一种塑料套管使用寿命的预测方法技术

本发明专利技术提供了一种塑料套管使用寿命的预测方法，属于塑料套管技术领域。它解决了现有塑料套管使用寿命的预测不够方便等技术问题。本预测方法包括以下步骤：a、取样：选取若干组塑料套管料的样条，测定其硬度(洛氏)或拉伸强度或弯曲强度或无缺口冲击强度的初始值；b、老化测定：在70℃～200℃的区间范围内选取至少3个不同温度T(K)，将上述样条分组分别放入选取的至少3个不同温度的老化房进行老化试验，记录上述试验项点各性能指标值的变化率达到50％的时间点t(h)，该时间点t(h)为临界值时间；c、分析计算：利用阿累尼乌斯方程和外推法推算出塑料套管在常温下的贮存寿命。本发明专利技术中采用的预测方法准确可靠，花费时间少。

A prediction method for the service life of plastic casing

【技术实现步骤摘要】
一种塑料套管使用寿命的预测方法
本专利技术属于塑料套管
，涉及一种塑料套管使用寿命的预测方法。
技术介绍
塑料套管使用广泛，在长期贮存中会逐渐变质，最终失去使用价值；用科学的方法准确预测其使用寿命对其安全可靠的使用有着至关重要的现实意义；用实际贮存的方法确定其贮存期，优点是简单易行，数据可靠，但要经历很长时间，远不能满足筛选配方和鉴定材料性能好坏的需要。中国专利(公开号：CN106323848B，授权公告日：2018-11-02)公开了一种金属管道复合防腐涂层预期使用寿命的预测方法，该方法包括下述步骤：(一)选取典型地区的土壤作为金属管道埋设的实验场所，并在选取的典型地区的土壤内挖掘埋设试样的试坑；(二)将待测的金属管道制成试样埋设在所述试坑内，同一典型地区的土壤内同种试样埋设平行样数量为6个；(三)按照预定的开挖年限1年、2年、4年、6年将上述试样挖出，并将试样表面的泥土清除；(四)将试样干燥，然后计算统计试样表面红色腐蚀区域占试样总表面积的比例S1及试样表面有机涂层剥落露出下面锌层区域占试样总表面积的比例S2；(五)将试样表面的腐蚀产物去除干净，观察试样的金属基体表面有无腐蚀坑，如果有，测量腐蚀坑的深度，当腐蚀坑的深度小于0.3mm时，进行下述步骤；(六)以腐蚀年限为横坐标，复合涂层的当量腐蚀面积为S，则S＝S1+0.5S2，以S为纵坐标，计算拟合出涂层腐蚀面积的一元二次方程式Y＝aX+bX+c，确定方程式的各个项的系数，利用方程式预测涂层当量腐蚀面积达到100％时的年限，此处假设为A，确定所测试试样复合防腐涂层的预期使用寿命年限为A。上述专利文献中的预测方法主要运用于金属管道复合防腐涂层预期使用寿命，不能适合于塑料套管；而且该方法需要六年时间，花费时间太长，使用不够广泛和方便，另外该预测方法的精准度不够高。
技术实现思路
本专利技术针对现有的技术存在的上述问题，提供一种塑料套管使用寿命的预测方法，本专利技术所要解决的技术问题是：如何针对塑料套管的使用寿命提供一种精准可靠且花费时间短的预测方法。本专利技术的目的可通过下列技术方案来实现：一种塑料套管使用寿命的预测方法，其特征在于，该预测方法包括以下步骤：a、取样：选取若干组塑料套管料的样条，测定其硬度(洛氏)或拉伸强度或弯曲强度或无缺口冲击强度的初始值；b、老化测定：在70℃～200℃的区间范围内选取至少3个不同温度T(K)，将上述样条分组分别放入选取的至少3个不同温度的老化房进行老化试验，每个温度条件下选取至少5个时间节点按照步骤a中的方法多次测定与步骤a中对应的样条硬度(洛氏)或拉伸强度或弯曲强度或无缺口冲击强度的数值，并记录上述试验项点各性能指标值的变化率达到50％的时间点t(h)，该时间点t(h)为临界值时间；c、分析计算：利用阿累尼乌斯方程形成临界值时间的对数logt与测试温度的绝对温度的倒数1/T之间的关系图和线性方程式；利用外推法并根据上述线性方程式推算出塑料套管在常温下的贮存寿命。