航空铝合金材料大气腐蚀环境因子灰色关联分析

结合航空铝合金材料LY12CZ在全国7个大气腐蚀试验网站暴晒腐蚀数据,利用灰色关联分析方法计算出铝合金大气腐蚀速率和腐蚀环境因子在不同暴晒时间的关联度,分析大气腐蚀环境因子对铝合金材料大气腐蚀的影响规律。LY12CZ自然暴晒1,3,6,10 a的气象环境因子灰色关联度分析结果表明,各暴露年限气象环境因子关联度排序相对位置均未发生变化;对于腐蚀环境因子而言,各暴露年限的腐蚀环境因子发生了变化。     

基于流形降维和梯度提升树的大气腐蚀速率预测模型

目的为了挖掘大气腐蚀速率与金属化学成分和暴露时间两个影响因素的定量关系,针对数据集特点,提出一种局部保持投影(Locality Preserving Projection)和梯度提升树(Gradient Boosting Decision Trees)结合的大气腐蚀速率预测模型(LPP-GBDT)。方法采用LPP算法对金属化学成分进行降维处理,得到金属化学成分低维特征,然后引入时间因素,并利用GBDT进行建立预测模型。以青岛海洋大气环境下积累的16年内的腐蚀速率数据进行模型性能验证,结果 LPP-GBDT模型测试集平均绝对误差为1.73μm/a,平均绝对百分误差为6.30%。正交化LPP-GBDT模型测试集平均绝对误差为1.21μm/a,平均绝对百分误差为4.42%。结论与多个典型预测模型相比,LPP-GBDT模型基于暴露时间和化学成分因素实现了大气腐蚀速率较为准确的预测,对特定环境下金属选材具有一定的参考价值。     

基于多层线性模型的铝合金大气腐蚀规律研究

目的 针对不同地区铝合金大气腐蚀差异性和样本数据利用不充分的问题,构建精度更高的铝合金大气腐蚀模型,研究铝合金在不同环境中的大气腐蚀规律。方法 基于多层线性模型,构建具备层次结构的腐蚀率模型。以某型号铝合金腐蚀数据为研究对象,逐步建立零模型、随机系数回归模型、完整模型探究大气腐蚀规律,并进行预测评估。结果 通过交叉验证进行模型评估,多层线性模型(MSE=0.001 3)优于幂函数回归(MSE=0.005 5),远优于线性回归(MSE=0.031 6),模型预测精度提升。多层线性模型能有效分解总方差,增强了模型的可解释性。结论 多层线性模型有效结合铝合金腐蚀数据区域差异性特征,能表征大气腐蚀规律,具有一定的实用价值。     

基于GAN的小样本腐蚀失厚率数据增强方法

目的 对小样本腐蚀失厚率数据进行数据增强,实现数据扩充,以提升后续分析模型的预测精度,减轻过拟合程度,并提升模型的泛化能力。方法 利用生成对抗网络(Generative Adversarial Networks,GAN)扩充腐蚀失厚率数据,使数据分布更加全面。对生成数据进行降维可视化分析,探究生成数据与原始数据样本的分布规律,分析数据增强合理性,并从多个算法模型、多个评价指标角度对分析预测能力、泛化能力进行评估。结果 生成数据填补了原始数据在样本空间分布的薄弱环节,加入生成数据后,各机器学习算法模型得出的MSE均值为未加入生成数据的61.72%~91.74%,皮尔逊均值为99.01%~113.64%,预测准确度提升,结果关联性更强,模型泛化能力增强。结论 GAN能有效对小样本腐蚀失厚率数据进行增强,数据扩充对分析预测提供正向支持,生成数据不宜多于原始数据,防止扰乱训练样本分布,同时存在生成数据多样性受限的问题。     

变电站大气环境腐蚀参数自动检测仪研制及应用

目的通过自主研发的大气环境腐蚀参数自动检测仪,监测并积累变电站大气腐蚀数据,判断大气腐蚀性,为变电站选择腐蚀与防护手段,提供数据支持和依据。方法依据变电站大气腐蚀研究的最新理论成果,参考最新国家标准,将影响变电站腐蚀因素的各参数整合,选择国内外最先进的传感器,根据实际工况要求,研制了一台基于变电站环境的大气腐蚀参数检测仪。结果仪器的各项技术指标均达到设计要求,能够满足现场要求,可以根据变电站设备材质要求,定制腐蚀传感器。结论通过在国家大气腐蚀网站(沈阳站)、浙江电力公司所属变电站的测试,研制的大气环境腐蚀参数自动检测仪能够实时采集影响腐蚀的各影响因子的参数值,满足未来腐蚀监测仪器、装备多参数、智能化的要求。     

