分维方法对碳钢土壤腐蚀行为的表征.pdfVIP

第 1 8 卷 　第 2 期 　 　 　 　 　 　 　 　 　石 油 化 工 高 等 学 校 学 报 　 　 　 　 　 　 　 　 　Vol . 1 8 　No . 2 2005 年 6 月 　　　　　　　　　 J OU RNAL 　OF 　PETROCHEM ICAL 　UN IV ERSI TIES 　　　　　　　　　J un . 2005 ( ) 　　文章编号 : 1006 - 396X 2005 02 - 0056 - 04 分维方法对碳钢土壤腐蚀行为的表征 翁永基 , 　李相怡 (石油大学 ,北京 102249) 摘 　要 : 　碳钢土壤腐蚀规律涉及埋地管道的安全运行 ,受到高度重视 。根据大量的碳钢土壤腐蚀数据样本 , 用分形理论研究平均腐蚀速度 、点蚀深度 、腐蚀坑深分布和坑直径分布等参数特征 , 比较它们的分维和无标度区。 研究表明 ,在足够的平行试样 、足够的腐蚀发展量及腐蚀发展时间下 ,相应腐蚀速度标准偏差分维 、腐蚀坑深分布分 维和腐蚀坑直径分布分维具有稳定性 。分维值提供衡量腐蚀随机复杂程度的定量指标 ,如平行腐蚀试验和区域腐 蚀试验的平均偏差分维分别等于 1. 34 和 1. 49 。并且经分维修正后的变异系数 、点蚀系数成为衡量腐蚀特性的更通 ( ) 用参数 。通过分维和它们自相似性 无标度区间 特性的研究 ,为揭示腐蚀机理及发展过程提供了参考 。 关键词 : 　碳钢 ; 　土壤腐蚀 ; 　腐蚀参数 ; 　分维 中图分类号 : 　T G172 . 4 　　　　文献标识码 : A 　　碳钢/ 土壤腐蚀规律研究事关埋地管道及设施 腐蚀行为的描述 、预测精度 。 的安全运行 ,受到高度重视 。许多国家相继出台的 管道安全标准常采用腐蚀统计特征来预测管道腐蚀 1 　实验材料和方法 行为 。例如 ,挪威船级社 2002 年发布的DN V RP - 　　平行腐蚀实验来自华东管道沿线土壤和全国土 G10 1 标准[ 1 ] ,采用变异系数等计算达到允许泄漏概 壤腐蚀实验网站的资料 ,平行埋片 3～18 片 ,埋片时 ( ) 率的时间 管道剩余寿命 。由于土壤腐蚀复杂性 , 间为 1 a 。区域腐蚀数据来自三个地区的现场实验 , 许多统计特征并不稳定 ,例如 :根据国内近百组实际 地区覆盖中国大陆典型中碱性土壤 ,腐蚀埋片为 50 ( 埋片腐蚀数据 ,发现其变异系数 标准偏差和平均值 ( ) mm ×100 mm ×3 mm Q235 老资料称为 A3 钢 试 ) [2 ] 的比值 有 99 %概率位于 0 . 203～0 . 33 1 之间 ,腐 片 。试验区面积 、埋点数量 、平行试片量 、埋片时间 蚀预测只能停留粗糙估计的水平 。本文采用分形理 等见表 1 。 论来探讨腐蚀规律 ,研究腐蚀参数分形表征 ,提高对 表 1 　不同区域腐蚀实验数据 Table