其原理如下：本技术方案中的老化试验温度选择适合于评价塑料套管材料性能的试验温度，在至少3个温度下进行老化试验，通过外推法以需要的精确度求得使用寿命，所选择的最低温度应使达到临界值所需的时间至少为1000h，同样的，所选择的最高温度应使达到临界值的时间不小于100h。本技术方案中利用热空气老化试验，根据塑料套管材料的物理机械性能等的变化来快速估算塑料套管材料在室内的贮存期；通过热空气老化测定塑料套管选定性能的变化及达到指定临界值的时间，并利用阿累尼乌斯方程图来推算塑料套管的使用寿命，具有科学可靠的理论依据和精准的预测结果，而且所花费的时间少。在上述的塑料套管使用寿命的预测方法中，所述步骤a和步骤b中，若测定其硬度(洛氏)值，则取5根Ⅰ型样条，每件测5个点，记录数据取平均值；若测定拉伸强度值，则取打完硬度的5根Ⅰ型样条进行试验，记录数据并取平均值；若测定弯曲强度值，则取5根弯曲样条进行试验，试验结果取平均值并记录；若测定无缺口冲击强度值，则取5根无缺口冲击样条进行试验，记录试验结果取平均值。测硬度(洛氏)值时按GB/T3398.2标准进行，测拉伸强度值时按GB/T1447标准进行拉伸强度试验，测弯曲强度值时按GB/9341标准进行，测无缺口冲击强度值时按GB/T1043标准进行。通过上述方法测出的各项数据更加精准可靠。在上述的塑料套管使用寿命的预测方法中，所述步骤b中，选取以下4个不同的老化温度：①、选取温度110℃(绝对温度383.15K)，该温度下分别选取0h、1560h(65d)、2016h(84d)、2496h(104d)、2592h(108d)、2712h(113d)共6个时间节点进行测量；②、选取温度125℃(绝对温度398.15K)，该温度下分别选取0h、1008h(42d)、1560h(65d)、1632h(68d)、1704h(71d)、1776h(74d)共6个时间节点进行测量；③、选取温度150℃(绝对温度423.15K)，该温度下分别选取0h、96h(4d)、168h(7d)、240h(10d)、312h(13d)、360h(15d)共6个时间节点进行测量；④、选取温度90℃(绝对温度363.15K)，该温度下分别选取0h、1008h(42d)、3000h(125d)、5016h(209d)、5088h(212d)、5160h(215d)共6个时间节点进行测量。在上述的塑料套管使用寿命的预测方法中，所述步骤b中，每个试验做2组数据，记录上述试验项点各性能指标平均值的变化率达到50％的时间t(h)，最长时间t(h)≥1000h，最短时间t(h)≥100h。进一步的，在某一项性能指标变化率接近于50％时应加密观测周期，从而保证时间t(h)的精准可靠性。在上述的塑料套管使用寿命的预测方法中，所述步骤a中，取5根无缺口冲击的塑料套管样条进行试验，测试无缺口冲击强度的初始值，记录试验结果取平均值；所述步骤b中，根据样品选取3个老化试验温度(110℃、125℃、150℃)相应的无缺口冲击强度随时间变化的测试结果，作出无缺口冲击强度性能保持率％--老化时间h对应图，无缺口冲击强度性能保持率y(％)--老化时间x(h)的关系式为：当老化试验温度为110℃时，y＝2E-05x2-0.0954x+99.628；当老化试验温度为125℃时，y＝5E-05x2-0.1508x+99.676；当老化试验温度为150℃时，y＝0.0017x2-0.8432x+89.881；由此得出临界值时间的对数y′(logt)--测试温度的绝对温度的倒数x′(1/T)关系为：y′＝4.3218x′-8.4578；由该公式得出常温下临界值时间—即塑料套管的使用寿命。本技术方案中由于样品在高温下失效时仍保持一定的无缺口冲击强度并且不低于指标值，所以选取无缺口冲击强度下降到原始实测值的50％为临界值，作为塑料套管使用寿命极限的评判标准。...

