[發明專利]一種土壤腐蝕性快速評價的多因子方法

有效

• 申請號: 201310209286.X
• 申請日: 2013-05-31
• 公開（公告）號: CN103278616A
• 公開（公告）日: 2013-09-04
• 發明（設計）人: 裴鋒;朱志平;田旭;周藝;王磊靜;付晶;伍發元;賈蕗路;皮元豐
• 申請（專利權）人: 江西省電力科學研究院;國家電網公司;長沙理工大學
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24
• 代理公司: 江西省專利事務所 36100
• 代理人: 李衛東

技術領域

本發明屬于腐蝕技術領域，具體地說，本發明涉及土壤腐蝕性評價的多因子方法。

背景技術

土壤環境中變電站接地網金屬材料受到腐蝕給變電站的建設帶來了重大損失，若接地網遭受嚴重腐蝕,?運行中滿足不了熱穩定要求,?容易發生短路造成地網燒斷、地電位升高、高壓竄入二次回路等事故。美國曾經發生的由于電網腐蝕造成大面積停電事故,?已引起世界各國政府和電力企業對電網防腐保護的高度重視。準確評價土壤腐蝕性能夠為變電站的建設和維護帶來正確的指導，因此評價土壤腐蝕性是一個具有重要現實意義和理論意義的研究課題。但是土壤本身是個由氣、液、固三相物質構成的多介質復雜體系，金屬在土壤中的腐蝕除了與金屬本身的材料有關外，還受到比如土壤的類型、土壤電阻率、含水量、土壤的pH值、可溶性鹽含量、土壤的氧化還原電位等土壤理化性能的影響，這些影響因素或單獨或相互作用共同影響金屬材料在土壤中的腐蝕，評價土壤的腐蝕性是十分困難的，也是研究人員一直在探索的問題。

傳統的埋片失重法周期長，短的需要1~2年，長的需要3~5年，費時費力、重現性差，這些特點使它在土壤腐蝕性評價方面不便廣泛展開應用，研究較為成熟的是單項指標評價方法，對土壤腐蝕性從土壤電阻率、氧化還原電位、含水量、含鹽量、pH值等方面分別進行了評價，但是沒有一個土壤因素可單獨決定土壤的腐蝕性，土壤環境的復雜性決定了必須探索出更為準確的土壤腐蝕性評價方法。德國的DIN50929標準和美國的ANSI?A21.5評價法等多因素評價方法越來越受到研究人員的重視，這些評價方法均先對土壤有關因素分析得出評價，并給出評價指數，然后將這些評價指數累計起來，再給出腐蝕性評價等級，這種打分制的評價方法能夠將土壤信息較多的考慮進來，相對于單項指標評價法具有更高的準確性，但此類評價方法的內容針對性過于寬泛，某些參數測量起來較為困難，不利于在實際中廣泛應用，同時在該標準中評價標準的測量結果與所評分數間的對應關系存在明顯躍遷，郭安祥在陜西省30個不同地區變電站典型土壤的腐蝕性研究中也提出了這些標準的不足之處。近年來，隨著數值分析技術的不斷發展，越來越多的數值計算方法應用于土壤腐蝕的研究，促進土壤腐蝕性評價方法的不斷改進，同時也促進了土壤腐蝕加速試驗的發展。

????縱觀土壤腐蝕性評價的研究現狀，對土壤腐蝕性評價缺乏有效地方法，首先從土壤腐蝕性的評價指標來講，對于土壤腐蝕性評價應該從什么影響因素著手還沒有具體的研究，不是對單一的某個指標進行評判就是將全部指標囊括進去，具有一定的盲目性，結果造成兩個方面的問題，一是評價不夠準確但是方便，另外一個就是評價準確但是不宜開展實施，所以需要提高土壤腐蝕性評價的準確性又要對影響土壤腐蝕性的指標進行篩選，取得關鍵性因素進行評價，并通過腐蝕加速試驗對土壤腐蝕性的評價結果進行驗證。

發明內容

本發明的目的在于提供土壤腐蝕性快速評價的多因子方法，以深入研究土壤腐蝕因素間的關系，對土壤腐蝕性進行準確、快速評價，為變電站建設及日常維護提供具有參考價值的建議。

為實現上述目的，本發明采取了以下技術方案：

（1）收集研究區域內不同典型地點土壤樣品進行調研分析，統計影響土壤腐蝕性評價準則的各個因素，包括每個土壤樣本的各個理化性能數值，以此獲取多因子評價方法的信息；

（2）運用因子分析方法從眾多的影響因素中確定影響土壤腐蝕性的關鍵因素，為為多因子評價篩選指標；

（3）通過土壤腐蝕加速試驗確定各個土壤樣本的腐蝕性等級，為多因子評價方法提供評價基準；

（4）運用模糊聚類分析方法對土壤樣本進行聚類分析得到土壤樣本的聚類譜系圖，根據確定的土壤腐蝕性等級對聚類譜系圖進行量化，根據金屬在土壤中的腐蝕程度將不同土壤的腐蝕性分為輕微腐蝕、較輕腐蝕、中等腐蝕、較重腐蝕、嚴重腐蝕五個等級；

（5）引入未知腐蝕性等級的土壤樣品的數據信息通過聚類分析確定其土壤腐蝕性等級，從而對評價標準進行評估。

本發明步驟（1）中多因子評價方法的信息來源中所述的土壤信息具體包括：電阻率、氧化還原電位、pH、Na⁺、含水量、含鹽量、Cl^-、SO₄^2-、CO₃^2-、HCO₃^-共十個變量

本發明步驟（2）中采用因子分析方法為多因子評價篩選出關鍵因素，具體步驟如下：

第一步：原始數據的標準化處理

收集到的數據構成一個m×n的矩陣