CN115292425A - 一种考虑微环境影响的大气腐蚀等级地图绘制方法 - Google Patents

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王楠
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Abstract

本发明公开一种考虑微环境影响的大气腐蚀等级地图绘制方法，所述方法结合空气质量模型确定区域内各腐蚀介质排放源影响范围，选取不受腐蚀介质排放源影响处作为子区域腐蚀评估背景点；对于微环境对周边环境影响则采用不同距离处布点方法确定。本发明方法工作时，通过在大气基底腐蚀等级地图的基础上叠加因腐蚀介质排放源导致的的腐蚀等级变化形成最终的大气腐蚀等级地图，通过本发明可实现更精准的大气腐蚀等级地图绘制，进而指导材料差异化选材、维护。

Description

一种考虑微环境影响的大气腐蚀等级地图绘制方法
技术领域
本发明属于电力防腐技术领域，尤其是一种考虑微环境影响的大气腐蚀等级地图绘制方法。
背景技术
据世界腐蚀组织(WCO)统计，全球腐蚀成本超过1.8万亿美元，相当于全球工业化国家国内生产总值(GDP)的3-4％，其中由大气腐蚀造成的损失约占总损失的一半以上。
有效的防腐措施就是针对不同的腐蚀等级对材质、镀层进行差异化选择。现行腐蚀等级测定方法主要包含两种，一种是标准试样暴晒法，即根据测得的标准金属试样一年腐蚀失重进行腐蚀等级测定；一种是剂量-响应函数评估法，其通过环境、气象参数计算金属的腐蚀失重进而对腐蚀性进行评估。两种方法都有标准依据，ISO 9223-9226系列标准对两种方法均有详细表述，GB 19292.1-19292.4也由其等同采用。
对于输电线路、架空输油管道等长距离、大跨度工程，对每基杆塔所在地均进行腐蚀等级评定其工作量甚为巨大，根据给定点处腐蚀等级采取特定算法求得腐蚀等级地图在实际工作中显得更为适用。很多国家据此完成腐蚀等级地图绘制工作，如斯洛伐克、韩国等。
然而实际应用中存在两处问题。问题一：腐蚀评估背景点选择均基于地理方位的代表性，未能考虑腐蚀等级的代表性；问题二：虽采取在700平方千米左右面积上布设一个试样暴晒点，但绘制出的腐蚀地图仍会出现几百平方公里面积上都是同一腐蚀等级的现象，这并不能有效表征微环境下大气中介质含量突变导致的腐蚀等级变化。虽可通过增加挂片密度或缩小气象资料的空间尺度等方式进行微环境大气腐蚀性评价，但这将消耗大量的人力、物力和时间。
通过检索，尚未发现与本发明专利申请相关的专利公开文献。
发明内容
本发明目的在于克服现有技术中的不足之处，提供一种考虑微环境影响的大气腐蚀等级地图绘制方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种考虑微环境影响的大气腐蚀等级地图绘制方法，所述方法通过在大气基底腐蚀等级地图的基础上叠加因腐蚀介质排放源导致的腐蚀等级变化形成最终的大气腐蚀等级地图。
进一步地，所述方法通过空气质量模型确定区域内各腐蚀介质排放源影响范围，选取不受腐蚀介质排放源影响处作为子区域腐蚀评估背景点，进而实现腐蚀评估背景点更具代表性；对于微环境对周边环境影响则采用不同距离处布点方法确定。
进一步地，具体步骤如下：
(1)通过引入环境影响评价中空气质量模型确定区域内各腐蚀介质排放源影响范围；
(2)依据年平均温度和年平均湿度分布，将绘制区域划分为适当数量子区域，并结合腐蚀介质排放源周边腐蚀介质分布情况，选取不受腐蚀介质排放源影响处作为子区域腐蚀评估背景点；
(3)采用标准试样暴晒法或剂量-响应函数评估法测定各子区域腐蚀等级，形成大气基底腐蚀等级地图；
(4)通过在各腐蚀介质排放源影响范围内布点测定腐蚀介质排放源周边腐蚀等级，与大气基底腐蚀等级地图叠加形成最终大气腐蚀等级地图。
进一步地，所述步骤(3)中采用GB/T 19292.1-2018《金属和合金的腐蚀大气腐蚀性分类测定和评估》中标准试样暴晒法或剂量-响应函数评估法测定各子区域腐蚀等级。
进一步地，条件允许时，可结合当地风向、风频确定腐蚀介质排放源对不同方向影响。
本发明取得的优点和积极效果为：
1、本发明方法工作时，通过在大气基底腐蚀等级地图的基础上叠加因腐蚀介质排放源导致的腐蚀等级变化形成最终的大气腐蚀等级地图，通过本发明可实现更精准的大气腐蚀等级地图绘制，进而指导材料差异化选材、维护。
2、本发明方法包含腐蚀评估背景点位、腐蚀评估检测点位选择，基底腐蚀等级地图绘制，考虑微环境影响的腐蚀等级地图加权。通过本发明可实现大气腐蚀等级地图绘制，为工程的建设选址、材质选择、结构形式设计、腐蚀防护提供依据。