【技术保护点】
1.一种塑料套管使用寿命的预测方法，其特征在于，该预测方法包括以下步骤：/na、取样：选取若干组塑料套管料的样条，测定其硬度(洛氏)或拉伸强度或弯曲强度或无缺口冲击强度的初始值；/nb、老化测定：在70℃～200℃的区间范围内选取至少3个不同温度T(K)，将上述样条分组分别放入选取的至少3个不同温度的老化房进行老化试验，每个温度条件下选取至少5个时间节点按照步骤a中的方法多次测定与步骤a中对应的样条硬度(洛氏)或拉伸强度或弯曲强度或无缺口冲击强度的数值，并记录上述试验项点各性能指标值的变化率达到50％的时间点t(h)，该时间点t(h)为临界值时间；/nc、分析计算：利用阿累尼乌斯方程形成临界值时间的对数log t与测试温度的绝对温度的倒数1/T之间的关系图和线性方程式；利用外推法并根据上述线性方程式推算出塑料套管在常温下的贮存寿命。/n

【技术特征摘要】
1.一种塑料套管使用寿命的预测方法，其特征在于，该预测方法包括以下步骤：
a、取样：选取若干组塑料套管料的样条，测定其硬度(洛氏)或拉伸强度或弯曲强度或无缺口冲击强度的初始值；
b、老化测定：在70℃～200℃的区间范围内选取至少3个不同温度T(K)，将上述样条分组分别放入选取的至少3个不同温度的老化房进行老化试验，每个温度条件下选取至少5个时间节点按照步骤a中的方法多次测定与步骤a中对应的样条硬度(洛氏)或拉伸强度或弯曲强度或无缺口冲击强度的数值，并记录上述试验项点各性能指标值的变化率达到50％的时间点t(h)，该时间点t(h)为临界值时间；
c、分析计算：利用阿累尼乌斯方程形成临界值时间的对数logt与测试温度的绝对温度的倒数1/T之间的关系图和线性方程式；利用外推法并根据上述线性方程式推算出塑料套管在常温下的贮存寿命。


2.根据权利要求1所述的塑料套管使用寿命的预测方法，其特征在于，所述步骤a和步骤b中，若测定其硬度(洛氏)值，则取5根Ⅰ型样条，每件测5个点，记录数据取平均值；若测定拉伸强度值，则取打完硬度的5根Ⅰ型样条进行试验，记录数据并取平均值；若测定弯曲强度值，则取5根弯曲样条进行试验，试验结果取平均值并记录；若测定无缺口冲击强度值，则取5根无缺口冲击样条进行试验，记录试验结果取平均值。测硬度(洛氏)值时按GB/T3398.2标准进行，测拉伸强度值时按GB/T1447标准进行拉伸强度试验，测弯曲强度值时按GB/9341标准进行，测无缺口冲击强度值时按GB/T1043标准进行。


3.根据权利要求2所述的塑料套管使用寿命的预测方法，其特征在于，所述步骤b中，选取以下4个不同的老化温度：
①、选取温度110℃(绝对温度383.15K)，该温度下分别选取0h、1560h(65d)、2016h(84d)、2496h(104d)、2592h(108d)、2712h(113d)共6个时间节点进行测量；
②、选取温度125℃(绝对温度398.15K)，该温度下分别选取0h、1008h(42d)、1560h(65d)、1632h(68d)、1704h(71d)、1776h(74d)共6个时间节点进行测量；
③、选取温度150℃(绝对温度423.15K)，该温度下分别选取0h、96h(4d)、168h(7d)、240h(10d)、312h(13d)、360h(15d)共6个时间节点进行测量；
④、选...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱世岳，杨君平，陈湘，
申请(专利权)人：富适扣铁路器材浙江有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33