一种油气管道内改性环氧树脂修复涂层中改性材料最佳配比的预测方法技术

本发明专利技术公开了一种油气管道内改性环氧树脂修复涂层中改性材料最佳配比的预测方法。本发明专利技术方法包括如下步骤：(1)在纳米SiO2、纳米Al2O3和纳米TiO2总含量≤特定含量条件下，利用正交实验设计法，以纳米SiO2含量、纳米Al2O3含量和纳米TiO2含量为影响因子，设计多组实验组；(2)每个实验组按照其纳米SiO2含量、纳米Al2O3含量和纳米TiO2含量制作修复涂料试样，并测定各实验组对应的修复涂料试样接触角和硬度；利用多因素灰色预测模型，得到硬度预测模型和接触角预测模型；(3)利用遗传算法进行纳米SiO2、纳米Al2O3和纳米TiO2配比的最优化，得到改性材料最佳配比。本发明专利技术从提高管道内修复涂层硬度和接触角的角度出发，实现改性材料最佳配比预测，为实际生产需要提供理论依据。为实际生产需要提供理论依据。

【技术实现步骤摘要】
一种油气管道内改性环氧树脂修复涂层中改性材料最佳配比的预测方法


[0001]本专利技术涉及一种油气管道内改性环氧树脂修复涂层中改性材料最佳配比的预测方法，属于材料制备


技术介绍

[0002]在金属应用如此广泛的现代生活中，腐蚀一直是困扰各个工程的难题，而这一难题在石油工业中更是屡见不鲜，其中承担重要运输职能的管道是这一“疾病”的最主要受害者。
[0003]自石油工业兴起以来，国内外学者一直致力于防护管道内壁。油气管道的腐蚀主要分为两种，一是外腐蚀；二是内腐蚀。相对于外腐蚀，内腐蚀对管道的影响才是最大的，内腐蚀的主要成因是管道在运输过程中，容易与油气中的物质发生化学反应，其生产物具有一定的腐蚀性，会由内腐蚀管道，在长时间的腐蚀作用下，会对油气运输造成较为严重的影响。管道内腐蚀分为均匀腐蚀、坑蚀和冲刷腐蚀。均匀腐蚀是由于在油气运输阶段油气转化生成物和水反应生成的酸性气体腐蚀而成，由于气体分散，所以形成的腐蚀表面是均匀分布的；坑蚀主要表现形式是大小不一的腐蚀坑，其原因是管道内壁防腐层不均匀致使管道内壁各部分防腐性能不一；冲刷腐蚀也称本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种油气管道内改性环氧树脂修复涂层中改性材料最佳配比的预测方法，其中，所述改性环氧树脂修复涂层由环氧树脂、石墨烯、偶联剂、纳米SiO2、纳米Al2O3、纳米TiO2和固化剂制成，所述改性材料最佳配比为纳米SiO2、纳米Al2O3和纳米TiO2的最佳配比，包括如下步骤：(1)在纳米SiO2、纳米Al2O3和纳米TiO2的总含量≤特定含量的条件下，利用正交实验设计法，以纳米SiO2含量、纳米Al2O3含量和纳米TiO2含量为影响因子，设计多个实验组；对所有实验组按顺序进行数字编号；(2)每个实验组按照其纳米SiO2含量、纳米Al2O3含量和纳米TiO2含量进行投料制作修复涂料试样，并测定每个实验组对应的修复涂料试样的接触角和硬度；以硬度值为预测值，以所述纳米SiO2含量、所述纳米Al2O3含量和所述纳米TiO2含量为影响因素，根据所述每个实验组对应的修复涂料试样的硬度，利用多因素灰色预测模型进行预测，得到硬度预测模型y1＝b0+b1x1+b2x2+b3x3，其中，y1为硬度预测值，x1表示纳米SiO2含量，x2表示纳米Al2O3含量，x3表示纳米TiO2质含量，b0、b1、b2和b3为估计参数；以接触角角度为预测值，以所述纳米SiO2含量、所述纳米Al2O3含量和所述纳米TiO2含量为影响因素，根据所述每个实验组对应的修复涂料试样的接触角，利用多因素灰色预测模型进行预测，得到接触角预测模型y2＝b0'+b1'x1+b2'x2+b3'x3，其中，y2为接触角预测值，x1表示纳米SiO2含量，x2表示纳米Al2O3含量，x3表示纳米TiO2含量，b0′
、b1′
、b2′
和b3′
为估计参数；(3)以y(x1,x2,x3)＝y1+y2为适应度函数，以x1+x2+x3≤特定含量且y2≥特定度数为约束条件，利用遗传算法进行纳米SiO2、纳米Al2O3和纳米TiO2配比的最优化，得到所述最佳配比下的纳米SiO2含量、纳米Al2O3含量和纳米TiO2含量。2.根据权利要求1所述的预测方法，其特征在于：所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂；步骤(1)中，所述纳米SiO2含量以所述纳米SiO2占所述环氧树脂的质量百分含量计，所述纳米Al2O3质含量以所述纳米Al2O3占所述环氧树脂的质量百分含量计，所述纳米TiO2含量以所述纳米TiO2占所述环氧树脂的质量百分含量计；步骤(1)和步骤(3)中所述特定含量为5％。3.根据权利要求2所述的预测方法，其特征在于：步骤(1)中，所述设计多个实验组步骤中，每个影响因子下设置7～8个水平。4.根据权利要求3所述的预测方法，其特征在于：以C％表示占所述环氧树脂的质量百分含量，所述多个实验组为如下16个实验组：实验组1：纳米SiO
2 2.5C％，纳米Al2O
3 2.5C％，纳米TiO
2 0C％；实验组2：纳米SiO
2 0C％，纳米Al2O
3 0C％，纳米TiO
2 5C％；实验组3：纳米SiO
2 0C％，纳米Al2O
3 1.67C％，纳米TiO
2 3.33C％；实验组4：纳米SiO
2 0C％，纳米Al2O
3 2.5C％，纳米TiO
2 2.5C％；实验组5：纳米SiO
2 0C％，纳米Al2O
3 0.83C％，纳米TiO
2 4.17C％；实验组6：纳米SiO
2 3.33C％，纳米Al2O
3 0.83C％，纳米TiO
2 0.83C％；实验组7：纳米SiO

【专利技术属性】
技术研发人员：赵弘，严洲宇，
申请(专利权)人：中国石油大学北京，
类型：发明
国别省市：