基于Web的材料環(huán)境腐蝕失效案例系統(tǒng)*

陳軍，吳明，朱本廷

（遼寧石油化工大學(xué)儲(chǔ)運(yùn)與建筑工程學(xué)院，遼寧撫順113001）

基于Web的材料環(huán)境腐蝕失效案例系統(tǒng)*

陳軍，吳明，朱本廷

（遼寧石油化工大學(xué)儲(chǔ)運(yùn)與建筑工程學(xué)院，遼寧撫順113001）

在具有高性能和安全性的Windows 2003 Server操作系統(tǒng)支持下，采用Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)和ASP. NET2.0技術(shù)相結(jié)合實(shí)現(xiàn)腐蝕案例數(shù)據(jù)在WEB頁(yè)面上的呈現(xiàn)。系統(tǒng)提供了腐蝕失效案例的瀏覽、查詢、添加、修改等功能。用戶可以從網(wǎng)絡(luò)WEB頁(yè)面獲取相關(guān)的材料腐蝕的數(shù)據(jù)及相關(guān)建議，從而實(shí)現(xiàn)腐蝕案例數(shù)據(jù)網(wǎng)上的直觀共享。

腐蝕；失效；案例庫(kù)；網(wǎng)絡(luò)

腐蝕是指材料與環(huán)境間發(fā)生的化學(xué)或電化學(xué)相互作用而導(dǎo)致材料功能受到損傷的一種現(xiàn)象，普遍存在于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的每個(gè)環(huán)節(jié)，甚至?xí)o國(guó)民經(jīng)濟(jì)帶來(lái)了巨大影響及損失。盡管有一些事故表面有著相似之處但很可能腐蝕機(jī)理不同，所以單個(gè)的腐蝕失效事故分析往往具有偶然性，并不具有很強(qiáng)的參考性，但是通過對(duì)特定環(huán)境下相同或相似設(shè)備或零部件大量腐蝕失效事故的統(tǒng)計(jì)分析，就可以得到規(guī)律性的結(jié)論。如果設(shè)計(jì)人員或設(shè)備的操作者能及時(shí)的得到案例信息，就可以及時(shí)的采取措施來(lái)預(yù)防事故的發(fā)生，有效地提高設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)行、決策和管理的水平。本系統(tǒng)針對(duì)上述情況，確定其中心任務(wù)是：提高設(shè)備的監(jiān)察和管理水平，將案例信息快速并準(zhǔn)確地發(fā)布出來(lái)。相應(yīng)的用戶群為廣大失效分析工作者、設(shè)計(jì)人員及工程技術(shù)人員，隨時(shí)在網(wǎng)絡(luò)上為他們提供較為全面的參考和多種查詢案例的方式。

1 數(shù)據(jù)庫(kù)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

合理的數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是非常重要的，是創(chuàng)建一個(gè)能夠有效、準(zhǔn)確完成系統(tǒng)所需功能的數(shù)據(jù)庫(kù)的基礎(chǔ)，而且設(shè)計(jì)不合理的數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)可能會(huì)增加SQL語(yǔ)句的設(shè)計(jì)難度，甚至有可能無(wú)法從Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)中查詢出想要的信息[1-5]。本文材料腐蝕數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)的邏輯結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、以及數(shù)據(jù)內(nèi)容（包括學(xué)術(shù)名詞、材料介質(zhì)名稱以及材料的排號(hào)、計(jì)量單位等等）參照國(guó)際、國(guó)內(nèi)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，盡量和其保持一致。這不僅方便用戶查詢檢索，同時(shí)也方便數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的統(tǒng)一處理。

設(shè)計(jì)Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)為了避免冗余以及使整個(gè)系統(tǒng)清晰，特采用星形結(jié)構(gòu)，各個(gè)表之間通過案例編號(hào)和案例基本情況表關(guān)聯(lián)起來(lái)，圖1為腐蝕失效案例庫(kù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的模型圖。

圖1腐蝕失效案例庫(kù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型Fig.1System model of corrosion failure case base