附图说明
图1为本发明方法的一种实施步骤流程简图。
具体实施方式
下面详细叙述本发明的实施例，需要说明的是，本实施例是叙述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。
本发明中所使用的原料，如无特殊说明，均为常规的市售产品；本发明中所使用的方法，如无特殊说明，均为本领域的常规方法。
一种考虑微环境影响的大气腐蚀等级地图绘制方法，所述方法通过在大气基底腐蚀等级地图的基础上叠加因腐蚀介质排放源导致的腐蚀等级变化形成最终的大气腐蚀等级地图。
较优地，所述方法通过空气质量模型确定区域内各腐蚀介质排放源影响范围，选取不受腐蚀介质排放源影响处作为子区域腐蚀评估背景点，进而实现腐蚀评估背景点更具代表性；对于微环境对周边环境影响则采用不同距离处布点方法确定。
较优地，具体步骤如下：
(1)通过引入环境影响评价中空气质量模型确定区域内各腐蚀介质排放源影响范围；
(2)依据年平均温度和年平均湿度分布，将绘制区域划分为适当数量子区域，并结合腐蚀介质排放源周边腐蚀介质分布情况，选取不受腐蚀介质排放源影响处作为子区域腐蚀评估背景点；
(3)采用标准试样暴晒法或剂量-响应函数评估法测定各子区域腐蚀等级，形成大气基底腐蚀等级地图；
(4)通过在各腐蚀介质排放源影响范围内布点测定腐蚀介质排放源周边腐蚀等级，与大气基底腐蚀等级地图叠加形成最终大气腐蚀等级地图。
较优地，所述步骤(3)中采用GB/T 19292.1-2018《金属和合金的腐蚀大气腐蚀性分类测定和评估》中标准试样暴晒法或剂量-响应函数评估法测定各子区域腐蚀等级。
较优地，条件允许时，可结合当地风向、风频确定腐蚀介质排放源对不同方向影响。
具体地，相关制备及检测实施例如下：
以某地区为例，图I为该地区行政区域，总面积约为12000平方千米。
通过调研及查阅相关资料，区域内主要存在2处腐蚀介质排放源，分别为NH3腐蚀源，排气筒高40m；SO2腐蚀源，排气筒高100m。采用大气环境影响预测模式，如高斯扩散模型、区域光化学网络模型，结合当地气象条件、腐蚀介质排放相关参数确定腐蚀介质浓度分布，进而确定各腐蚀介质排放源影响范围，如图II虚线所示。
根据区域年平均温度、年平均湿度分布，结合腐蚀介质排放源影响范围，将区域划分为适当数量子区域，其中各分区域内气象条件如年平均温度、年平均湿度变化较小，不存在显著性差异。本实施例中为兼顾实际操作性和准确性将区域划分为16个子区域，如图III虚线所示。
子区域腐蚀评估背景点需反映子区域环境腐蚀本底状况，因而原则上应避开所有腐蚀介质排放源影响。基于图II中已知各腐蚀介质排放源影响范围，确定背景点位如图III。
采用ISO 9223中标准试样暴晒法或剂量-响应函数评估法对各腐蚀评估背景点腐蚀速率进行测量，结果如图IV。
因为子区域内气象环境无显著性差异，在此情况下引起腐蚀差异的主要因素为腐蚀介质浓度、种类的不同。这也就意味着子区域内不受腐蚀源影响处腐蚀等级应相同。依据腐蚀评估背景点测量结果，形成绘制区域基底腐蚀等级分布图如图IV。
对于区域内腐蚀介质排放源，因其规模有限并未影响周边基底腐蚀等级检测点腐蚀速率，但确又真实的导致周边一定范围内的腐蚀加重，故可在腐蚀介质排放源影响范围内沿径向不同距离处布点，测定腐蚀介质排放源对周边环境腐蚀影响，进而可在基底腐蚀等级地图基础上加权考虑腐蚀介质排放源影响，将其与大气基底腐蚀等级地图叠加便可形成图V中完善后大气腐蚀等级地图。
条件允许时，可结合当地风向、风频沿腐蚀介质排放源不同方向布点，如图V中SO2排放源周边布点所示，可在其主导风向(最大频率风向即一年四季都盛行的一种主流风向)和最小频率风向(出现次数最少的风向)布设腐蚀评估检测点，进而确定腐蚀介质排放源对不同方向腐蚀影响。
通过本发明的实施，可以优化背景腐蚀等级检测点布设，使其更具代表性，可对现行大气腐蚀等级地图绘制方法进行有益补充。同时，基于主要腐蚀介质的不同，采取差异化的选材，如NH3腐蚀源周边工程避免使用敏感性高的Cu、Ag材料；SO2腐蚀源周边可适当多选用镀银防护，进而实现腐蚀介质种类、腐蚀介质强度两个维度的大气腐蚀性地图应用。从而为工程的建设选址、材质选择、结构形式设计、腐蚀防护提供依据，避免材料过防护导致的资源浪费及欠防护导致的事故发生。
尽管为说明目的公开了本发明的实施例，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本发明及所附权利要求的精神和范围内，各种替换、变化和修改都是可能的，因此，本发明的范围不局限于实施例所公开的内容。

