Vol.23 No.2 马小彦等：神经网络在金属大气腐蚀率预测中的应用 ·125· ·12 CrMnCu使用传统的BP算法，网络结构 钢铁公司的大气曝露腐蚀试验点使用的钢是武 为1-7-1. 钢生产的，因此钢的成分有所差别，例如上钢三 09CuPCrNiA,09CuPCrNi 09CuPTiRE,14 厂生产的钢不含Cu,而武钢生产的钢则含Cu. MnMoNbB,D36,15MnMoVN,16MnQ,3C,A3, 09MnNb(s),16Mn,20及08Al,由于使用传统的 2结果与讨论 BP算法难以达到训练的目标值，所以采用了BP (1)对网络模型其隐层数越多训练结果越贴 算法的改进算法，网络结构为1-10-1. 近实际值.但是隐层数增多，一方面训练时间加 13训练结果 长，另一方面非训练点的网络输出值的误差增 由于现有大气网站碳钢、低合金钢材料没 大.因此，选择模型的原则是：在达到要求精度 有15年的金属腐蚀率的数据，现采用武汉钢铁 的前提下，选择隐层数最少的模型. 公司的大气曝露腐蚀试验数据，北京和广州地 (2)在同一地区不同金属神经网络结构可能 区的A3及16Mn的腐蚀率数据来检验模型的正 相同，也可能不同.如：北京地区14 MnMoNbB和 确性.结果如表1和表2所示，表中试验值为武 12 CrMnCu均采用1-6-1结构；广州地区14Mn 汉钢铁公司的大气曝露腐蚀试验数据，预测值 MoNbB和12 CrMnCu均采用1-7-1结构；而青岛 为神经网络预测结果 地区14 MnMoNbB采用1-6-1结构，12 CrMnCu采 表】北京地区金属腐蚀率试验值和神经网络预测值 用1-7-1结构；琼海地区14 MnMoNbB采用1-10-1 Tablel Test values and values of the models calculated in 结构，12 CrMnCu采用1-7-1结构. Beijing by aural network 田 (3)在同一金属不同地区神经网络结构可能 腐蚀时间/a 钢种 相同，也可能不同.如14 MnMoNbB在北京和青 1 2 5 8 15 岛地区均采用1-6-1结构，在广州地区采用1-7-1 实测值33.49024.14011.7808.693 5.562 A3 结构，琼海地区采用1-10-1结构；12 CrMnCu在 预测值31.49619.1259.9899.8264.580 实测值29.14021.47010.0408.060 4.600 青岛、广州和琼海地区均采用1-7-1结构，而在 16Mn 预测值34.48819.61011.12910.9076.458 北京地区采用1-6-1结构. (④根据实际情况算法要进行灵活的变动. 表2广州地区金属腐蚀率试验值和神经网络预测值 由于琼海地区09 CuPCrNiA,09 CuPCrNi、09CuP- Table2 Test values and values of the models calculated in TiRE,14MnMoNbB,D36,15MnMoVN,16MnQ, Guangzhou by nural network 四 3C,A3,09MnNb(s),16Mn,20及08A1试验数据出 腐蚀时间/a 钢种 2 5 15 现反常，由于使用传统的BP算法难以达到训练 实测值52.34040.59027.39023.89018.710 的目标值，经过反复实践采用了BP算法的改进 A3 预测值56.47336.29917.56616.48611.803 算法.其他钢种则采用传统的BP算法便可达到 实测值47.87041.32025.10021.90016.940 训练目标.