2 系統(tǒng)案例庫(kù)內(nèi)容

材料腐蝕失效案例庫(kù)系統(tǒng)的案例主要來(lái)源于各地方和各行業(yè)的設(shè)備和材料腐蝕失效事故，具有很強(qiáng)的典型性和針對(duì)性。通過對(duì)失效案例的分析，案例報(bào)告是先對(duì)腐蝕失效案例發(fā)生的工作狀態(tài)與周圍環(huán)境進(jìn)行分析，然后再對(duì)其設(shè)計(jì)、選材、加工等方面采取的措施進(jìn)行分析，必要時(shí)需要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室模擬，接著根據(jù)調(diào)查的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行綜合分析，總結(jié)出腐蝕失效發(fā)生的主要原因與次要原因，最后給出防止同類腐蝕失效發(fā)生的建議與預(yù)防措施?？偟臑椴牧细g失效案例庫(kù)分為4個(gè)模塊：基本情況、原因分析、結(jié)論、建議。

綜合常見材料腐蝕失效模式的理論分析以及腐蝕失效案例的分析步驟，可以確定腐蝕失效案例庫(kù)中的案例基本上包括以下的內(nèi)容[6-10]：

2.1案例基本情況

案例的基本情況包括：案例名稱、案例概況、設(shè)備名稱、工作條件、材質(zhì)、材料類型、失效部件、防護(hù)措施、行業(yè)、失效類型、腐蝕的環(huán)境類型、腐蝕原理等。行業(yè)分為化學(xué)工業(yè)、石油化學(xué)工業(yè)、石油采輸工業(yè)、煤炭工業(yè)、電力工業(yè)、熱力工業(yè)、海洋開發(fā)工業(yè)、航空航天工業(yè)、船舶工業(yè)、汽車工業(yè)、電子和微電子工業(yè)、冶金工業(yè)、建筑工業(yè)、鐵路運(yùn)輸工業(yè)和其他行業(yè)等。

2.2宏觀檢查

宏觀檢查主要是指用肉眼、放大鏡等來(lái)觀察分析失效部件的宏觀形貌特征，這是失效分析的第一步，也是微觀分析的基礎(chǔ)。宏觀檢查采用的方法是目視和照相，所以在其報(bào)告中包括宏觀描述以及照片信息。

2.3斷口裂紋形貌

斷口裂紋是判斷腐蝕失效模式的重要依據(jù)之一。無(wú)論從理論分析還是從案例統(tǒng)計(jì)結(jié)果來(lái)看，都是不可缺少的項(xiàng)。包括裂紋宏觀擴(kuò)展路徑、裂紋微觀擴(kuò)展路徑、裂紋走向、裂紋形態(tài)等。該項(xiàng)包括斷口或者裂紋的描述（文字描述和圖片描述）和斷口分析，斷口分析既是參照斷口或者裂紋的描述對(duì)裂紋產(chǎn)生的原因進(jìn)行有目的的分析，為找出腐蝕失效的原因作鋪墊。

2.4金相分析

金相組織是熱處理和化學(xué)成分的反映，熱處理和合金的化學(xué)成分確定了合金的金相組織，金相組織的變化又影響了合金的耐蝕性能，是腐蝕失效影響因素之一，包括分析手段、取樣部位、金相組織描述、金相分析等信息。

2.5腐蝕介質(zhì)及腐蝕環(huán)境

由材料腐蝕失效模式的比較分析可知，介質(zhì)（環(huán)境）因素是引起腐蝕失效的主要因素之一，是材料腐蝕失效的“溫床”。該項(xiàng)包括濃度描述、介質(zhì)名稱、腐蝕介質(zhì)分析、腐蝕環(huán)境分析等。

2.6材質(zhì)化學(xué)成分

由材料腐蝕失效模式的比較分析可知，材料的化學(xué)成分是腐蝕失效的影響因素之一，許多金屬的腐蝕失效更深層的原因是材質(zhì)的化學(xué)成分問題，所以案例庫(kù)中的案例必須包括材料的化學(xué)成分這一部分。該項(xiàng)包括元素濃度描述、元素名稱、部位、手段、材質(zhì)化學(xué)成分分析等。

