一种大气环境金属腐蚀速率预测方法与流程

本发明涉及金属大气腐蚀速率预测和环境适用性评价，特别是一种大气环境金属腐蚀速率预测方法。

背景技术：

1、金属大气腐蚀是指受到温度、湿度、降雨和环境污染物等影响，金属发生的电化学腐蚀，腐蚀会导致金属厚度减薄、强度降低，腐蚀发展到一定程度，会发生突发性破坏。工程设计时通常会保留一定的腐蚀余量应对金属的腐蚀，但实际服役的金属大气腐蚀速率数据却不完整，对于预测剩余寿命相对比较困难。因此，需要获得一种便捷、成本低、易于实现而又更加接近实际环境服役情况的金属腐蚀数据，从而更好的为工程设计、建造和运维服务。

2、通常，金属大气腐蚀质量损失随暴晒时间的变化曲线符合幂函数模型c＝atn。通常获得腐蚀速率最准确的方法为挂片法，通过挂片法获得金属大气腐蚀的幂函数模型，暴晒时间越长，获得的幂函数模型越接近实际情况。然而长周期挂片需要专用设施开展暴晒试验并需要定期维护，投入成本相对较高。

3、实验室模拟大气环境金属腐蚀的加速试验方法较多，有盐雾法、循环盐雾法、周浸法、环境谱法等，与实际金属大气环境挂片法得到的腐蚀速率对等关系不尽相同。基于挂片法和加速试验方法的特点，需要建立两者之间的定量关系，从而通过挂片试验、环境数据监测和实验室加速试验短时间内建立更加接近实际服役环境的腐蚀速率预测方法。

技术实现思路

1、鉴于此，本发明提供一种大气环境金属腐蚀速率预测方法，以解决上述技术问题。

2、本发明公开了一种大气环境金属腐蚀速率预测方法，其包括：

3、步骤1：获取一年期大气环境中挂片金属的实际腐蚀速率；

4、步骤2：在加速试验条件下，开展加速腐蚀试验；

5、步骤3：对步骤2的加速腐蚀试验中的腐蚀数据进行分析，以得到腐蚀速率曲线；

6、步骤4：通过步骤1得到的实际腐蚀速率对步骤3得到的加速试验腐蚀速率曲线进行修正，得到修正后的腐蚀速率曲线。

7、进一步地，所述步骤1包括：

8、开展一年期内大气环境金属腐蚀挂片试验，将经过试验后的金属在实验室开展腐蚀失重测试，获得大气环境中金属的实际腐蚀速率。

9、进一步地，在所述步骤1中：

10、开展金属大气环境挂片法试验的同时，同步获取环境参数；所述环境参数包括大气环境温度、相对湿度、降雨时长。

11、进一步地，所述获取环境参数，包括：

12、统计一年期环境监测所得到的大气环境温度和相对湿度；将温度分多个档，相对湿度分多个档进行统计；

13、统计一年期降雨时长，采用干净容器在任一季节收集雨水，并在实验室测量雨水中对腐蚀影响明显的离子含量。

14、进一步地，所述加速试验条件包括：

15、根据实际气候变换条件，设置多次循环试验模拟一年期当量；使用试验箱开展7组试验，每16次循环试验为一组。

16、进一步地，每次循环实验包括以下阶段：

17、1)雨水喷淋阶段：采用喷淋方式模拟实际降雨，喷淋时长为224小时，喷淋水采用离子浓度与实际雨水一致的配置溶液，溶液采用超纯水、氯盐、硝酸盐和硫酸盐配置，氯盐、硝酸盐和硫酸盐选用分析纯或优级纯；

18、单次时长224÷16＝14h，即喷淋时长为14h；

19、2)湿热时段：温度为40℃、相对湿度为90％rh，时长为142h，加湿阶段仍为雨水喷淋阶段使用的溶液；

20、单次时长142÷16＝8.875，取整9h，即湿热时长为9小时；

21、3)干燥阶段：温度60℃、时长54小时；

22、单次时长：54÷16＝3.375，保留一位小数记为3.5h，即干燥时长为3.5小时。

23、进一步地，所述步骤3包括：

24、每组实验完成后，进行取样，取出步骤1中所有金属开展失重试验所有加速腐蚀实验完成后，每组样品酸洗后计算平均腐蚀速率，以得到腐蚀失重与试验循环次数的关系图，即腐蚀速率曲线；

25、从关系图中第二个腐蚀失重点开始以及之后的数据为复合幂函数模型，幂函数为y＝22.6x-0.954，r2＝0.9545；证明16次循环试验时腐蚀速率未达到最大值；从32次循环试验开始腐蚀速率开始减小，金属最大腐蚀速率介于16次和32次循环之间。

26、进一步地，所述步骤4包括：

27、采用插值法将实际腐蚀速率融入幂函数方程，同时，将循环次数转化为年当量，得到腐蚀速率与年的关系图，即修正后的腐蚀速率曲线；

28、拟合得到的幂函数模型为y＝20.13x-0.875，r2＝0.9637；即采用模拟一年期腐蚀当量的修正值为24次循环，得到修正后的腐蚀速率曲线。

29、由于采用了上述技术方案，本发明具有如下的优点：

30、本方法得到的腐蚀速率符合幂函数模型，能较好的用于金属大气腐蚀速率预测，建立的幂函数模型更加接近真实情况，更好地为工程实际服务。

技术特征：

1.一种大气环境金属腐蚀速率预测方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤1包括：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述步骤1中：

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述获取环境参数，包括：

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述加速试验条件包括：

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，每次循环实验包括以下阶段：

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤3包括：

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述步骤4包括：

技术总结
本发明公开了一种大气环境金属腐蚀速率预测方法，其包括：获取一年期大气环境中挂片金属的实际腐蚀速率；在加速试验条件下，开展加速腐蚀试验；对加速腐蚀试验中的腐蚀数据进行分析，以得到腐蚀速率曲线；通过实际腐蚀速率对加速试验腐蚀速率曲线进行修正，得到修正后的腐蚀速率曲线。本发明得到的腐蚀速率符合幂函数模型，能较好地用于金属大气腐蚀速率预测，建立的幂函数模型更加接近真实情况。

技术研发人员：李伟光,潘吉林,肖盼,楚鹰军,刘溢
受保护的技术使用者：电信科学技术第五研究所有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16