对于其他地区的各钢种的算法也需 16Mn 预测值59.87040.63920.97519.97715.531 根据实际情况而定 由于下列原因使预测值与实测值之间有一 (⑤)应用的结果表明，用神经网络方法预测 定的偏差： 的结果基本反映金属在大气中腐蚀率变化的规 (1)北京和广州地区的碳钢、低合金钢大气 律，具有较高的应用价值 腐蚀网站与武汉钢铁公司在该区设立的大气曝 露腐蚀试验点，虽然在同一地区，但是在不同的 3 结束语 位置； 本文对人工神经网络应用于碳钢及低合金 (2)实验时间不同，环境和气象因素变化很 钢在大气腐蚀中的预测进行了讨论.结果表明： 大，碳钢、低合金钢大气腐蚀网站的试验时间是 人工神经网络能够很好地应用于碳钢及低合金 从1982年开始的，而武汉钢铁公司的大气曝露 钢在大气腐蚀中的预测.同时应当注意，在相同 腐蚀试验点的试验时间是1966~1981年； 的大气环境下不同的金属存在着不同的网络； (3)钢的成分有所差别.碳钢、低合金钢大气 相同金属在不同的大气环境下存在着不同网络； 腐蚀网站使用的钢是上钢三厂生产的，而武汉 算法的形式要根据实际情况而定.、 b L23 N 0 .2 马小彦 等 : 神经 网络 在金 属大气 腐蚀 率预 测 中的应 用 一 1 25 - 12 C r M n C u 使用 传统的 B P 算法 , 网络结构 为 1一 1 . 0 9 C u P C Nr 认 , 0 9 C uP C Nr i , 0 9 C uP T识王 , 14 M n M o N br B , D 3 6 , 15M吐M o V N , 16N ln Q , 3 C , A 3 , 0 9N ln N b ( s ) , 16M n , 2 0 及 0 8A I , 由于使用传 统的 B P 算法难 以达到训练 的 目标值 , 所 以采用 了 B P 算法 的改进 算法 , 网络结构 为 1一 10一 1 . 1 . 3 习11练结果 由于现有 大气 网站碳 钢 、 低合金钢材 料没 有 15 年 的金属 腐蚀率 的数据 , 现采用武汉 钢铁 公 司的大气曝露腐蚀试验数据1 , 北京 和广州地 区 的 A 3 及 16M n 的腐蚀 率数据来检验模型 的正 确 性 . 结果如表 1 和表 2 所示 , 表 中试验值为武 汉 钢铁公 司的大气 曝露腐蚀试验数 据 , 预测值 ,为神经 网络 预测 结果 . 裹 1 北 京地区金属 腐蚀 率试验值和 神经 网络预 测值 几b le l 及 , t v a lu es a n d v a l u es of 伍e m o d e is c a cl u al t e d in B iej 加 g 勿 . u ar l n e 七即 o kr ` 林口 钢铁公司 的大气曝露腐蚀试 验点使 用的钢是武 钢生产的 , 因此钢的成 分有所差别 , 例如上钢三 厂生产 的钢 不含 C u , 而武钢 生产 的钢则 含 C .u 钢种 腐蚀时 间a/ 钥种 — ` ’ , ` ’ 。 ’ , , l 乙 ) 石 l 〕 实测值 33 . 49 0 预测值 3 1 . 49 6 实测值 29 . 140 预测值 34 . 4 88 24 . 14 0 11 . 7 8 0 8 , 6 9 3 19 . 125 9 . 9 89 9 . 826 2 1 . 4 70 10 . 04 0 8 . 060 19 . 6 10 11 . 12 9 10 . 90 7 5 . 5 62 5 80 6 00 6M l 6 . 4 5 8 衰 2 广 州地区 金属 腐蚀率试验值和神经 网络预测 值 1知b 】e Z eT s t v a lu e s a n d v a lu 朗 o f ht e m o d e ls 伪k u al t de in G u a n 郎h皿 勿 n u ar l n e 幻即o r k 拌. 腐蚀时间a/ 俐种 一一万一 一 一 二 . 川 . ” ’ 军 . 公 ” ’ 钢种 l ` ) 6 1 〕 实测值 5 2 . 34 0 预测值 5 6 . 4 73 实测值 4 7 . 8 70 预测值 5 9 . 870 5 90 29 9 . 