基于灰色神经网络的腐蚀损伤模型

为在小样本情况下对腐蚀损伤进行预测,结合灰色系统与神经网络,提出了灰色神经网络模型,利用该模型对已知腐蚀损伤数据进行了预测检验。为对比研究,同时采用灰色系统与神经网络方法预测了损伤值。结果表明,3种预测模型中,灰色神经网络预测精度最高,能够满足工程使用要求。     

基于小波相关分析框架的大气腐蚀数据挖掘

目的 针对大气腐蚀中腐蚀数据复杂多变且不易于分析的问题,提出一种基于小波的相关分析框架,挖掘腐蚀的变化特征及其影响因素.方法 首先采用小波功率谱确定腐蚀数据的周期波动特征,然后应用小波相干谱分析腐蚀和环境因素的相关强度、超前滞后及正反相关系,最后利用平均小波相干和显著相干百分比筛选出与腐蚀相关程度较高的环境因素.然后以青岛碳钢腐蚀数据为具体对象,挖掘了温度、相对湿度、降雨和污染物对碳钢初期腐蚀行为的影响.结果 在腐蚀初期,碳钢的腐蚀具有很强的日波动特征,温度和相对湿度是导致其波动的主要环境因素;腐蚀在降雨时刻呈现间歇性波动特征,且降雨超前于腐蚀;污染物浓度较低使得其对碳钢的腐蚀影响较弱.结论 基于小波的相关分析框架有效展现了复杂腐蚀数据的变化特征及其与环境因素的关系,为深入理解大气腐蚀规律提供了一种新的途径.     

大气腐蚀数据降维最优维度研究

目的确定金属大气腐蚀数据降维的最优维度。方法分别采用PCA、MDS、Isomap和LLE四种方法对大气腐蚀数据进行降维处理,并采用集成学习算法建立预测模型。针对不同的降维方法和近邻点个数计算,使用MAPE(Mean Absolute Percentage Error,相对百分误差绝对值的平均值)对预测结果进行评价,将最佳预测速率所对应的维度作为最优维度。结果不同的降维方法和近邻参数作用下,最优维度从2维到7维不等。流形学习方法对大气腐蚀数据进行降维的MAPE均小于线性降维方法。结论适合每种降维方法的最优维度可能是不同的,通过对MAPE进行对比,得到大气腐蚀数据在各种降维方法的最优维度。     

阜新市MODIS AOD与大气PM_(2.5)浓度相关性研究

利用卫星遥感MODIS数据研究区域大气PM_(2.5)浓度分布是环境管理的有效方法。获取美国国家航空航天局MODIS L1B1KM数据,采用暗目标法反演阜新市大气气溶胶厚度AOD数据;提取阜新市5个大气监测站点位2014年3月至5月、2015年3月至4月期间PM_(2.5)浓度数据进行相关性分析,建立PM_(2.5)浓度-AOD之间的线性、一元二次、对数函数、幂函数及指数函数5种相关性模型;引用湿度影响因子建立大气PM_(2.5)浓度订正模型,采用PM_(2.5)浓度订正模型、Peterson模型分别订正PM_(2.5)浓度及AOD标高,应用阜新市环保局5个监测点位2014年6~12月、2015年5~12月期间PM_(2.5)的月平均浓度进行模型检验。对比分析订正后的5种相关性模型拟合优度,检验结果表明:订正方法提高了PM_(2.5)浓度-AOD相关性;线性相关性模型R2为0.633 6,相对误差为12.41%,相对其他4种模型相对误差较小。利用阜新市大气AOD预测PM_(2.5)浓度具有良好环境指示意义。     

基于KPCA-CSO-RVM模型的工艺管道腐蚀速率预测

针对石油化工企业内工艺管道的腐蚀问题,提出一种基于核主成分分析(KPCA)算法、鸡群优化(CSO)算法、相关向量机(RVM)算法组合模型的工艺管道腐蚀速率预测方法,即KPCA-CSO-RVM组合模型。该方法首先对KPCA算法、CSO算法、RVM算法进行理论介绍,提出算法的组合方法;然后使用KPCA算法对工艺管道腐蚀速率的影响因素进行优选,使用CSO算法对RVM算法中的参数进行优选;最后采用某石油化工企业工艺管道腐蚀速率及其相关影响因素数据对KPCA-CSO-RVM组合模型进行训练,对部分工艺管道腐蚀速率进行预测,并通过计算预测误差来验证KPCA-CSO-RVM组合模型的预测效果。结果表明:基于KPCA-CSO-RVM组合模型的工艺管道腐蚀速率预测结果的最大预测误差不超过4%,平均相对误差仅为2.03%,均方根误差为0.003 5,其预测效果优于其他预测模型,证明KPCA-CSO-RVM组合模型在工艺管道腐蚀速率预测方面具有可行性和先进性。     

