[发明专利]有机涂层寿命预测模型建模方法及有机涂层寿命预测方法

说明书

本发明提供一种有机涂层寿命预测模型建模方法及有机涂层寿命预测方法，其中的有机涂层寿命预测模型建模方法包括以下步骤：对有机涂层进行特定工况环境模拟，并按照时间序列采集参数并形成各参数的时间观察序列；选出采集的参数中权重高于或等于权重阈值的参数；将选出的参数的时间观察序列应用灰色预测模型进行建模预测，得到序列灰色预测值并计算残差；将得到的灰色预测值以及残差输入BP神经网络进行训练迭代，形成预测模型并更新残差；将得到的灰色预测值与更新的残差相加得到该参数的时间观察序列关于涂层寿命的预测模型。本发明的有机涂层寿命预测模型建模方法及有机涂层寿命预测方法，可以更精确地预测有机涂层的寿命。

技术领域

本发明涉及石油管道输送领域，具体为一种有机涂层寿命预测模型建模方法及有机涂层寿命预测方法。

背景技术

目前应用最为广泛的防腐蚀涂料之一便是环氧树脂基防腐蚀涂料。环氧树脂通过其结构中的脂肪族羟基、醚基及环氧基，羟基和醚基的极性，可与相邻表面产生电磁键吸引，使得该材料有着对金属的附着能力强、固化收缩率低等特点，可起到很好的管线内壁保护作用。同时，该材料具有良好的耐化学腐蚀性、耐油性以及耐碱性，工艺方面其易加工成型、固化物性能优异；且针对环氧树脂固化后存在的抗冲击韧性差、性脆、耐疲劳性、固化过程中体积收缩容易产生内应力差等缺点，该材料在原油、天然气的管线运输工程中逐渐无法满足日益苛刻的运输环境，因此目前有以下两大类改进的环氧涂层：

(1)溶剂型环氧涂层

该类环氧涂层在保持纯环氧涂层优点的基础上，还具有较好的硬度、光泽、耐水性、耐酸碱性及良好的耐候性、耐污染性，但由于有机溶剂的存在，在涂层干燥过程中容易由于挥发现象而形成表面孔洞，涂层的抗渗透性能变差。

(2)无溶剂环氧涂层

无溶剂环氧涂层与溶剂型环氧涂层最大区别在于涂层制造及施工应用过程中不需采用挥发性有机溶剂作为分散介质，低粘度的胺固化剂、液态的环氧树脂经交联反应固化而形成的涂层具优异的特性。常用的无溶剂环氧涂层有：高组分无溶剂环氧涂层、环氧玻璃鳞片涂层、环氧陶瓷粉末涂层、环氧纳米粉末涂层。

专利号位CN201310162944.4的中国专利“一种耐水环境腐蚀的无溶剂高分子涂层寿命预测方法”利用无溶剂高分子涂层在模拟水环境腐蚀工况下，通过湿附着力与涂层浸泡天数建立了寿命预测的数学模型，可通过湿附着力定级情况计算出涂层理想寿命。专利号位CN201710386474.8的中国专利“一种涂层寿命预测方法”描述了针对油气管道涂层，利用阴极保护电流测试涂层阴极剥离性能，通过涂层平均阴极剥离距离与测试周期的关系，达到预测涂层寿命的目的。然而上述两种方案均存在测试参数单一、预测寿命模型简单的问题，实际的输油管道的工况复杂，以单一参数和简单的数学模型无法准确预测涂层的使用寿命。

发明内容

本发明提供一种有机涂层寿命预测模型建模方法，可以更精确地预测有机涂层的寿命。

本发明的有机涂层寿命预测模型建模方法，包括以下步骤：

S101，对有机涂层进行特定工况环境模拟，并按照时间序列采集物理、化学以及热力学相关的参数并形成各参数的时间观察序列；

S102，通过熵权法确定在涂层失效过程中各参数的影响权重，设置权重阈值，选出步骤S101中采集的参数中权重高于或等于权重阈值的参数；

S103，将步骤S102选出的参数的时间观察序列应用灰色预测模型进行建模预测，得到序列灰色预测值并计算残差；

S104，将步骤S103中得到的灰色预测值以及残差输入BP神经网络进行训练迭代，形成预测模型并更新残差；

S105，将步骤S103得到的灰色预测值与步骤S104中更新的残差相加得到该参数的时间观察序列关于涂层寿命的预测模型。