一种管线钢焊接接头丝束电极电流密度应力补偿方法及实验系统技术方案

本发明专利技术公开了一种管线钢焊接接头丝束电极电流密度应力补偿方法及实验系统，方法包括：测量丝束电极电流密度分布矩阵及位置矩阵；改变加载应力，测量工作电极电流密度分布矩阵序列；构建电流密度应力补偿数据集，数据集包括输入数据集和输出数据集；建立人工神经网络；将输入数据集和输出数据集划分为：训练集、测试集和验证集三部分，进行归一化处理；完成人工神经网络模型的建立；基于人工神经网络模型，建立管线钢焊接接头应力作用下电流密度应力补偿模型；进行无应力作用情况下焊接接头丝束电极电流密度测量，将电流密度测量值及其对应位置、加载应力幅值代入应力补偿模型，以获得对应加载应力作用情况下焊接接头某一区域的电流密度。域的电流密度。域的电流密度。

【技术实现步骤摘要】
一种管线钢焊接接头丝束电极电流密度应力补偿方法及实验系统


[0001]本专利技术涉及一种丝束电极电流密度应力补偿方法，特别是一种管线钢焊接接 头丝束电极电流密度应力补偿方法及实验系统。

技术介绍

[0002]丝束电极具有使用方便、能够反应微区电化学腐蚀过程等显著优势，广泛应 用于包括管线钢腐蚀在内的多个电化学腐蚀研究领域，取得了一系列具有重大意 义的研究成果，业已成为研究微区电化学腐蚀的重要测试工具。
[0003]管线钢的内外腐蚀均是应力与腐蚀协同作用的结果，一些腐蚀类型由于应力 的耦合作用会明显加剧。因此，在管线钢腐蚀测试与研究中，由运行内压而产生 的应力作用是及其重要且不可忽视的外界因素，必须予以考虑。目前，丝束电极 因其结构特点自身的材质限制，存在着难以反映力
‑
电化学交互过程的缺点，是 进一步将其应用于管线钢腐蚀研究的主要障碍。其他的微区电化学测量手段，诸 如扫描振动电极等，操作繁琐、测试设备价格高昂且同步性较差。为了突破丝束 电极在力——电化学交互作用环境下的应用障碍，本专利技术提出了一种管线钢焊接 接头丝束电极电流密度应力补偿方法，用以实现无应力作用下电流密度测量结果 的应力补偿，进而实现丝束电极对于应力作用下金属表面电流密度的间接测量。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种管线钢焊接接头丝束电极电流密度应力补偿方法， 本方法测量方便，通过对无应力作用下丝束电极电流密度分布进行间接补偿，从 而获取应力载荷作用下的焊接接头表面电流密度，准确反映管线钢焊接接头表面 在腐蚀与应力载荷共同作用时的电流密度分布。
[0005]为了达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案为：
[0006]一种管线钢焊接接头丝束电极电流密度应力补偿方法，包括以下步骤：
[0007]步骤1：将实验系统1和实验系统2置于相同的电解质溶液浓度、环境温 度和湿度中，测量实验系统1的丝束电极电流密度分布矩阵I
w
＝[I
1,11
(s
1,11
), I
1,21
(s
1,21
),I
1,31
(s
1,31
),
…
,I
1,n1
(s
1,n1
)；
…
,I
k,11
(s
k,11
),I
k,21
(s
k,21
),I
k,31
(s
k,31
),
…
, I
k,n1
(s
k,n1
)；
…
,I
n,11
(s
n,11
),I
n,21
(s
n,21
),I
n,31
(s
n,31
),
…
,I
n,n1
(s
n,n1
)]及丝束电极的位置矩阵 S
w
＝[s
1,11
,s
1,21
,s
1,31
,
…
,s
1,n1
；
…
,s
k,11
,s
k,21
,s
k,31
,
…
,s
k,n1
；
…
,s
n,11
,s
n,21
,s
n,31
,
…
, s
n,n1
]；改变加载应力[F1,F2,F3,
…
,F
m
,
…
,F
n
]，测量实验系统2的工作电极电流 密度分布矩阵序列{I
d
(F1),I
d
(F2),
…
,I
d
(F
m
),
…
,I
d
(F
n
)}，工作电极的位置矩阵与丝 束电极相同，k为1至n中任一数字，m为1至n中任一数字；
[0008]步骤2：构建电流密度应力补偿数据集，数据集包括输入数据集和输出数据 集，其中输入数据集包括：丝束电极阵列与工作电极电流密度测量点的位置信息[s