海南湿热海洋大气环境Q235钢腐蚀行为研究及严酷度评估

目的 探究我国典型湿热海洋大气环境特征，以Q235钢为标杆材料，评估并可视化展示海南湿热海洋大气环境严酷度。方法 以海南岛为典型湿热海洋地区，基于分布全岛全域的13个站点开展自然大气环境试验，采集各站点大气环境数据与Q235钢材料性能数据。通过分析表观形貌、腐蚀质量损失等性能，探究Q235钢在海南大气环境的腐蚀行为规律及其在全岛不同区域的腐蚀程度差异。基于大气环境因素与Q235钢腐蚀行为间相关性研究，筛选腐蚀敏感环境因素，构建“腐蚀质量损失-敏感环境因素”映射模型。基于Q235钢海南各地区腐蚀质量损失数据，通过Griddata插值，计算绘制腐蚀质量损失分布地图。结果 掌握了Q235钢在海南各地区腐蚀行为差异，可视化展示了海南大气腐蚀严酷度。结论 影响Q235钢海南地区腐蚀的敏感环境因素为离海距离及湿度大于80%的时间。海南地区沿海岸及东部地区大气环境腐蚀严酷度高，中部及西部地区严酷度低。     

典型岛礁大气环境室内加速腐蚀试验谱研究

目的研究装备典型岛礁大气环境的室内加速腐蚀试验方法。方法采用灰色关联分析法得到引起武器装备腐蚀损伤的主要环境因素,通过分析装备服役面临的岛礁腐蚀环境数据,编制出岛礁大气环境谱。依据当量腐蚀加速原理及测定的腐蚀当量折算系数,建立加速腐蚀试验条件与岛礁大气环境谱之间的等效转换关系。结果归纳出室内加速腐蚀试验谱的编制方法,得到面向装备服役岛礁大气环境的室内加速腐蚀试验谱。结论确定的室内加速腐蚀试验谱及加速关系,为地(舰)面武器装备选材及结构腐蚀寿命评定提供了重要依据。     

某产品大气腐蚀环境因素监测与环境数据应用模式研究

目的 对某产品服役环境中的主要腐蚀环境因素进行监测，并挖掘环境数据应用模式，为该产品服役环境的腐蚀条件分析提供数据支撑。方法 根据某产品寿命期环境剖面，对库房、舱室及户外环境中温度、相对湿度、盐雾等主要环境因素进行为期3 a的监测，并从多个方面探讨这3种环境因素的应用模式。结果 针对某产品开展了主要环境因素监测，得到了其在关键服役场所的腐蚀环境数据，监测数据成功应用于该型产品服役环境严酷度分析、实验室环境试验条件设计、维修保障措施拟定等方面。结论 开展某产品关键服役环境下的腐蚀环境因素监测，可支撑该型产品的“环境符合性评估”“大气腐蚀性严酷度评估”“环境控制要求制定”以及“环境试验方法研究”。得到的环境监测数据以及应用案例可供其他类似产品服役环境监测及数据应用提供参考。     

海南万宁试验站大气环境及腐蚀特征研究

通过一些数据资料,分析研究了海南万宁试验站的大气环境与腐蚀特征,讨论了其环境因素对大气腐蚀的影响,充分证明了海南万宁站作为热带湿热海洋性环境试验站的典型性．     

装甲钢自然环境试验与人工加速试验的相关性

对某型装甲钢在酸雨大气环境下自然暴露与人工模拟加速试验的相关性进行了研究。利用腐蚀机理对比、Spearman秩相关系数、灰色关联度、加速转换因子等方法进行了相关性的定性定量评价。评价结果表明模拟加速试验与自然环境暴露试验有较好相关性。     

沈阳市热电污染对环境容量的影响

大气环境容量的测算和应用,是我国环境领域近年来开展的新工作,已有很大进展。本文首次将环境容量的概念,引入到沈阳市热源污染控制规划之中。对小区域的大气环境容量进行了计算,比较了市区各大型热源的污染趋势和程度,为热源规划的编制提出一个新的技术手段,同时也是大气环境容量在实际应用中的一个范例。     

模糊模式识别在大气环境腐蚀性评价中的应用

采用模糊模式识别技术。以已知大气环境腐蚀性的6个环境作为标本,15种环境因素作为指标,对未知大气环境腐蚀性进行识别,并通过其他资料和经验判断,预测了17种钢材在未知使用环境中腐蚀率,结果与实际情况基本一致,并具有通用性。