材保所吴军高工、北科大刘超教授：河南省电网用碳钢与镀锌钢大气腐蚀图绘制及其影响因素研究

2026-04-09 16:27:38 作者：本网发布来源：材料保护分享至：

河南省电网用碳钢与镀锌钢大气腐蚀图绘制及其影响因素研究

刘婧^1,2，杜君莉³，李溢然²，赵永峰³，李超³，刘超²，吴军¹，程学群²

1. 中国机械总院集团武汉材料保护研究所有限公司
2. 北京科技大学国家材料腐蚀与防护科学数据中心
3. 国网河南省电力公司电力科学研究院

核心观点

以河南省各个地区的现场测试数据为研究对象，重点分析碳钢与镀锌钢的腐蚀空间分布规律及其主要驱动因素，并探讨河南省大气环境因子的空间分布特征。基于133个变电站的金属试样3年现场暴露试验数据和113个大气环境检测站点的数据，采用普通克里金插值技术分别绘制试样大气腐蚀图和大气环境分布图，并对用于绘制大气腐蚀图的4种半变异函数模型进行交叉验证。同时，运用灰色关联分析方法量化了大气环境因子对腐蚀速率的影响。

Highlight

基于3年现场暴露试验数据绘制的河南省大气腐蚀图显示，碳钢腐蚀高发区集中于洛阳、平顶山等重工业区域，镀锌钢则在商丘和驻马店等东南部地区腐蚀较重，呈现出明显的空间差异。交叉验证结果表明，指数模型、三角模型分别在碳钢和镀锌钢腐蚀速率预测中表现最佳；

灰色关联分析表明，碳钢主要受湿度与颗粒物协同影响，而镀锌钢对湿度和酸性气体更为敏感，体现出两者在大气环境因子作用下的腐蚀响应差异，根本原因在于其材料特性与防护机制的不同。需要指出的是，灰色关联分析是一种基于趋势一致性评估的单因子方法，难以反映环境因子间的协同与耦合作用。因此，未来研究将会引入多元回归或机器学习等多因素交互建模方法，以更加全面探索河南省大气腐蚀过程中的多因子耦合机制；

本研究创新性地构建了融合地统计学与系统分析方法的区域腐蚀评估框架，集成克里金插值与灰色关联分析，首次绘制了基于实测数据的河南省电网材料大气腐蚀图。该成果丰富了区域腐蚀评估理论，并为输变电设施在防腐材料选择与重点监测区划分等方面提供了科学依据，具有重要的工程应用价值。

论文图片

河南省投样站点与大气站点分布图

基于OK插值的河南省大气环境因子分布图

基于不同半变异函数的河南省电网碳钢腐蚀速率空间插值对比

基于不同半变异函数的河南省电网镀锌钢腐蚀速率空间插值对比

河南省电网3年期碳钢和镀锌钢的大气腐蚀灰色关联分析

表格数据

河南省部分地市投样站点与大气检测站点3年期实验均值数据

碳钢和镀锌钢的半变异函数模型相关参数

河南省电网碳钢半变异函数插值模型交叉验证数据

河南省电网镀锌钢半变异函数插值模型交叉验证数据

河南省电网3年期碳钢和镀锌钢的大气腐蚀灰色关联分析结果

引文格式

刘婧, 杜君莉, 李溢然, 赵永峰, 李超, 刘超, 吴军, 程学群. 河南省电网用碳钢与镀锌钢大气腐蚀图绘制及其影响因素研究[J]. 材料保护, 2026, 59(2): 54-64.

LIU Jing, DU Junli, LI Yiran, ZHAO Yongfeng, LI Chao, LIU Chao, WU Jun, CHENG Xuequn. Drawing of Atmospheric Corrosion Mapping and Influencing Factor Analysis of Power Grid Carbon Steel and Galvanized Steel in Henan Province[J]. Materials Protection, 2026, 59(2): 54-64.

DOI: 10.16577/j.issn.1001-1560.2026.0021

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