陈亮等：低合金钢海水腐蚀监测中的双率数据处理与建模 97· 立CIV与海水腐蚀电位的线性回归模型对双率数 海水站的14种海洋工程中常用低合金钢(LAS1~ 据进行填补，能够保留更多的原始数据信息，最终 LAS14)的海水浸泡实验，实验时间为2017年2月 得到用于建模的单率数据集.最后，采用高斯核和 15日至2017年6月25日，其中低合金钢海水腐蚀 二次多项式核构建IRVR的组合核，建立低合金钢 电位数据和海水环境数据构成了双率腐蚀数据 海水腐蚀电位的预测模型CIV-IRVR,解决了数据 LAS1~LAS14低合金钢的牌号依次为Q235、 信息损失和建模精度低的问题，为低合金钢海水 Q345DZ35、D36、Q345B、921、Q450NQR1、X70、 腐蚀监测中双率数据处理和建模提供了一种新的 X80、E690、E460、Prue Q235、Super fine grain steel 思路及方法 I、Super fine grain steel2以及Micro-alloy steel, 1双率腐蚀数据 1.2低合金钢化学元素含量 14种低合金钢所包含的化学元素成分(Fe除 1.1数据来源 外)共有15种，包括C、Si、Mn、P、S、Ni、Cr、Mo 本文数据来源于国家自然环境腐蚀平台三亚 Cu、Al、Ti、Nb、V、B以及N,其含量如表1所示. 表114种低合金钢的化学元素成分（质量分数） Table I Elemental compositions of 14 low alloy steels Elemental compositions/% LAS Mn 少 Cr Mo Cu Others 1 0.1554 0.0959 0.3193 0.0241 0.0086 0.0145 0.0415 0 0.0496 Al:0.0205 2 0.1 028 1.42 0.01 0.002 0 0 0 0 0 0.072 0.1388 1.2186 0.0124 0.0034 0 0 0 0 A:0.0394,Ti:0.0178,Nb:0.015 4 0.17 0.22 0.88 0.018 0.005 0 0 0 0 A:0.023 0.12 0.33 0.37 0.08 0.04 2.72 1.05 0.24 0 V0.08 6 0.0697 0.3257 1.0426 0.0167 0.0079 0.1299 0.6239 0 0.2636 A上：0.0288，Ti0.017:Nb:0.0264 7 0.0672 018 1.5407 0.0131 0.0027 0 0.2075 0.0575 0 A:0.0382:Ti:0.0176:Nb:0.063 8 004 1.79 0.013 0.001 0 0.025 0 0 0 9 0.11 02 1.12 0.013 0.003 0.41 0.46 0.41 0.27 A:0.036Ti0.019V:0.03:B:0.015 10 0.06 0.17 1.5 0.014 0.002 0.4 0.25 0.2 0.26 A:0.026,Ti:0.012:Nb:0.02 11 0.042 0.18 0.35 0.008 0.003 0 0 0 0 A:0.029 0.097 0.26 1.64 0.01 0.006 0 0 0 02 Ti:0.017:Nb:0.048:V:0.067:B:0.004 13 0.091 0.21 0.4 0.013 0.016 0 0 0 0.04 N:0.028 14 0.064 0.22 1.18 0.008 0.005 0 0 0 0.32 Ti:0.014:Nb:0.035:V:0.049,N:0.033 1.3腐蚀电位数据 -500 将14种不同的低合金钢试样置于近海低潮位 水下约0.5m处浸泡，同时采用多通道电位自动采 (v/ 。-LAS2 LAS3 LAS4 -550 ◆-LAS5 LAS6 LAS7 LAS8 集装置对实验钢材的腐蚀电位进行实时监测采 ★-LAS9 一◆一AS10 -600 LASII LAS12 集，采样周期为1h,每种材料各采集到3044条数 ←LAS13 LAS14 据，如图1所示 -650 1.4海水环境数据 海水环境因子包括海水温度(T/℃)、海水电导 -700 率(GμScm)、海水溶氧量(DO/(mg L)以、海水 -750 pH、海水盐度(S%)以及海水氧化还原电位(ORP/ 500 10001500200025003000 mV).在浸泡实验开展的过程中，每隔10d采集一 Time/h 次低合金钢所处的海水环境因子数据，每种环境 图1试样海水腐蚀电位 因子各采集到14条数据，如图2所示. Fig.I Seawater corrosion potential of test samples立 CIV 与海水腐蚀电位的线性回归模型对双率数 据进行填补，能够保留更多的原始数据信息，最终 得到用于建模的单率数据集. 最后，采用高斯核和 二次多项式核构建 IRVR 的组合核，建立低合金钢 海水腐蚀电位的预测模型 CIV-IRVR，解决了数据 信息损失和建模精度低的问题，为低合金钢海水 腐蚀监测中双率数据处理和建模提供了一种新的 思路及方法. 