[發明專利]一種基于支持向量機的耐熱鋼老化等級評估方法

有效

• 申請號: 202110085299.5
• 申請日: 2021-01-22
• 公開（公告）號: CN112816553B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 袁廷璧;周龍;崔崇;常青;肖德銘
• 申請（專利權）人: 國能鍋爐壓力容器檢驗有限公司;國家能源集團泰州發電有限公司
• 主分類號: G01N29/04
• 分類號: G01N29/04;G01N27/72;G01N3/08;G01N3/30;G01N3/42;G06N20/10
• 代理公司: 青島智地領創專利代理有限公司 37252
• 代理人: 劉文霞

1.一種基于支持向量機的耐熱鋼劣化狀態評估方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)選取n個運行時間已知及厚度一致的目標耐熱鋼樣品作為訓練樣本；

(2)對訓練樣本進行檢測得到每個目標耐熱鋼樣品的蠕變曲線，獲取每條蠕變曲線的第二拐點時間，并判定n個目標耐熱鋼樣品的老化等級；

(3)利用k種無損檢測方法分別對n個目標耐熱鋼樣品進行檢測，每個目標耐熱鋼樣品獲取k個無損檢測參數，作為支持向量機分類模型的訓練數據矩陣x_ij，即：

其中，i＝1,2,…n，j＝1,2,…k，x_nk為第n個樣品的第k個無損檢測參數；

(4)結合步驟(3)中獲得的訓練數據矩陣，分別按照運行時間是否超過蠕變曲線第二拐點時間作為分類標準以及老化等級作為分類標準，建立支持向量機分類模型；即：

其中，λ_ij為拉格朗日乘子，y_ij是結果標簽，b為常數項；

(5)獲取待評估耐熱鋼工件的微試樣作為待評估耐熱鋼樣品；

(6)利用與目標耐熱鋼樣品檢測相同的無損檢測方法對待評估耐熱鋼工件的微試樣進行檢測得到無損檢測數據矩陣x，將其代入到支持向量機分類模型中，判定待評估耐熱鋼樣品的劣化狀態，從而判定待評估耐熱鋼工件是否為可正常運行工件；

所述步驟(4)具體為：

(a)按照運行時間是否超過蠕變曲線第二拐點時間作為分類標準，將訓練樣本分為A類和B類，其中A類為運行時間低于蠕變曲線第二拐點時間的訓練樣本，B類為運行時間高于蠕變曲線第二拐點時間的訓練樣本，并使用全部訓練數據，建立支持向量機分類模型Ⅰf(x)₁；

(b)按照老化等級作為分類標準，分別以A類訓練樣本及B類訓練樣本建立支持向量機分類模型，具體為：

①將步驟(a)中A類訓練樣本分為A1類和A2類，其中A1類包含老化等級一、二、三級的訓練樣本，A2類包含老化等級四、五級的訓練樣本，并使用A類訓練樣本的數據作為訓練數據，建立支持向量機分類模型Ⅱf(x)₂；

②將B類訓練樣本分為B1類和B2類，其中B1類包含老化等級一、二、三級的訓練樣本，B2類包含老化等級四、五級的訓練樣本，并使用B類訓練樣本的數據作為訓練數據，建立支持向量機分類模型Ⅲf(x)₃；

所述步驟(6)具體為：

(a)將待評估耐熱鋼樣品切割為若干圓柱形薄片試樣，采用與目標耐熱鋼樣品檢測時相同的k種無損檢測方法對圓柱形薄片試樣進行檢測得到無損檢測數據矩陣x；

(b)將無損檢測數據矩陣x依次代入支持向量機分類模型Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中，根據分類函數f(x）₁、f(x)₂及f（x）₃的正負號判定待評估耐熱鋼樣品的所屬類別，當待評估耐熱鋼樣品屬于A1類時，則判定待評估耐熱鋼工件為可正常運行工件，當屬于A2或B1類時，則判定待評估耐熱鋼工件為需要監督運行工件，當屬于B2類時，則判定待評估耐熱鋼工件為需更換工件。

2.根據權利要求1所述的一種基于支持向量機的耐熱鋼劣化狀態評估方法，其特征在于，當訓練數據矩陣線性不可分時，步驟(4)中需要將訓練數據矩陣通過核函數轉換映射到高位特征空間，然后再建立支持向量機分類模型，即

其中，為核函數，λ_ij為拉格朗日乘子，y_ij是結果標簽，b為常數項。

3.根據權利要求2所述的一種基于支持向量機的耐熱鋼劣化狀態評估方法，其特征在于，所述核函數為多項式核函數、高斯核函數及拉普拉斯核函數中的一種。

4.根據權利要求1所述的一種基于支持向量機的耐熱鋼劣化狀態評估方法，其特征在于，所述無損檢測方法包括非線性超聲檢測法、磁參數檢測法、小沖桿試驗法及儀器化壓痕法中的至少一種，并通過非線性超聲檢測法、磁參數檢測法、小沖桿試驗法及儀器化壓痕法中的一種或幾種方法獲取無損檢測數據。