Claims (5)

1.一种考虑微环境影响的大气腐蚀等级地图绘制方法，其特征在于：所述方法通过在大气基底腐蚀等级地图的基础上叠加因腐蚀介质排放源导致的的腐蚀等级变化形成最终的大气腐蚀等级地图。
2.根据权利要求1所述的考虑微环境影响的大气腐蚀等级地图绘制方法，其特征在于：所述方法通过空气质量模型确定区域内各腐蚀介质排放源影响范围，选取不受腐蚀介质排放源影响处作为子区域腐蚀评估背景点；对于微环境对周边环境影响则采用不同距离处布点方法确定。
3.根据权利要求2所述的考虑微环境影响的大气腐蚀等级地图绘制方法，其特征在于：具体步骤如下：
(1)通过引入环境影响评价中空气质量模型确定区域内各腐蚀介质排放源影响范围；
(2)依据年平均温度和年平均湿度分布，将绘制区域划分为多个子区域，并结合腐蚀介质排放源周边腐蚀介质分布情况，选取不受腐蚀介质排放源影响处作为子区域腐蚀评估背景点；
(3)采用标准试样暴晒法或剂量-响应函数评估法测定各子区域腐蚀等级，形成大气基底腐蚀等级地图；
(4)通过在各腐蚀介质排放源影响范围内布点测定腐蚀介质排放源周边腐蚀等级，与大气基底腐蚀等级地图叠加形成最终大气腐蚀等级地图。
4.根据权利要求3所述的考虑微环境影响的大气腐蚀等级地图绘制方法，其特征在于：所述步骤(3)中采用GB/T19292.1-2018《金属和合金的腐蚀大气腐蚀性分类测定和评估》中标准试样暴晒法或剂量-响应函数评估法测定各子区域腐蚀等级。
5.根据权利要求3或4所述的考虑微环境影响的大气腐蚀等级地图绘制方法，其特征在于：条件允许时，可结合当地风向、风频确定腐蚀介质排放源对不同方向影响。
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