2.7應(yīng)力、硬度測(cè)試

材料的力學(xué)性能是材料的基本屬性，對(duì)于失效分析是一個(gè)很有用的信息。所以案例庫(kù)中的案例中包括材料的力學(xué)性能——應(yīng)力、硬度測(cè)試。該項(xiàng)包括應(yīng)力、硬度描述和應(yīng)力、硬度分析。

2.8流速、流態(tài)的影響

介質(zhì)的流速、流態(tài)會(huì)影響金屬的腐蝕速度以及機(jī)械的使用壽命，所以案例庫(kù)的案例中包括流速、流態(tài)的影響。該項(xiàng)包括流速、流態(tài)描述和流速、流態(tài)分析。

2.9腐蝕產(chǎn)物

腐蝕產(chǎn)物對(duì)于確定是何種腐蝕介質(zhì)引起的腐蝕以及腐蝕機(jī)制是很有力的證據(jù)，其包括腐蝕產(chǎn)物的特征、腐蝕產(chǎn)物化學(xué)成分、手段、腐蝕產(chǎn)物分析等。

2.10綜合分析

綜合分析是對(duì)該案例進(jìn)行整體的概括和分析，是作者對(duì)案例失效原因的論述，可使讀者在腦海里對(duì)該案例產(chǎn)生一個(gè)系統(tǒng)的印象，所以是案例不可缺少的一項(xiàng)。

2.11模擬試驗(yàn)

模擬試驗(yàn)是試驗(yàn)者根據(jù)機(jī)械的使用情況及其工作環(huán)境，對(duì)金屬或非金屬的腐蝕進(jìn)行試驗(yàn)?zāi)M，得出試驗(yàn)數(shù)據(jù)和試驗(yàn)結(jié)果，然后對(duì)試驗(yàn)的數(shù)據(jù)和結(jié)果進(jìn)行分析和歸納，從而總結(jié)出該設(shè)備腐蝕的原因。該項(xiàng)包括模擬試驗(yàn)和試驗(yàn)結(jié)論。

2.12涂層失效

涂層失效的原因多種多樣，但歸納起來(lái)主要是施工不當(dāng)、材料問題和施工技術(shù)要求有誤等。該項(xiàng)包括涂層種類、失效形式和原因等。

2.13結(jié)論

主要記錄通過上述分析得出的各方面的結(jié)論，是對(duì)該案例失效原因的總結(jié)和概述。

2.14建議

主要記錄對(duì)此環(huán)境中該腐蝕失效事件發(fā)生提出的建議，包括材料、預(yù)防措施、改善環(huán)境等各個(gè)方面。

2.15參考文獻(xiàn)

包括作者、刊物名稱、出版日期、頁(yè)碼范圍等項(xiàng)。

3 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

整個(gè)系統(tǒng)采用Dreamweaver8和Visual Studio 2005共同制作前臺(tái)界面，并用Visual Studio全程開發(fā)設(shè)計(jì)代碼，實(shí)現(xiàn)ASP.NET2.0無(wú)縫地與Visual Studio.NET結(jié)合，這不僅使得Web開發(fā)更加方便，而且還能提供這些工具必須提供的所有優(yōu)點(diǎn)。

3.1用戶模塊

系統(tǒng)將用戶分為兩類：注冊(cè)用戶和未注冊(cè)用戶。只有注冊(cè)用戶可以瀏覽網(wǎng)站內(nèi)腐蝕案例等的內(nèi)容，而未注冊(cè)用戶只可以看到主頁(yè)面和幫助頁(yè)面，即利用Session語(yǔ)句Session[“Userid”]=txtUser Name.Text.Trim（）；儲(chǔ)存用戶名，并進(jìn)行頁(yè)面?zhèn)鬟f，用以判斷當(dāng)前瀏覽用戶是否為注冊(cè)用戶進(jìn)行下一步瀏覽，非注冊(cè)用戶將會(huì)返回主頁(yè)面。注冊(cè)用戶可以在登陸后的頁(yè)面中修改自己的詳細(xì)信息。

3.2查詢模塊

考慮用戶的需求不同，提供了多角度，多層次的查詢方式，總體分為基本查詢和高級(jí)查詢兩種查詢方法。用戶可以根據(jù)自身查詢的需要，快速的查找并瀏覽所需的典型案例。在顯示結(jié)果中，采用GridView列表按錄入時(shí)間降序顯示，還具有當(dāng)前頁(yè)，首頁(yè)，尾頁(yè)，前一頁(yè)，后一頁(yè)及總案例個(gè)數(shù)，方便用戶直觀的選擇瀏覽。

