一种铝合金腐蚀程度的评估方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及铝合金大气腐蚀技术领域，具体提供了一种铝合金腐蚀程度的评估方法及装置，该方法包括：获取待检测铝合金的腐蚀特征参数；基于预先确定的铝合金表面的腐蚀特征参数与其对应的腐蚀失厚的关系得到待检测铝合金的腐蚀特征参数对应的待检测铝合金的腐蚀失厚；基于待检测铝合金的腐蚀失厚确定待检测铝合金的腐蚀程度；铝合金表面的腐蚀特征参数与其对应的腐蚀失厚的关系由加速腐蚀试验确定。本申请提供的技术方案，实现了对铝合金在不同大气环境下的耐腐蚀性的评估，并且具有检测速率快、预测时间短、实用性强、检测不受环境地点和铝合金材料的体积限制的优点，为电网用铝合金材料的选型研究及寿命评估提供评判的依据。金材料的选型研究及寿命评估提供评判的依据。金材料的选型研究及寿命评估提供评判的依据。

【技术实现步骤摘要】
一种铝合金腐蚀程度的评估方法及装置


[0001]本专利技术属于铝合金大气腐蚀
，具体涉及一种铝合金腐蚀程度的评估方法及装置。

技术介绍

[0002]电力金属材料部件是输变电线路的重要组成部分，而铝合金具有密度小、强度高、导电导热性性好、耐蚀性好、易加工等特点，广泛应用于变电设备线夹、主变套管和接线端子等。铝及其合金的耐蚀性能够满足一般大气环境的使用要求。在沿海地区，尤其是存在大气污染区的工业环境，电网设备铝合金部件腐蚀问题严重。
[0003]大气环境中的各种腐蚀因子对铝合金腐蚀都有较大影响，铝合金表面钝化膜对环境中的CL离子十分敏感，铝合金表面钝化膜极易发生破坏从而暴露出铝合金基体。大气中的SO2经过多步骤的反应后使铝合金表面液膜呈酸性，会导致铝表面钝化膜的损坏，加速铝的电化学腐蚀反应。铝及其合金在氯离子或者硫离子浓度较高的大气环境中的腐蚀通常会先出现点腐蚀，随着点蚀的增多及不断扩大，使得原来只有小面积的腐蚀相互连通最终转变为大面积腐蚀。
[0004]电网常用铝合金材料主要有2系、5系和6系等不同系列，不同系列铝合金中添加元素的成分含量各不相同，其耐腐蚀性能也存在明显差异，不能用纯铝的耐腐蚀性能来评估所有系列铝合金的耐腐蚀性。而对正在使用的铝合金或者体积较大的铝合金构件，无法采用常规的腐蚀失重法进行铝合金的腐蚀评价。另外，腐蚀失重法存在预测合金材料的腐蚀程度的周期较长以及无法测量短期内合金材料的腐蚀波动的问题。

