二甲醚介质中有机材质性能变化的预测方法

摘要

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k₀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。

主权项

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；上述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；上述溶解腐蚀过程时间指数n和在不同溶解腐蚀温度T下有机材质溶解腐蚀过程速度常数k是根据公式ln(l‑y)＝lna‑kt(当n＝1时)或(当n≠1时)，由ln(l‑y)或与t进行回归得出；其中，y为溶解腐蚀过程定性参数，t为溶解腐蚀过程时间(d)；上述溶解腐蚀速度指前因子k₀和活化能E是根据公式k＝k₀e^‑E/RT导出的公式lnk＝lnk₀‑E／RT，由lnk与1／T进行回归得出，其中，k₀为溶解腐蚀速度指前因子，E为溶解腐蚀过程表观活化能，单位为J／mol，R为通用气体常数为8.314J／(mol·K)，T为溶解腐蚀过程绝对温度；上述二甲醚溶解腐蚀等效温度T_e能根据公式${\mathrm{Mk}}_0{e}^{-E/{\mathrm{RT}}_e}=k_0\underset{i=1}{\overset{M}{\Sigma }}\left(e^{-E/{\mathrm{RT}}_i}\right)$导出的公式$T_e=\frac{-E/R}{\ln (\underset{i=1}{\overset{M}{\Sigma }}\left(e^{-E/{\mathrm{RT}}_i}\right)/M)}$计算；其中，M为1年中相同温度时间段，并设不同温度T_i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；其中，E为溶解腐蚀过程表观活化能，单位为J／mol，R为通用气体常数为8.314J／(mol·K)；上述等效温度T_e下的溶解腐蚀过程速度常数k_e能由式lnk_e=lnk₀‑E／RT_e得到；其中，E为溶解腐蚀过程表观活化能，单位为J／mol，R为通用气体常数为8.314J／(mol·K)；上述材质使用寿命估算值能根据公式：当n=1时t_e＝[lna_m‑ln(l‑y_e)]／k_e；当n≠1时，lna_m为不同温度下积分常数lna的算术平均值。