥离性能测试后,取出所述试件,测量所述试件的涂层的平均剥离距离;针对每一个所述试件,获取在所述试件对应的所述电流密度下,所述试件的涂层的平均剥离距离与所述测试周期的关系,实现对所述涂层的寿命预测。

【技术特征摘要】
1.一种涂层寿命预测方法,其特征在于,所述方法包括:获取涂层上具有缺陷孔的多组试件;对所述试件提供阴极保护电流,进行阴极剥离性能测试,多组所述试件采用不同的电流密度进行测试,每组所述试件进行不同的测试周期;完成所述阴极剥离性能测试后,取出所述试件,测量所述试件的涂层的平均剥离距离;针对每一个所述试件,获取在所述试件对应的所述电流密度下,所述试件的涂层的平均剥离距离与所述测试周期的关系,实现对所述涂层的寿命预测。2.根据权利要求1所述的涂层寿命预测方法,其特征在于,所述获取涂层上具有缺陷孔的多组试件,包括:获取多组金属基体;在每个所述金属基体的一面涂覆涂层;在所述涂层上设置所述缺陷孔,并露出所述金属基体,获取所述试件。3.根据权利要求2所述的涂层寿命预测方法,其特征在于,采用阴极保护模拟装置对所述试件提供阴极保护电流,所述阴极保护模拟装置包括:盛有模拟溶液的实验筒,设置在所述涂层上,所述模拟溶液与所述涂层和所述缺陷孔接触;电源、通过第一导线与所述电源的正极顺次串联的电感器、电阻和辅助电极;所述辅助电极插入所述模拟溶液内,所述电源的负极通过所述第一导线与所述试件的金属面电连接;通过第二导线顺次串联的参比电极、电压表;所述参比电极插入所述模拟溶液内,所述电压表的另一端通过所述第二导线与所述试件的金属面电连接。4.根据权利要求1所述的涂层寿命预测方法,其特征在于,所述测量所述试件的涂层的平均剥离距离,包括:以所述缺陷孔为中心,向多个方向切割所述涂层;自所述缺陷孔挑起切割后的所述涂层,获取所...

【专利技术属性】
技术研发人员:朱琳白树彬钟婷李正敏王超袁欣然李雪贾世民
申请(专利权)人:中国石油天然气集团公司中国石油管道局工程有限公司中国石油天然气管道科学研究院有限公司
类型:发明
国别省市:北京,11

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