[发明专利]一种玻璃钢管材服役寿命预测方法

说明书

本发明公开了一种玻璃钢管材服役寿命预测方法，本发明通过对玻璃钢管材进行浸泡试验，考虑了输送介质的腐蚀性对管材寿命的影响，利用经不同时间在腐蚀介质浸泡过的玻璃钢管材的拉伸强度数据，通过静水压试验和水压爆破试验建立了玻璃钢管材腐蚀内压强度衰减方程，另一方面考虑了管材长期承受内压对管材爆破强度的影响，建立了管材在腐蚀介质中长期强度与时间关系方程，通过设定不同安全临界压力值，得到管材服役寿命。本发明提供的方法建立在试验数据的基础上，试验周期相对较短，便于实施，与管材服役工况结合紧密，预测可靠性高。

技术领域

本发明涉及石油天然气行业管道技术领域，具体涉及一种玻璃钢管材服役寿命预测方法。

背景技术

随着石油天然工业的快速发展，石油和天燃气开采、油气集输及注入、污水处理等领域需要大量的压力管道。石油、天然气流体普遍具有一定的腐蚀性，使碳钢管道经常遭受到剧烈的腐蚀。玻璃钢管是油气田普遍使用的非金属管材，已广泛应用于腐蚀性严重的原油、天然气、污水等流体输送领域。

玻璃钢管道虽然具有良好的耐腐蚀性能，但在含有水、H₂S、CO₂、Cl^-等腐蚀性介质的油气田集输环境中，仍出现了较多的失效案例。玻璃钢管材主要由高分子树脂和玻璃纤维组成。玻璃钢管材的失效破坏主要表现为高分子树脂老化降解和开裂、树脂和玻璃纤维界面脱粘、层间开裂以及纤维断裂等四种损伤形式。玻璃钢材料在化学介质与应力、热等因素联合作用下，化学结构和性能发生变化从而降低或丧失使用性能的过程称为腐蚀。玻璃钢管的耐蚀性能主要由管材特性、输送介质类型、环境参数、应力状态决定。

准确地进行玻璃钢管的服役寿命预测，对于消除压力管道事故隐患、制订有效的检修计划和充分利用管材的有效强度都具有重要的理论意义和工程实际价值。

GB/T 18252-2000提出了采用外推法对热塑性塑料管材长期静液压强度的测定，该方法需要1年时间用来做测定。发明专利ZL201410721347.5公开了一种基于线性回归采用静水压剩余强度法来预测柔性复合管寿命的方法。

现有技术至少存在以下问题：

现有技术采用的试验介质都为清水，清水环境对玻璃钢等非金属管材的造成的腐蚀和结构损伤非常有限，玻璃钢等非金属管材在清水环境中往往具有更长的服役寿命。但是，石油、天然气流体普遍具有一定的腐蚀性，腐蚀性介质会造成玻璃钢管材老化、化学结构和性能发生变化从而降低或丧失使用性能。现有方法采用试验介质不符合石油天然气领域的实际工况环境，采用现有方法预测的管材寿命将偏于危险。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种玻璃钢管材服役寿命预测方法，能够预测输送介质的腐蚀性对管材寿命的影响问题。

为了达到上述目的，本发明包括以下步骤：

步骤一，对待测玻璃钢管材进行静水压试验，得到静水压时间；

步骤二，对经过静水压试验的玻璃钢管材进行水压爆破试验，测试玻璃钢管材的爆破强度值；

步骤三，将静水压时间与爆破强度值的数据拟合，以静水压时间为横坐标，爆破强度值为纵坐标，利用对数回归法进行数值拟合，得到静水压时间与爆破强度值的拟合方程；

步骤四，将玻璃钢管材置于腐蚀介质中进行浸泡试验，并从玻璃钢管材上截取管环试样；

步骤五，对完成浸泡试验的管环试样进行拉伸试验，得到完成浸泡试验的管环试样的环向断裂强度值；

步骤六，根据完成浸泡试验的管环试样的环向断裂强度值，得到玻璃钢管材腐蚀内压强度值；

步骤七，将浸泡试验的浸泡时间与玻璃钢管材腐蚀内压强度值的数据拟合，以浸泡时间值为横坐标，玻璃钢管材腐蚀内压强度值作为纵坐标，得到浸泡时间与腐蚀内压强度值的拟合方程和玻璃钢管材的腐蚀内压强度衰减方程；