1    双率腐蚀数据 1.1    数据来源 本文数据来源于国家自然环境腐蚀平台三亚 海水站的 14 种海洋工程中常用低合金钢 (LAS1～ LAS14) 的海水浸泡实验，实验时间为 2017 年 2 月 15 日至 2017 年 6 月 25 日，其中低合金钢海水腐蚀 电位数据和海水环境数据构成了双率腐蚀数据. LAS1～ LAS14 低 合 金 钢 的 牌 号 依 次 为 Q235、 Q345DZ35、 D36、 Q345B、 921、 Q450NQR1、 X70、 X80、E690、E460、Prue Q235、Super fine grain steel 1、Super fine grain steel 2 以及 Micro-alloy steel. 1.2    低合金钢化学元素含量 14 种低合金钢所包含的化学元素成分 (Fe 除 外) 共有 15 种，包括 C、Si、Mn、P、S、Ni、Cr、Mo、 Cu、Al、Ti、Nb、V、B 以及 N，其含量如表 1 所示. 表 1  14 种低合金钢的化学元素成分 (质量分数) Table 1   Elemental compositions of 14 low alloy steels LAS Elemental compositions/ % C Si Mn P S Ni Cr Mo Cu Others 1 0.1554 0.0959 0.3193 0.0241 0.0086 0.0145 0.0415 0 0.0496 Al: 0.0205 2 0.1 0.28 1.42 0.01 0.002 0 0 0 0 0 3 0.072 0.1388 1.2186 0.0124 0.0034 0 0 0 0 Al: 0.0394; Ti: 0.0178; Nb: 0.015 4 0.17 0.22 0.88 0.018 0.005 0 0 0 0 Al:0.023 5 0.12 0.33 0.37 0.08 0.04 2.72 1.05 0.24 0 V:0.08 6 0.0697 0.3257 1.0426 0.0167 0.0079 0.1299 0.6239 0 0.2636 Al: 0.0288; Ti: 0.017; Nb: 0.0264 7 0.0672 0.181 1.5407 0.0131 0.0027 0 0.2075 0.0575 0 Al: 0.0382; Ti: 0.0176; Nb: 0.063 8 0.04 0.3 1.79 0.013 0.001 0 0.025 0 0 0 9 0.11 0.29 1.12 0.013 0.003 0.41 0.46 0.41 0.27 Al: 0.036; Ti: 0.019; V: 0.03; B: 0.015 10 0.06 0.17 1.5 0.014 0.002 0.4 0.25 0.2 0.26 Al: 0.026; Ti: 0.012; Nb: 0.02 11 0.042 0.18 0.35 0.008 0.003 0 0 0 0 Al: 0.029 12 0.097 0.26 1.64 0.01 0.006 0 0 0 0.2 Ti: 0.017; Nb: 0.048; V: 0.067; B: 0.004 13 0.091 0.21 0.4 0.013 0.016 0 0 0 0.04 N: 0.028 14 0.064 0.22 1.18 0.008 0.005 0 0 0 0.32 Ti: 0.014; Nb: 0.035; V: 0.049; N: 0.033 1.3    腐蚀电位数据 将 14 种不同的低合金钢试样置于近海低潮位 水下约 0.5 m 处浸泡，同时采用多通道电位自动采 集装置[20] 对实验钢材的腐蚀电位进行实时监测采 集，采样周期为 1 h，每种材料各采集到 3044 条数 据，如图 1 所示. 1.4    海水环境数据 海水环境因子包括海水温度 (T/℃)、海水电导 率 (G/(μS·cm−1))、海水溶氧量 (DO/(mg·L−1))、海水 pH、海水盐度 (S/%) 以及海水氧化还原电位 (ORP/ mV). 在浸泡实验开展的过程中，每隔 10 d 采集一 次低合金钢所处的海水环境因子数据，每种环境 因子各采集到 14 条数据，如图 2 所示. 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 −750 −700 −650 −600 −550 −500 Corrosion potential, E/mV(vs Ag/AgCl) Time/h LAS1 LAS2 LAS3 LAS4 LAS5 LAS6 LAS7 LAS8 LAS9 LAS10 LAS11 LAS12 LAS13 LAS14 图 1    试样海水腐蚀电位 Fig.1    Seawater corrosion potential of test samples 陈    亮等： 低合金钢海水腐蚀监测中的双率数据处理与建模 · 97 ·