在基本查詢中，選取了最為常見的4種關(guān)鍵詞查詢類型，包括：案例名稱，行業(yè)，失效模式，腐蝕環(huán)境。在使用的過程中用戶輸入關(guān)鍵詞，選擇好查詢類型，單擊“查詢”按鈕就可以在新彈出的頁(yè)面中顯示出查詢結(jié)果，并顯示查詢結(jié)果數(shù)量，其中雙擊案例號(hào)或者案例名稱都可以較為快速直接到達(dá)該案例的詳細(xì)瀏覽頁(yè)面。

在高級(jí)查詢中，查詢類型包括：材質(zhì)，行業(yè)，失效模式，腐蝕介質(zhì)。用戶既可以簡(jiǎn)單的像基本查詢一樣使用，即單個(gè)使用，也可以4種類型任意組合交叉查詢。其中“或”和“與”的查詢條件，用戶可以根據(jù)自身需要來(lái)進(jìn)行選擇。

3.3管理和維護(hù)模塊

管理和維護(hù)模塊共包括了兩大部分：用戶管理與案例管理。

用戶管理模塊中，主要是用戶的注冊(cè)資格審核，用戶的權(quán)限賦予，用戶的刪除，用戶的分類及用戶的一些日常管理與維護(hù)。

在案例管理模塊中，為了管理員及錄入者方便，直觀的工作，采用了和瀏覽頁(yè)面相似的頁(yè)面，案例庫(kù)15個(gè)內(nèi)容中的每個(gè)內(nèi)容可以隨時(shí)獨(dú)立的更改添加或者刪除。其中有一些案例不曾涉及到得方面如流速流態(tài)，涂層失效等內(nèi)容將會(huì)在用戶瀏覽顯示時(shí)用語(yǔ)句直接隱去，讓顯示的案例結(jié)果更為簡(jiǎn)潔，直觀，用戶使用起來(lái)會(huì)十分方便，具體管理和維護(hù)模塊的流程操作如圖2。

圖2數(shù)據(jù)維護(hù)模塊流程圖Fig.2Flow chart of data maintenance module

4 結(jié)論

對(duì)大量案例進(jìn)行失效分析，核對(duì)，模擬試驗(yàn)等建立了材料環(huán)境腐蝕失效案例系統(tǒng)，并通過Oracle存儲(chǔ)管理數(shù)據(jù)。采用ASP.NET2.0在WEB頁(yè)面中實(shí)現(xiàn)多種角度的查詢，案例詳細(xì)瀏覽，案例庫(kù)的維護(hù)等功能，使腐蝕失效與防護(hù)科學(xué)技術(shù)的信息能在最大范圍內(nèi)得到快捷和有效的利用。

參考文獻(xiàn)

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Web-based Environmental Corrosion Failure Case System

CHEN Jun，WU Ming，ZHU Ben-ting

（Liaoning Shihua University，Liaoning Fushun 113001，China）

Under support of the high performance and safety Windows 2003 Server operating system，Combined with Oracle database and ASP.NET2.0 technology，corrosion case data can be presented on the WEB page.The system provides a function of browsing，querying，adding and modifying corrosion failure cases.WEB page from the network users can access the relevant data and related materials，corrosion proposals in order to achieve corrosion intuitive online sharing of case data.

Corrosion；Failure；Case base；Web

TP 311.13

A

1671-0460（2010）03-0336-04

國(guó)家材料自然環(huán)境腐蝕實(shí)驗(yàn)臺(tái)網(wǎng)建設(shè)專項(xiàng)材料環(huán)境腐蝕失效案例庫(kù)建設(shè)（2005DKA10400－Z10）

2009-12-21

陳軍（1982－），男，在讀碩士研究生，主要從事計(jì)算機(jī)技術(shù)在材料腐蝕失效研究中的應(yīng)用及管道地理信息系統(tǒng)。

E-mail：kingdom-0451@163.com。