3 9 0 . 566 . 10 0 2 3 . 8 90 18 16 . 4 86 2 1 , 9 0 0 19 , 97 7 7 1 0 80 3 . 32 0 . 6 39 2 0 . 97 5 16 . 94 0 1 5 . 53 1 2 结果 与讨论 ( 1) 对网络模型 其隐层数越多训练结果越贴 近实际值 . 但是隐层数增多 , 一方 面训练时 间加 长 , 另一 方面非训练点 的网络输 出值的误差增 大 . 因此 , 选择模型的原则是 : 在 达到要求精度 的前提 下 , 选择隐层数 最少的模型 . (2 )在 同一地 区不 同金属神经 网络结构 可能 相 同 , 也可能不 同 . 如 : 北京地 区 14 M n M o 卜币B 和 12 C r M n C u 均采用 1 一 6 一 1 结构 ; 广州地 区 14N ln M 价化B 和 1 2 C rM n C u 均采用 1 一 7 一 1 结构 ; 而青 岛 地区 14 N 山M o 卜b[ B 采用 1 一 6 一 1 结构 , 1 2C r N 位C u 采 用 1 一 7 一 1结构 ;琼海地区 14 M吐M o N bB 采用 1 一 10 一 1 结构 , 12 C r N ln C u 采用 1 一 7 一 1结 构 . (3 )在同一金 属不同地区 神经网络结构可能 相 同 , 也可能不 同 . 如 14 M n M d N bB 在北 京和青 岛地区 均采用 1 一 6 一 1 结构 , 在 广州地 区采用 1 一 7 一 1 结构 , 琼海地 区 采用 1 一 10 一 1 结构 ; 1 2C r 州恤c u 在 青 岛 、 广州和琼海 地 区均采用 1 一 7 一 1 结构 , 而在 北京地 区采 用 1 一 6 一 1 结 构 , (4 ) 根据实 际情 况算法要 进行 灵活 的变 动 , 由于琼 海地 区 0 9C uP C r] MIA , 0 9C uP C r] 呵i 、 0 9C uP - IT R E , 14 M 川功。卜币B , D 3 6 , 15 M吐M o V N , 1 6N 加Q , 3 e , A 3 , o g M 心化 ( s ) , 16M ir , 2 0 及 o 8 IA 试验数据出 现反常 , 由于使用传统的 B P 算 法难以达 到训练 的 目标值 , 经过反 复实践采用 了 B P 算法 的改进 算 法 . 其他钢种则采 用传统 的 B P 算法便 可达到 训练 目标 . 对 于其他地 区 的各钢种 的算 法也需 根据实 际情 况而定 , (5 ) 应用的结果表 明 , 用神经 网络 方法预测 的结果基本反映金属在 大气中腐蚀 率变化 的规 律 , 具有较高 的应用价值 . 一403641 一27517 6M n 由于下列原 因使 预测值与实测值之 间有 一 定 的偏 差 : (l) 北 京和广州地 区 的碳钢 、 低合金钢 大气 腐蚀 网站与武汉 钢铁公 司在该 区设 立的大气 曝 露腐蚀试验点 , 虽然在 同一地 区 , 但是在不 同的 位置 ; (2 ) 实验 时间不同 , 环境和气象 因素变化很 大 . 碳钢 、 低合金钢大气腐蚀 网站 的试验时 间是 从 19 82 年开始 的 , 而武汉钢铁公 司的大气曝露 腐蚀试验点 的试验时间是 19 “ 一 19 81 年 ; (3 )钢的成分有所差别 . 碳钢 、 低合金钢大气 腐蚀 网站使 用 的钢是上钢三厂 生产的 , 而武汉 3 结束语 本 文对 人工神经 网络应 用于碳钢及低合 金 钢在 大气腐蚀 中的预测进行 了讨论 . 结果表 明 : 人 工神经网络能够很好地应用 于碳钢及 低合金 钢在大气腐蚀中的预测 . 同时应 当注意 , 在相 同 的大气环 境下不 同 的金 属存 在着不 同 的网络 ; 相同金属在不 同的大气环境下存在着不同网络 ; 算法 的形式要根 据实际情况 而定