技术实现思路

[0005]为至少在一定程度上克服相关技术中存在的问题，本申请提供一种铝合金腐蚀程度的评估方法及装置。
[0006]根据本申请实施例的第一方面，提供一种铝合金腐蚀程度的评估方法，所述方法包括：
[0007]获取待检测铝合金的腐蚀特征参数；
[0008]基于预先确定的铝合金表面的腐蚀特征参数与其对应的腐蚀失厚的关系得到所述待检测铝合金的腐蚀特征参数对应的待检测铝合金的腐蚀失厚；
[0009]基于所述待检测铝合金的腐蚀失厚确定所述待检测铝合金的腐蚀程度；
[0010]所述铝合金表面的腐蚀特征参数与其对应的腐蚀失厚的关系由加速腐蚀试验确定。
[0011]优选的，所述铝合金表面的腐蚀特征参数与其对应的腐蚀失厚的关系的确定包括如下步骤：
[0012]基于室外大气环境的主要特征参数确定加速腐蚀试验的各试验参数；
[0013]获取若干组平行样，基于每组平行试样确定所述各试验参数的数值；
[0014]计算所述若干组平行试样的平均腐蚀失厚；
[0015]基于所述各试验参数的数值和所述平均腐蚀失厚，利用麦夸特法和通用全局优化法算法，拟合得到各试验参数与所述平均腐蚀失厚的关系，所述各试验参数与所述平均腐蚀失厚的关系为铝合金表面的腐蚀特征参数与其对应的腐蚀失厚的关系。
[0016]优选的，所述基于室外大气环境的主要特征参数确定加速腐蚀试验的各试验参数，包括：
[0017]对室外大气环境的特征参数进行两两调节确定加速腐蚀试验的各试验参数。
[0018]优选的，所述试验参数包括下述中的一种或多种：腐蚀时间、腐蚀坑平均水平费雷特直径、平均腐蚀面积和平均腐蚀坑深度。
[0019]优选的，所述获取若干组平行试样，包括：
[0020]每间隔预设时间提取一组所述加速腐蚀试验中的平行试样，得到若干组平行试样，每组平行试样包括若干个平行试样。
[0021]优选的，所述基于每组平行试样确定所述各试验参数的数值，包括：
[0022]根据所述预设时间确定每组平行试样的腐蚀时间；
[0023]选择每组平行试样中的一个平行试样，令所述一个平行试样为第一平行试样；
[0024]分别利用扫描电镜、金相显微镜和形状测量激光显微镜采集所述第一平行试样的腐蚀坑水平费雷特直径、腐蚀面积和腐蚀坑深度；
[0025]根据各所述第一平行试样的腐蚀坑水平费雷特直径、腐蚀面积和腐蚀坑深度，分别计算腐蚀坑平均水平费雷特直径、平均腐蚀面积和平均腐蚀坑深度。
[0026]优选的，所述计算所述若干组平行试样的平均腐蚀失厚，包括：
[0027]选择每组平行试样中剩余的平行试样，令每组平行试样中的每个剩余的平行试样为第二平行试样；
[0028]对各第二平行试样进行除锈，得到各第二平行试样的失重；
[0029]利用所述各第二平行试样的失重，计算各第二平行试样的腐蚀失厚；
[0030]根据所述各第二平行试样的腐蚀失厚，获取所述平均腐蚀失厚。
[0031]优选的，所述利用所述各第二平行试样的失重，计算各第二平行试样的腐蚀失厚，包括：
[0032]按下式计算各第二平行试样的腐蚀失厚：
[0033][0034]上式中，i∈[1,n]，n为铝合金试样的总组数；j∈[1,m]，m为每组铝合金试样中第二平行试样的总数量；w
i
′
,j
为第i组铝合金试样中第j个第二平行试样的腐蚀失厚，
△
W
i,j
为第i组铝合金试样中第j个第二平行试样的失重，s
i,j
为第i组铝合金试样中第j个第二平行试样的腐蚀面积，t
i,j
为第i组铝合金试样中第j个第二平行试样的腐蚀时间。
[0035]优选的，所述基于所述待检测铝合金的腐蚀失厚确定所述待检测铝合金的腐蚀程度，包括：
[0036]利用所述待检测铝合金的腐蚀失厚，计算所述待检测铝合金的腐蚀速率；
[0037]根据所述待检测铝合金的腐蚀速率获取所述待检测铝合金的腐蚀等级。
[0038]优选的，所述利用所述待检测铝合金的腐蚀失厚，计算所述待检测铝合金的腐蚀
速率，包括：
[0039]按下式计算所述待检测铝合金的腐蚀速率：
[0040][0041]上式中，V为待检测铝合金的腐蚀速率，w为待检测铝合金的腐蚀失厚，ρ为待检测铝合金的密度。
[0042]根据本申请实施例的第二方面，提供一种铝合金腐蚀程度的评估装置，所述装置包括：
[0043]第一获取单元，用于获取待检测铝合金的腐蚀特征参数；
[0044]第二获取单元，用于基于预先确定的铝合金表面的腐蚀特征参数与其对应的腐蚀失厚的关系得到所述待检测铝合金的腐蚀特征参数对应的待检测铝合金的腐蚀失厚；
[0045]第三获取单元，用于基于所述待检测铝合金的腐蚀失厚确定所述待检测铝合金的腐蚀程度；
[0046]所述铝合金表面的腐蚀特征参数与其对应的腐蚀失厚的关系由加速腐蚀试验确定。
[0047]优选的，所述装置还包括：确定单元，用于确定铝合金表面的腐蚀特征参数与其对应的腐蚀失厚的关系；所述确定单元，包括：
[0048]确定模块，用于基于室外大气环境的主要特征参数确定加速腐蚀试验的各试验参数；