1,11
,s
1,21
,
s
1,31
,
…
,s
1,n1
；
…
,s
k,11
,s
k,21
,s
k,31
,
…
,s
k,n1
；
…
,s
n,11
,s
n,21
,s
n,31
,
…
,s
n,n1
]、焊 接接头工作电极加载应力[F1,F2,F3,
…
,F
m
,
…
,F
n
]和焊接接头丝束电极阵列无应 力作用下的电流密度分布信息I
w
＝[I
1,11
(s
1,11
),I
1,21
(s
1,21
),I
1,31
(s
1,31
),
…
,I
1,n1
(s
1,n1
)；
…
, I
k,11
(s
k,11
),I
k,21
(s
k,21
),I
k,31
(s
k,31
),
…
,I
k,n1
(s
k,n1
)；
…
,I
n,11
(s
n,11
),I
n,21
(s
n,21
),I
n,31
(s
n,31
),
…
, I
n,n1
(s
n,n1
)]，输出数据集为焊接接头工作电极电流密度分布信息{I
d
(F1),I
d
(F2),
…
, I
d
(F
m
),
…
,I
d
(F
n
)}；
[0009]步骤3：以丝束电极阵列与工作电极电流密度测量点的位置s
k,n1
、工作电极 加载应力F
m
和丝束电极阵列无应力作用下的电流密度I
k,本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种管线钢焊接接头丝束电极电流密度应力补偿方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：将实验系统1和实验系统2置于相同的电解质溶液浓度、环境温度和湿度中，测量实验系统1的丝束电极电流密度分布矩阵I
w
＝[I
1，11
(s
1，11
)，I
1，21
(s
1，21
)，I
1，31
(s
1，31
)，...，I
1，n1
(s
1，n1
)；...，I
k，11
(s
k，11
)，I
k，21
(s
k，21
)，I
k，31
(S
k，31
)，...，I
k，n1
(s
k，n1
)；...，I
n，11
(S
n，11
)，I
n，21
(s
n，21
)，I
n，31
(S
n，31
)，...，I
n，n1
(s
n，n1
)]及丝束电极的位置矩阵S
w
＝[s
1，11
，s
1，21
，s
1，31
，...，s
1，n1
；...，S
k，11
，S
k，21
，S
k，31
，...，s
k，n1
；...，S
n，11
，S
n，21
，S
n，31
，...，s
n，n1
]；改变加载应力[F1，F2，F3，...，F
m
，...，F
n
]，测量实验系统2的工作电极电流密度分布矩阵序列{I
d
(F1)，I
d
(F2)，...，I
d
(F
m
)，...，I
d
(F
n
)}，工作电极的位置矩阵与丝束电极相同，k为1至n中任一数字，m为1至n中任一数字；步骤2：构建电流密度应力补偿数据集，数据集包括输入数据集和输出数据集，其中输入数据集包括：丝束电极阵列与工作电极电流密度测量点的位置信息[s
1，11
，s
1，21
，s
1，31
，...，s
1，n1
；...，s
k，11
，s
k，21
，S
k，31
，...，s
k，n1
；...，S
n，11
，S
n，21
，s
n，31
，..，S
n，n1
]、焊接接头工作电极加载应力[F1，F2，F3，...，F
m
，...，F
n
]和焊接接头丝束电极阵列无应力作用下的电流密度分布信息I
w
＝[I
1，11
(S
1，11
)，I
1，21
(s
1，21
)，I
1，31
(s
1，31
)，...，I
1，n1
(s
1，n1
)；...，I
k，11
(S
k，11
)，I
k，21
(s
k，21
)，I
k，31
(s
k，31
)，...，I
k，n1
(s
k，n1
)；...，I
n，11
(s
n，11
)，I
n，21
(S
n，21
)，I
n，31
(S
n，31
...

【专利技术属性】
技术研发人员：王承涛，李威，王禹桥，许少毅，杨雪锋，范孟豹，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：