二甲醚介质中有机材质性能变化的预测方法技术

一种二甲醚介质中有机材质性能变化的预测方法，①根据材质使用要求而选择定性参数；②根据材质试样定性参数的数据确定溶解腐蚀过程时间指数ｎ，并计算出不同溶解腐蚀温度Ｔ下有机材质溶解腐蚀过程速度常数ｋ和积分常数ｌｎａ；③得出溶解腐蚀速度指前因子ｋ↓［０］和活化能Ｅ，进而得到材质性能随时间的变化规律；④得到等效温度Ｔ↓［ｅ］下的溶解腐蚀过程速度常数ｋ↓［ｅ］；⑤计算该材质达到设定的定性参数值ｙ↓［ｅ］时的使用寿命估算值ｔ↓［ｅ］。本发明专利技术的优点是：只要用短时间的实测数据，就可以得到有机材质在二甲醚介质中的性能随时间变化的规律，进而对材质性能退化到一定程度的使用时间进行估算，达到对二甲醚介质中有机材质使用寿命的快速预测。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于城市燃气用二甲醚的应用领域，特别涉及一种二甲醚 介质对有机材质性能变化的预测方法，以判断二甲醚对有机材质的溶 解腐蚀性，进而对材质性能退化到一定程度的使用时间进行估算。
技术介绍
在常规条件下有机材质的压缩永久变形、拉伸强度、浸泡质量变 化率等性能已有测定方法。二甲醚介质对有机材质有较强的溶解腐蚀 作用，二甲醚与有机材质接触后，随时间的推移，材质性能会发生变 化而影响其使用效果。目前，有机材质在二甲醚介质中的性能随时间 变化的规律无法确定，二甲醚介质对有机材质的溶解腐蚀性无法预 测。
技术实现思路
本专利技术的目的就在于提供一种二甲醚介质中有机材质性能变化 的预测方法，该方法提出一种利用在加温下介质中材质试验数据来预 测在常温下与二甲醚介质相接触材质性能的方法。本专利技术的技术方案是 一种二甲醚介质中有机材质性能变化的预 测方法，其特征在于①根据材质使用要求而选择定性参数，当材 质用作密封材料时，定性参数选择永久变形率；当材质用作皮膜材料 时，定性参数选择拉伸强度变化率；当材质与液相二甲醚接触时，定性参数选择二甲醚浸泡质量变化率；②根据材质试样定性参数的数 据，采用相关系数法确定溶解腐蚀过程时间指数n，并计算出不同溶 解腐蚀温度r下有机材质溶解腐蚀过程速度常数;t和积分常数ln③ 根据不同溶解腐蚀过程的温度r和有机材质溶解腐蚀过程的速度常 数h得出溶解腐蚀速度指前因子*。和活化能￡，进而得到材质性能 随时间的变化规律； 根据计算得到的溶解腐蚀过程等效温度7;， 得到等效温度7;下的溶解腐蚀过程速度常数&; ◎计算该材质达到 设定的定性参数值j。时的使用寿命估算值/。。上述溶解腐蚀过程时间指数w和在不同溶解腐蚀温度r下有机材 质溶解腐蚀过程速度常数)t是根据公式in(1->o = in-fe (当=1时)或lnl一(l-力1—)(1 —)-lna-h (当时)，由ln(1-力或!n1-(1-力'-) (1 —)与^进行回归得出,上述溶解腐蚀速度指前因子*。和活化能￡是根据公式A = A。e 导出的公式l-in^-i;/7 r，由i与i/:r迸行回归得出，其中，^为 溶解腐蚀速度指前因子，￡为溶解腐蚀过程表观活化能J/mo1， / 为通 用气体常数为8. 314 J/(mo1 K)， r为溶解腐蚀过程绝对温度。上述二甲醚溶解腐蚀等效温度z;可根据公式导出的公式^ =,=1计算,、w .其中，M为l年中相同温度时间段，并设不同温度z;时间段溶解腐蚀过程的效果之和等于在等效温度时溶解腐蚀过程的总体效果。 上述等效温度7;下的溶解腐蚀过程速度常数&可由式上述材质使用寿命估算值可根据公式^==[lnm-ln(l-w]a或<formula>formula see original document page 6</formula>^计算，ln^为不同温度下积分常数lna的算术平均值。本专利技术的优点是只要用短时间的实测数据，就可以得到有机 材质在二甲醚介质中的性能随时间变化的规律，进而对材质性能退化 到一定程度的使用时间进行估算，达到对二甲醚介质中有机材质使用 寿命的快速预测。 具体实施例方式本专利技术提出的方法由下述部分组成(1)定性参数选择与测定方法。定性参数是根据材质使用要求选定的性能变化率参数。永久变形 率为材质与气态二甲醚介质接触后的压縮永久变形；拉伸强度变化率 为材质与气态二甲醚介质接触后拉伸强度的降低值与原始材质拉伸 强度之比；二甲醚浸泡质量变化率为材质与液态二甲醚介质接触并经 一定时间干燥后的降低值与原始材质浸泡前质量之比。当材质用作密 封材料时，定性参数选择永久变形率；当材质用作皮膜材料时，定性 参数选择拉伸强度变化率；当材质与液相二甲醚接触时，定性参数选 择二甲醚浸泡质量变化率。材质的性能测量装置由恒温装置、恒压装置、试验罐、材质性能 测量仪器等组成。试验罐中装有实际测试介质和与其密切接触的材质 试样，根据需要选择一定的温度或压力条件，测定延续不同时间后材质的定性参数。 一个定性参数至少需要在4个温度下，分别测定4个 以上延续不同时间后的性能参数值。(2)计算溶解腐蚀过程时间指数确定和不同溶解腐蚀温度下材 质溶解腐蚀过程速度常数。对于一般的溶解腐蚀过程而言，设^为溶解腐蚀过程定性参数， 为溶解腐蚀过程时间指数，/为溶解腐蚀过程时间(d)， A为溶解腐 蚀过程速度常数(d—')，则溶解腐蚀过程速率dWd/与溶解腐蚀过程速 度常数、溶解腐蚀过程定性参数、溶解腐蚀过程时间指数的关系为<formula>formula see original document page 7</formula>当《 = 1时，由式(l)积分得<formula>formula see original document page 7</formula>当1时，由式(l)积分得:<formula>formula see original document page 7</formula>根据上述方法在不同温度下，测定到的不同时间后的定性参数值，利用式(2)和式(3)能计算出不同溶解腐蚀温度r下，材质溶解腐 蚀过程速度常数当i时，先假设一个溶解腐蚀过程时间指数w，利用式(3)对<formula>formula see original document page 7</formula>进行回归，取相关系数最佳时的溶解腐 蚀过程时间指数w作为该组试验数据的w值，再利用此w值计算出不同溶解腐蚀温度r下的材质溶解腐蚀过程速度常数先。(3)计算溶解腐蚀过程表观活化能和溶解腐蚀速度指前因子。 按化学反应动力学的理论，设&为溶解腐蚀速度指前因子8.314 J/(mo1 K)], r为溶解腐蚀过程绝对温度(K)，则溶解腐蚀过 程速度常数a为先=^e—￡/r (4)将上式改写为ln* = ln;t0—(5) 利用式(5),根据上述方法计算出的不同溶解腐蚀过程的温度r和有机材质溶解腐蚀过程的速度常数h对ha l/r进行回归，可得到i。(或溶解腐蚀速度指前因子/0和活化能五。(4)计算溶解腐蚀过程等效温度。设 ;为溶解腐蚀过程年等效温度(K)，将l年分为m个相同温度 的时间段，并设不同温度7;时间段溶解腐蚀过程的效果之和等于在等效温度时溶解腐蚀过程的总体效果，应有M。e-歸e4。2(e—,) (6) 1则溶解腐蚀过程等效温度为— 一￡re=~r^-^ (7)V '=1 」(5)估算使用寿命。将测得的溶解腐蚀过程速度指前因子ifc。、溶解腐蚀过程表观活化能e和等效温度re带入式(4)，可计算出等效温度re下的溶解腐蚀过程速度常数^ 。然后，将等效温度下的溶解腐蚀过程速度常数&和设定要达到的定性参数值X带入式(8)或式(9)，可得出在等效温度下达到该定性参数值的时间。即该材质使用寿命的估算值。当时^的计算式为式 (8)， n时^的计算式为式(9):/e ==[lna-ln(1-少e)]/夂 (8)(l-)<formula>formula see original d本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种二甲醚介质中有机材质性能变化的预测方法，其特征在于：①根据材质使用要求而选择定性参数，当材质用作密封材料时，定性参数选择永久变形率；当材质用作皮膜材料时，定性参数选择拉伸强度变化率；当材质与液相二甲醚接触时，定性参数选择二甲醚浸泡质量变化率；②根据材质试样定性参数的数据，采用相关系数法确定溶解腐蚀过程时间指数ｎ，并计算出不同溶解腐蚀温度Ｔ下有机材质溶解腐蚀过程速度常数ｋ和积分常数ｌｎａ；③根据不同溶解腐蚀过程的温度Ｔ和有机材质溶解腐蚀过程的速度常数ｋ，得出溶解腐蚀速度指前因子ｋ↓［０］和活化能Ｅ，进而得到材质性能随时间的变化规律；④根据计算得到的溶解腐蚀过程等效温度Ｔ↓［ｅ］，得到等效温度Ｔ↓［ｅ］下的溶解腐蚀过程速度常数ｋ↓［ｅ］；⑤计算该材质达到设定的定性参数值ｙ↓［ｅ］时的使用寿命估算值ｔ↓［ｅ］。

