国网山东电科院创立国家首个大气腐蚀图绘制方法标准

一图掌握大气腐蚀 敢为人先开创全国先河

　　□樊志彬 张劲
　　
　　日前，在国网山东省电力公司电力科学研究院（以下简称“国网山东电科院”）一个实验室的大屏上，展示着一张用不同颜色绘制的山东地图。这是一张大气腐蚀图，展现的是省内输变电设备金属材料的腐蚀速率与发展趋势，为山东电网设备防腐运维及工程建设的防腐选材提供了精准数据支撑及有效指导，真正实现了“读图即临现场的体验”。
　　这一切还要归功于国网山东电科院首席专家李辛庚与核心成员杜宝帅、樊志彬带领的电网材料腐蚀与防护团队。
掌握核心技术获取数据
　　大气腐蚀图是一种在地理地图上描述区域大气环境腐蚀强弱的图示方法，这个概念早在上个世纪60年代就有人提出，却没有应用，主要是受限于大气腐蚀数据不能快速、有效获取。秉承“科研服务于生产”理念的李辛庚，决心开发电网设备大气腐蚀的在线检测技术和仪器，攻克这一难题。
　　传感器是绘制动态大气腐蚀地图所需关键数据的唯一来源，这样的关键核心技术是要不来、买不来、讨不来的，必须自主研发。李辛庚带领研发突击小组，从原材料选择、模具开发、压合工艺等传感器的全环节着手攻坚。腐蚀产物在界面堆积的问题一直难以解决。“网孔结构的设计创意是一件非常有意思的事情，”主研人樊志彬说，“周末无意间看到孩子的儿歌早教机，摸索着上面均匀排列的散热孔，突然来了灵感，我便跑到实验室去尝试。”就这样，垂直网孔结构的大气腐蚀传感器诞生了。这种结构成功避免了腐蚀产物的大量堆积，无需维护，使用寿命可延长至5年以上。
　　历经400多个日夜、上千余次反复试验，2014年3月6日，具有自主知识产权的传感器终于成功试制。与初代舶来传感器相比，成本降低50%，精度提高200%，分辨率达纳安级别，良品率稳定在80%以上。大气腐蚀传感器就是输变电设备腐蚀状态的“在线问诊师”，目前，全国362座变电站有了自己的“腐蚀身份证”，为大气腐蚀图的绘制提供了快速精准的动态连续数据。
构建模型绘图实现预测
　　传统大气腐蚀图的绘制依赖于人工暴露试验，获取数据所需周期长，而且反映的是电网设备的历史腐蚀状态，完全属于“事后控制”。“我们的目标是实现各地实时腐蚀数据的获取，做到‘事前预测’。”该团队主研人樊志彬坚定地说。
　　构建大气腐蚀预测模型需要大规模腐蚀数据支撑，密密麻麻的腐蚀数据在樊志彬这里像有了生命，看似毫无相干的腐蚀环境因子在他的理论验证下，成为腐蚀预测的关键输入量。经过持续优化、反复训练，最终获得了关键环境因子与腐蚀的量化关系，构建了多模态大气腐蚀预测模型，相比较现行标准中计算方法精度提高20%以上。此外，该团队还首创了多因素加权空间预测模型，可用于检测空白区域输变电工程腐蚀的预测，实现了输变电设备大气腐蚀的全区域评价。
　　岁月无声，奋斗有痕。正是抱着这种敢于批判自己的态度，该团队于2015年11月30日，绘制出了世界首张区域性动态大气腐蚀图。目前该技术可实现10分钟完成腐蚀数据的检测与传输，24小时更新一次，真正实现了大气环境腐蚀性的实时评价。
开创国内先河创立标准
　　经过研发团队的不断努力，大气腐蚀图技术逐渐成熟，并通过中实易通集团有限公司实现落地转化，被国网推广应用。团队学术带头人李辛庚提议申请国家标准，将大气腐蚀图绘制方法标准化，提升在国内腐蚀防护领域的影响力。这是团队首次申请国家标准立项，又是一项关键的挑战。
　　没有现成的经验可以借鉴，就上网查阅申报资料与申报流程；没有类似的草案可以模仿，就大量阅读已发布的国家标准，字斟句酌。为了申报国家标准项目，该团队专门成立工作小组，深入研究大气腐蚀图绘制方法的技术现状，明确资料编写、申报流程分工，2021年8月24日，国家标准《大气腐蚀图绘制方法》成功获批立项。
　　为完善大气腐蚀图绘制方法相关标准布局与内容，该团队先后讨论近十次。目前，《大气腐蚀图绘制方法》国家标准草案已完成，汇集基础数据的种类和获取方法、数据质量分析处理方法、绘制流程、空间插值方法等多项规范要求，将于今年7月1日颁布实施，开创全国先河。
　　前景可待，未来可期。下一步，该团队将以该项国家标准为契机，将大气腐蚀图技术推向全国，走向世界，让国网山东电科院成为大气腐蚀图技术领域的领头羊。