[0049]第一获取模块，用于获取若干组平行样，基于每组平行试样确定所述各试验参数的数值；...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铝合金腐蚀程度的评估方法，其特征在于，所述方法包括：获取待检测铝合金的腐蚀特征参数；基于预先确定的铝合金表面的腐蚀特征参数与其对应的腐蚀失厚的关系得到所述待检测铝合金的腐蚀特征参数对应的待检测铝合金的腐蚀失厚；基于所述待检测铝合金的腐蚀失厚确定所述待检测铝合金的腐蚀程度；所述铝合金表面的腐蚀特征参数与其对应的腐蚀失厚的关系由加速腐蚀试验确定。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述铝合金表面的腐蚀特征参数与其对应的腐蚀失厚的关系的确定包括如下步骤：基于室外大气环境的主要特征参数确定加速腐蚀试验的各试验参数；获取若干组平行样，基于每组平行试样确定所述各试验参数的数值；计算所述若干组平行试样的平均腐蚀失厚；基于所述各试验参数的数值和所述平均腐蚀失厚，利用麦夸特法和通用全局优化法算法，拟合得到各试验参数与所述平均腐蚀失厚的关系，所述各试验参数与所述平均腐蚀失厚的关系为铝合金表面的腐蚀特征参数与其对应的腐蚀失厚的关系。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于室外大气环境的主要特征参数确定加速腐蚀试验的各试验参数，包括：对室外大气环境的特征参数进行两两调节确定加速腐蚀试验的各试验参数。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述试验参数包括下述中的一种或多种：腐蚀时间、腐蚀坑平均水平费雷特直径、平均腐蚀面积和平均腐蚀坑深度。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述获取若干组平行试样，包括：每间隔预设时间提取一组所述加速腐蚀试验中的平行试样，得到若干组平行试样，每组平行试样包括若干个平行试样。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述基于每组平行试样确定所述各试验参数的数值，包括：根据所述预设时间确定每组平行试样的腐蚀时间；选择每组平行试样中的一个平行试样，令所述一个平行试样为第一平行试样；分别利用扫描电镜、金相显微镜和形状测量激光显微镜采集所述第一平行试样的腐蚀坑水平费雷特直径、腐蚀面积和腐蚀坑深度；根据各所述第一平行试样的腐蚀坑水平费雷特直径、腐蚀面积和腐蚀坑深度，分别计算腐蚀坑平均水平费雷特直径、平均腐蚀面积和平均腐蚀坑深度。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述计算所述若干组平行试样的平均腐蚀失厚，包括：选择每组平行试样中剩余的平行试样，令每组平行试样中的每个剩余的平行试样为第二平行试样；对各第二平行试样进行除锈，得到各第二平行试样的失重；利用所述各第二平行试样的失重，计算各第二平行试样的腐蚀失厚；根据所述各第二平行试样的腐蚀失厚，获取所述平均腐蚀失厚。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述利用所述各第二平行试样的失重，计算各第二平行试样的腐蚀失厚，包括：
按下式计算各第二平行试样的腐蚀失厚：上式中，i∈[1,n]，n为铝合金试样的总组数；j∈[1,m]，m为每组铝合金试样中第二平行试样的总数量；w
i
′
,j
为第i组铝合金试样中第j个第二平行试样的腐蚀失厚，
△
W
i,j
为第i组铝合金试样中第j个第二平行试样的失重，s
i,j
为第i组铝合金试样中第j个第二平行试样的腐蚀面积，t
i,j
为第i组铝合金试样中第j个第二平行试样的腐蚀时间。9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述待检测铝合金的腐蚀失厚确定所述待检测铝合金的腐蚀程度，包括：利用所述待检测铝合金的腐蚀失厚，计算所述待检测铝合金的腐蚀速率；根据所述待检测铝合金的腐蚀速率获取所述待检测铝合金的腐蚀等级。10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述利用所述待检测铝合金的腐蚀失厚，计算所述待检测铝合金的腐蚀速率，包括：按下式计算所述待检测铝合金的腐蚀速率：上式中，V为待检测铝合金的腐蚀速率，w为待检测铝合金的腐蚀失厚，ρ为待检测铝合金的密度。11.一种铝合金腐蚀程度的评估装置，其特征在于，所述装置包括：第一获取单元，用于获取待检测铝合金的腐蚀特征参数；第二获取单元，用于基于预先确定的铝合金表面的腐蚀特征参数与其对应的腐蚀失厚的关系得到所述待检测铝合金的腐蚀特征参...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晓芳，陈云，杨丙坤，郝文魁，黄路遥，张强，韩钰，陈新，祝志祥，赵蕊，潘学东，陈云翔，
申请(专利权)人：国网福建省电力有限公司电力科学研究院国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：