【技术特征摘要】
1、一种二甲醚介质中有机材质性能变化的预测方法，其特征在于①根据材质使用要求而选择定性参数，当材质用作密封材料时，定性参数选择永久变形率；当材质用作皮膜材料时，定性参数选择拉伸强度变化率；当材质与液相二甲醚接触时，定性参数选择二甲醚浸泡质量变化率；②根据材质试样定性参数的数据，采用相关系数法确定溶解腐蚀过程时间指数n，并计算出不同溶解腐蚀温度T下有机材质溶解腐蚀过程速度常数k和积分常数lna；③根据不同溶解腐蚀过程的温度T和有机材质溶解腐蚀过程的速度常数k，得出溶解腐蚀速度指前因子k0和活化能E，进而得到材质性能随时间的变化规律；④根据计算得到的溶解腐蚀过程等效温度Te，得到等效温度Te下的溶解腐蚀过程速度常数ke；⑤计算该材质达到设定的定性参数值ye时的使用寿命估算值te。2、 根据权利要求1所述的二甲醚介质中有机材质性能变化的预 测方法，其特征在于上述溶解腐蚀过程时间指数和在不同溶解腐蚀温度r下有机材质溶解腐蚀过程速度常数;t是根据公式hi(1-;;)-hi-fo (当zz1时)或h「l-(1-力)]—!na fo(当时)，由ln(l —少)(卜)'ln力'—)与r进行回归得出。(卜)3、根据权利要求1所述的二甲醚介质中有机材质性能变化的预...

【专利技术属性】
技术研发人员：项友谦，王启，鞠睿，严荣松，赵自军，李军，岳明，
申请(专利权)人：中国市政工程华北设计研究院，
类型：发明
国别省市：12[中国|天津]