[发明专利]一种金属材料腐蚀寿命预测方法

说明书

本发明属于金属材料的腐蚀预测技术领域，具体提供一种金属材料腐蚀寿命预测方法，步骤如下：通过进行大气暴露试验，计算暴露不同周期后的试样腐蚀失重量；利用原始数据列建立预测模型；建立的微分方程为：d X1/dt+a X1＝b，并利用最小二乘法线性拟合，确定参数a和b；最终得到方程的解X1(m)＝[X0(1)‑b/a]e‑a(m‑1)+b/a。本发明残差检验和后验差检验方法对预测的精度进行检验，能准确地预测金属材料在实际应用环境下长周期内的腐蚀寿命。

技术领域

本发明属于金属材料的腐蚀预测技术领域，具体提供一种金属材料腐蚀寿命预测方法。

背景技术

金属材料长期暴露在自然环境中，不同程度的腐蚀会对钢结构件产生不同程度的腐蚀损伤，从而影响其安全可靠性和耐久性。由此，必须下大力气解决钢结构件腐蚀全寿命预测研究。这对保护和合理利用各种资源，建设节约型社会，实现可持续发展，加强材料的腐蚀保护，提高钢结构安全使用寿命，具有十分重要的意义。

腐蚀是材料和环境作用造成的缓慢变化过程，变化速度往往以年甚至更长时间为单位，再加上腐蚀现象随机性，致使基于试验观察的腐蚀研究需要花费很长时间和大量重复劳动。材料腐蚀预测以短期腐蚀数据推测长期腐蚀行为，以局部样本特征推测大样本一般腐蚀规律，以简单条件室内腐蚀数据推测实际环境材料腐蚀行为等，它们和腐蚀试验构成了腐蚀研究两大支柱。此外，金属腐蚀受多种因素影响，如含水量、电阻率、温度、湿度、时间等。这些因素之间相互影响，构成一个异常复杂的腐蚀体系，目前常规的通过实验数据进行线性拟合及外推预测腐蚀速率的方法很难直接建立明确的函数关系式，其预测的准确性和实用性均不理想。

因此，对于具有模糊性和复杂性的腐蚀预测问题，经典的预测方法难以发挥作用，找到一种合适的方法来建立腐蚀速率预测模型，对金属材料的腐蚀寿命进行预测就显得十分重要。

发明内容

为了解决上述问题，本发明目的在于提供一种预测金属材料腐蚀速率寿命的方法，解决现有技术中难以进行的杂乱无章复杂环境下的腐蚀预测研究等问题。

本发明提出了一种金属材料腐蚀寿命预测方法，包括以下步骤：

1)进行大气暴露试验，计算暴露不同周期后的试样腐蚀失重量；

2)将步骤1)中的数据作为原始数据列建立预测模型：

试验测得的腐蚀速率：X0＝{X0(1)，X0(2)，X0(3)，…，X0(n)}，对应不同的时间序列t＝{t1，t2，t3…tn}，

累加后得到新的序列：X1(m)＝{X1(1)，X1(2)，X1(3)，…，X1(n)}，

原始数据列一般不能直接建立模型，因为所得的数据是随机的，有的离散性也很大，通过累加，可以将原始数据的随机性加以弱化。

3)X1(m)建立的微分方程为：d X1/dt+a X1＝b，