層次分析法告訴你什么是玻璃鋼管失效的主要因素
2018-03-23 11:37:49
作者：本網(wǎng)發(fā)布 來源：腐蝕與防護
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玻璃鋼管道具有耐腐蝕、重量輕、安裝方便、不污染輸送介質(zhì)、與相同口徑鋼管比較輸送介質(zhì)流速較大，可降低工程總投資等優(yōu)點，但服役過程中也會出現(xiàn)纖維和樹脂基體脫粘、力學(xué)性能減弱現(xiàn)象。
由于可能引起玻璃鋼管失效的因素有多種，所以本文就以層次分析法來對它們一一研究。
實驗材料與方法
試驗溶液的基礎(chǔ)成分見表1， pH為5.20。試驗材料為芳胺固化環(huán)氧玻璃鋼，試驗設(shè)備為高溫高壓反應(yīng)釜，具體試驗參數(shù)設(shè)置見表2。
表1 試驗溶液的基礎(chǔ)成分（質(zhì)量分數(shù)）
表2 不同試驗條件下的試驗參數(shù)
采用層次分析法對各因素進行分析，步驟依次為：建立層次模型，構(gòu)造成對比較矩陣，計算權(quán)向量并做一致性檢驗，計算組合權(quán)向量并做組合一致性檢驗。
結(jié)果與討論
1. 環(huán)向拉伸強度損失
圖1為各試驗條件下玻璃鋼管的環(huán)向拉伸強度損失率。由圖1可見，在不同試驗條件下，玻璃鋼管的環(huán)向拉伸強度損失率不同，這是由CO2分壓、H2S分壓、NaCl含量、溫度、應(yīng)力等因素共同作用的結(jié)果。
圖1 各試驗條件下玻璃鋼管的環(huán)向拉伸強度損失率
溫度及應(yīng)力加載對玻璃鋼管環(huán)向拉伸強度損失率的影響如圖2所示。由圖2可知：在同一溫度下，應(yīng)力加載后玻璃鋼管的強度損失率大于未加載應(yīng)力時的；且不同溫度下，應(yīng)力加載前后玻璃鋼管環(huán)向拉伸強度損失率增幅也不同。由此可見，溫度與應(yīng)力加載對玻璃鋼管的環(huán)向拉伸強度損失率都有影響。
圖2 溫度及應(yīng)力加載對玻璃鋼管環(huán)向拉伸強度損失率的影響
NaCl含量改變時玻璃鋼管環(huán)向拉伸強度損失率如圖3所示。由圖3可知，隨著NaCl含量的改變，環(huán)向拉伸強度損失率也發(fā)生改變，但變化不明顯。
圖3 NaCl含量改變時玻璃鋼管環(huán)向拉伸強度損失率
圖4為氣體介質(zhì)對玻璃鋼管環(huán)向拉伸強度損失率的影響。由圖4可知，H2S/CO2混合介質(zhì)對玻璃鋼管的環(huán)向斷裂影響相對較大。
圖4 氣體介質(zhì)對玻璃鋼管環(huán)向拉伸強度損失率的影響
2. 層次分析法確定各因素對玻璃鋼強度損失的權(quán)重
根據(jù)實驗結(jié)果，定性判斷各因素對玻璃鋼管的影響，然后通過各兩兩影響因素賦值比較，構(gòu)建比較矩陣，定量計算各因素的權(quán)重值。
根據(jù)已經(jīng)建立的因素集，構(gòu)建影響玻璃鋼失效因素的層次結(jié)構(gòu)如圖5所示。
圖5 玻璃鋼管環(huán)向拉伸強度損失的層次結(jié)構(gòu)
通過建立矩陣與計算后可知：對于玻璃鋼管的環(huán)向拉伸強度損失的權(quán)重的順序為溫度>應(yīng)力>H2S分壓> CO2分壓>NaCl含量。因此，溫度是影響玻璃鋼管失效的主要因素。
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