[发明专利]一种在役燃气聚乙烯管道剩余寿命预测方法

说明书

一种在役燃气聚乙烯管道剩余寿命预测方法属于聚乙烯管道寿命检测技术领域。该方法首先需要对在役燃气聚乙烯管道同牌号的聚乙烯管道进行加速老化试验，按方法要求制备老化聚乙烯管道，记录老化时间、温度和压力，随后使用差示热量扫描法测试老化聚乙烯管道的氧化诱导期，记录氧化诱导期数据组，得到剩余寿命预测公式：最后只需在在役聚乙烯管道外表面刮取少量细末进行差示热量扫描法测试，然后将所得的氧化诱导期数值代入剩余寿命预测公式中的a₀进行计算，即可预测运行状态下燃气聚乙烯管道剩余寿命。该寿命预测方法不影响城镇燃气聚乙烯管道的正常运行，简单省时，具有一定的数据辨伪能力，可为在役燃气聚乙烯管道的安全运行提供技术支持。

技术领域

本发明属于聚乙烯管道寿命检测技术领域，特别涉及一种在役燃气聚乙烯管道剩余寿命预测方法。

背景技术

由于聚乙烯管道具有耐腐蚀、重量轻、低摩擦阻力等特点，聚乙烯管道已广泛运用于城镇燃气管道运输中。然而，聚乙烯属于高分子材料，容易发生老化，因此聚乙烯管道存在老化失效的问题。目前在役燃气聚乙烯管道运输均需要在一定压力作用下的运行，在一定压力下燃气聚乙烯管道的使用寿命是工程应用中十分重要的一项指标，国家标准规定是在温度条件20℃下聚乙烯燃气管道使用年限不低于50年。目前，采用美国塑料管道协会制定的ISO9080标准(用推断法测定热塑管型材料长期流动液体静力强度)作为聚乙烯管的寿命预测公式，如式1所示：

式中：t_f—失效寿命，h；T—静液压试验温度，℃；A、B、C、D—与具体材料牌号有关的回归模型参数；σ_θ—打压时的环向应力。该方法与实际工况结合少，试验时间长，并且需要从在役管线中截取管材做试验，会严重影响燃气管线的正常运营，管道二次接熔也会存在安全隐患。

低属性的老化聚乙烯管道已经被使用数十年，且燃气聚乙烯管道多分布在人口密集区域，国内外曾发生多起聚乙烯燃气管道爆炸和泄漏事故，造成了严重的经济损失，甚至危害人身安全。可见，要保证聚乙烯燃气管道系统的安全运行，且不影响管道正常运行，很有必要使用一种方便安全的方法对在役聚乙烯压力管道的实际使用寿命进行研究。

发明内容

本发明提供了一种在役燃气聚乙烯管道剩余寿命预测方法，通过进行燃气聚乙烯管道的承压加速老化试验和在役燃气聚乙烯管道的氧化诱导期测试，预测在役燃气聚乙烯管道的失效寿命。

本发明所述的一种在役燃气聚乙烯管道剩余寿命预测方法中所用器件的使用技术方案为：

在役燃气聚乙烯管道(2)为在役燃气聚乙烯管线(1)中要测试的区域管道，聚乙烯细末颗粒(3)来自于选取的测试区域的在役燃气聚乙烯管道(2)，燃气聚乙烯管道(4)是与在役燃气聚乙烯管道(2)同牌号的聚乙烯管道，承压加速老化试验箱(5)是用于承压加速老化燃气聚乙烯管道(4)，燃气聚乙烯管道(6)是经加速老化试验箱(5)进行承压加速老化燃气聚乙烯管道(4)后所得的老化燃气聚乙烯管道，聚乙烯细末颗粒(7)是从老化后燃气聚乙烯管道(6)刮取下的细末颗粒，电子天平(8)用于称量聚乙烯细末颗粒(3)和聚乙烯细末颗粒(7)，坩埚(9)用于陈放聚乙烯细末颗粒(3)和聚乙烯细末颗粒(7)，差示热量扫描仪(10)用于测试聚乙烯细末颗粒(3)和聚乙烯细末颗粒(7)的氧化诱导期，依据聚乙烯细末颗粒(3)和聚乙烯细末颗粒(7)的氧化诱导期的测试值，计算机(11)用于构建在役燃气聚乙烯管道剩余寿命预测模型。

本发明提供的一种在役燃气聚乙烯管道剩余寿命预测方法，按以下步骤进行：

a、从在役燃气聚乙烯管线中选取所要测试区域的重点燃气聚乙烯管段，刮取燃气聚乙烯管道外表面的一些细末颗粒，先将细末颗粒放入电子天平中称量重量(重量约15mg)，然后再将称量后的聚乙烯细末颗粒放入差示热量扫描仪中进行氧化诱导期测试，记录测试值a₀。