国网山东电科院创立国家首个大气腐蚀图绘制方法标准
转自：大众报业·齐鲁壹点
通讯员 樊志彬 张劲
日前，在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。这是山东省输变电设备大气腐蚀等级图，展现了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。这张大气腐蚀等级图依据最新方法绘制，基础数据获取迅速，地理空间插值算法准确，区域腐蚀等级选色规范，真正实现了“读图即临现场的体验”。
这一切还要归功于山东电科院电网材料腐蚀与防护团队，这个团队在国网山东电科院首席专家李辛庚与核心成员杜宝帅、樊志彬的带领下，已然孜孜不倦地开展此项研究十余年。日前，我国首个大气腐蚀图国家标准《大气腐蚀图绘制方法》通过了国家市场监督管理总局（国家标准化管理委员会）批准，正式发布，这是近期团队取得的全新成果之一，此项成果正逐渐点亮全国多个网省的动态大气腐蚀图，实现了输变电设备的腐蚀状态有据可依，有效可控。
回顾十余年的攻坚之路，从电网设备金属材料的腐蚀防护研究，直至《大气腐蚀图绘制方法》国家标准的诞生，该团队面临着大气腐蚀数据检测、大气腐蚀预测模型构建、国家标准立项与编制三个难题。他们不忘初心，谋定而后动；不负众望，知难而勇进；不辱使命，铿锵而前行，最终攻克了这些难题，实现了崭新的突破。
以推倒重来的勇气 成功研发腐蚀传感器
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，然而却没有获得真正应用，主要原因是受限于大气腐蚀数据的缺少，且不能快速、有效获取。秉承“科研服务于生产”理念的李辛庚，深入研究电网设备金属材料大气腐蚀机理及规律，决心自己开发电网设备大气腐蚀的在线检测技术和仪器，攻克大气腐蚀数据获取的难题。
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，因其应用领域窄、技术含量高、需求用量少，导致市场无成熟可靠产品供应。在2012年项目研发初期，为尽快取得进展，让想法在短时间内得到验证与落地，该团队与一家江苏的精密制造企业合作。在较短的时间内，成功试制了第一代腐蚀传感器，基本达到了项目验收要求。然而享受“拿来主义”的快乐是短暂的，不掌握核心科技的痛苦是持久的。随着项目的持续深入，大气腐蚀地图应用价值不断凸显，市场前景日渐广阔，昔日友好合作的团队中止提供开发服务，腐蚀传感器的升级开发一度陷入停滞不前的境地。
在核心技术被“卡脖子”和电力系统高安全性的双重约束下，该团队深刻领悟到关键核心技术是要不来、买不来、讨不来的。团队带头人李辛庚当机立断，成立研发突击小组，推翻放弃已有设计，从原材料选择、模具开发、压合工艺等传感器的全环节重新入手。团队成员大多为金属材料专业，面对传感器开发与制作全新陌生的领域，他们只能晚上恶补电气、机械、结构和工艺知识，白天抓紧进行试制，除吃饭睡觉外，基本上就是泡在了实验室和办公室。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。
基于腐蚀检测技术的开发，大气腐蚀数据实现了快速有效获取，为大气腐蚀图的绘制提供了准确的动态连续数据。
以批判自己的态度 成功绘制大气腐蚀图
传统大气腐蚀图的绘制依赖于人工暴露试验，从布样到获取腐蚀数据，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。他的肩上担负着动态大气腐蚀图绘制研发中最枯燥的模型构建与插值算法研究。
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。
樊志彬对大气腐蚀图绘制的贡献不仅于此，“脱离实际的计算方法毫无意义”，这是他做大气腐蚀预测模型时说的最多的一句话。他坚持收集腐蚀数据上千条，涉及电网设备金属材料锌、铝、铜、钢试样1000余件，涉及时间跨度长达十余年，用实际环境中金属腐蚀速率对构建模型进行反复验证，保证预测函数与实测数据始终最优逼近，预测精度不断提高。
岁月无声，奋斗有痕，前进的每一步都算数。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。
以敢为人先的魄力 成功创立国家标准
一项技术的实力，不仅体现在它解决了多大的问题，更重要的是它的影响力。
经过研发团队的努力，大气腐蚀图技术逐渐成熟，并实现落地转化，被国网推广应用。围绕该项技术，团队成员以发表学术论文、申请多项发明专利等知识产权形式对自己的核心技术形成严密保护。而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，从而奠定国网山东电科院的话语权。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。
该项目跟其他技术开发类项目形式不同，面对全新的标准类项目，需要用新思路去实施。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，《大气腐蚀图绘制方法》国家标准草案完成，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，今年7月1日将颁布实施，开创国内先河。
前景可待，未来可期；行则将至，奋斗已成。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的领头羊。