hcor = ∑ m K1 im cor ρt m EW = K1 EW ρ ∑ m i m cor tm (9)
wcor = ∑K2 im cor tm EW = K2 EW ∑i m cor tm (10)
m m
式中 :tm为第 m种环境作用时间 ;m为环境类型序号。
3 环境严酷性指数的建立
首先引入环境严酷性指数 [4 ],在腐蚀损伤效应情况下使 : im
ESI = cor tm (11)
∑
m
由式 (11)可见 ,环境严酷性指数是由多种不
同环境类型 /要素 /强度在其作用时间内分别产生
的腐蚀电流密度之和 ,即多种不同环境产生的腐
环境当量化是指 ,在腐蚀损伤等效原则下 ,用
蚀总电量。标准的 (参考的 )环境类型 /要素 /强度及其作用时在腐蚀率情况下 ,由式
(5)和式 (6),则式 (11)间当量地取代另一种环境类型 /要素 /强度及其作用时间或多种不同环境类型 /要素 /强度及其作用
可表示为
ESI = K1 EW (12)
或
ESI = δw cor K2 EW (13)
在腐蚀量情况下 ,用式 ( 9)和式 ( 10),则式
(11)也可表示为 ρhcor
ESI =(14)
K1 EW
或
ESI =wcor (15)
K2 EW 此时 ,环境严酷性指数实际上就成为环境严酷度指数。由式 (11)～式 (15)可知 ,环境严酷性 /度指数可以用腐蚀电流密度、穿透率、质量损失率、穿透量或质量损失量分别表示。环境严酷性 /度指数实质上表征了材料腐蚀损伤的严重性 /度。对于同一种材料 ,环境严酷性 /度指数与腐蚀损伤率 /量成正比。但是 ,应该指出 :考虑到一种材料的成分、组相、晶粒和杂质等的不均匀性 ,特别是 ,当材料组成结构以后 ,再考虑到局部环境的差异、结构细节的构型特点和受力状态与水平的不同 ,材料腐蚀类型、腐蚀形态和腐蚀损伤率 /量都会有所变化而不同 ,因此 ,实际上 ,环境严酷性 /度指数或腐蚀损伤率 /量总是以概率形式出现 ,此时 ,可采用腐蚀损伤概率模型和相应的概率分析方法 [4 ]。由式 (11)～式 ( 15)还可发现 ,环境严酷性 /
度指数并不需要一定用环境类型 /要素 /强度本身表示 ,这就避免涉及环境类型 /要素 /强度本身复杂的物理 /化学特性与它们多种多样的成分、含量、烈度和浓度等。而可以直接用腐蚀电量或腐蚀机械量确定环境严酷性 /度指数。
环境严酷性 /度指数不仅与环境本身有关 ,而且更重要的是与材料 /结构有关 ,一种环境对某一种材料 /结构严酷 ,而对另一种材料 /结构不一定严酷 ,可以设定某一种材料 /结构 %环境系统为参考或标准 ,建立起环境严酷性 /度指数体系。
环境严酷性指数的单位可为 μA/ cm2或 A/ m2。环境严酷度指数的单位可为 (μA/cm2) a, (A/ m2)a , (μA/ cm2) d或 ( A/m2)d。
4 环境当量化
时间 %即环境谱对材料 /结构腐蚀的作用。
假设标准的 (参考的 )环境类型 /要素 /强度用上标 ‘0’表示 ,根据上述环境当量化的定义 ,多种不同环境类型 /要素 /强度及其作用时间 %即环境谱产生的腐蚀损伤应等于标准的 (参考的 )环境类型 /要素 /强度及其作用时间产生的腐蚀损伤 ,则得
im i0
cor cor
hcor =K1 ρtm EW =K1 ρt0 EW (16)
∑
m
K2 im K2 i0
wcor = cor tm EW = cor t0 EW (17)
∑
m
由式 (16)和式 (17)可得到
cor
tm (18)
imt0 =
cor tm
/i0cor=
∑
∑
ii0 m
cor
m m
令
im βm= cor (19)
i0
cor
则
t0 =(βmtm) (20)
∑
m
式中 :β为第 m种环境类型 /要素 /强度与标准的
m
(参考的 )环境类型 /要素 /强度所产生的腐蚀电流密度之比 ,由式 (5)和式 (6)可知 ,它也可用腐蚀穿透率或质量 /重量损失率分别表示
,即
δhm
cor (21)
βm=
δh0
cor
或
m
δwcor
βm= 0 (22)δwcor
所有这些 β值 (如式 (19)、式 (21)和式 (22)各式表示)都称之为环境当量化系数。显然 ,有
β-m 1 = tm 0 (23)
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