（化工过程机械专业论文）设备腐蚀网络数据库系统的开发.pdf

摘要 日- _ j _ 目_ _ 日l _ _ _ _ _ _ 自_ l - 4 i _ _ i _ l - _ _ - _ - 摘要 腐蚀问题遍及国民经济和国防建设的各个部门，每年由于腐蚀造成大量能源 和资源的消耗以及环境污染。我国六七十年代通过自行设计及从国外引进多套大 型石化装置，如今这些装置在腐蚀及相关因素作用下，进入事故的多发期。随着 计算机技术在腐蚀防护领域的应用，使得上述闯题的解决及石化装置的有效维护 成为可能。本文针对当前石化系统防腐工作的实际需要，开发了设备腐蚀网络数 据库系统。 本系统的开发采用软件工程的思想，遵循瀑布开发模型，从石化系统防腐工 作的实际需要出发，进行系统分析设计。确立系统的各项功能并通过多_ 种渠道进 行资料的收集，建立系统的总体方案。在系统分析的基础上，针对系统的各项功 能及数据库需求，进行系统详细逻辑设计。从经济性、实用性的角度出发，通过 比较，选择微机作为系统的硬件支持平台；w i n d o w s x p 作为软件开发平台；a s p ( a c t i v es e r v e r p a g e s ) 用于开发前端网络页面：i i s 5 0 作为后台服务器；m y s q l 作为后台数据库管理系统。利用a s p 技术和m y s q l 进行前端网络页面的开发和 数据库的结构创建。最后对系统的安全性进行适当的配置。 本系统成功地将腐蚀防护基本知识、材料的性能与选用知识以及失效案例存 入后台数据库，并采用基于浏览器服务器的网络体系架构，建立网络版腐蚀数据 库系统。该系统不仅可以进行腐蚀相关知识、材料相关知识以及失效案例的查询、 添加、修改、删除等功能；还可以对石化特定装置进行初步的监控，通过输入一 定的初始条件，系统给出该装置的目前状态，对腐蚀倾向做出判断，对腐蚀行为 迸行分析，并提出有效的改进措施及建议。 从设计和维护上解决设备的腐蚀失效问题，将减少设各更新的费用，避免由 于系统停车引起的经济损失，保障设备的安全并减少环境污染。本系统的开发将 有利于推动计算机技术在腐蚀与防护领域中的应用，促进腐蚀与防护领域研究方 法和手段的更新换代，并符合腐蚀与防护领域的研究与计算机技术相结合的发展 趋势。此数据库系统在石化企业中的应用将会节省可观的经济费用，另外对以后 腐蚀与防护领域方面的软件开发能提供一个很好的借鉴。 关键词腐蚀；监控；网络；数据库 a b st r a c t c o r r o s i o n sa r ev e r yc o m m o ni ne a c hf e i l do fn a t i o n a le c o n o m ya n dn a t i o n a l d e f e n s ec o n s t r u c t i o n a g r e a td e a lo fe n e r g ys o u r c e sa n dr e s o u r c e sa r ec o n s u m e d a n de n v i r o n m e n ti s p o l l u t e d a s ar e s u l to fc o r r o s i o ne a c hy e a r m a n yl a r g es c a l e p e t r o c h e m i c a ld e v i c e sd e s i g n e dn a t i o n w i d ea n d o ri m p o r t e da r ep u ti n t ou s e ，b u ta t t h et i m eb e i n gt h e ya r ed e t e r i o r a t e do rd e g r a d e db e c a u s eo fc o r r o s i o na n dc o r r e l a t e d f a c t o r s w i t ht h ea p p l i c a t i o no fc o m p u t e rt e c h n o l o g i e si nt h ef i e l do fa n t i c o r r o s i o n m e a s u r e s ，i ti sp o s s i b l et os o l v ea b o v ep r o b l e m sa n dm a i n t a i np e t r o c h e m i c a ld e v i c e s i nf a v o r a b l ec o n d i t i o n s b a s e do nt h e p r a c t i c a l d e m a n d so ft h e p e t r o c h e m i c a l i n d u s t r yo fa n t i - c o r r o s i o nw o r k ，t h ea u t h o rh a sd e v e l o p e dan e t w o r kd a t a b a s es y s t e m c o n c e r n i n gp e t r o c h e m i c a ld e v i c e sc o r r o s i o n t h e d e v e l o p m e n t o ft h i ss y s t e mi sa c c o r d i n gt oi d e ao fs o f t w a r e e n g i n e e r i n ga n d f a l ld e v e l o p m e n tm o d e l b a s e do nt h e p r a c t i c a ld e m a n d s o f t h ep e t r o c h e m i c a li n d u s t r y a n t i c o r r o s i o nw o r k ，t h ea u t h o rc a r r i e do u ts y s t e m a t i ca n a l y s i sa n d d e s i g n ，e s t a b l i s h e d v a r i o u sf u n c t i o n sf o rt h e s y s t e m ，c o l l e c t e dm a n yc o r r o s i o n d a t av i av a r i o u s a p p r o a c h e s ，a n dc o n c e i v e dg e n e r a ls c h e m e s o nt h eb a s i so fs y s t e m a t i ca n a l y s i sa n d d a t a b a s er e q u i r e m e n ta n a l y s i s ，t h ea u t h o ra l s oc a r r i e do u t l o g i c a ld e s i g n i nd e t a i l s 。b y c o n s i d e r i n ge c o n o m ya n dp r a c t i c a b i l i t y ，t h ed e v e l o p m e n t o ft h es y s t e m a p p l i e dp ca s h a r d w a r e p l a t f o r m ，w i n d o w s x pa ss o f t w a r e p l a t f o r m ，a s p a sb r o w s e re n d d e v e l o p m e n tt o o l ，i i s 5 0 a s s e r v e r , a n dm y s q la ss e v e re n dd b m s t h i sp a p e r a p p l i e da s pt e c h n o l o g ya n dm y s q lt od e v e l o pb r o w s e re n dp a g e sa n dd a t a b a s e s t r u c t u r e s f i n a l l y ，d i s c u s s i o n so fs e c u r i t yc o n f i g u r a t i o n sa r ep r o p e r l yp r e s e n t e d t h i sp a p e rp r e s e n t sd i s c u s s i o n so nh o wt oa c c e s s s u c c e s s f u l l ya n t i c o r r o s i o n b a s ek n o w l e d g e ，t h ep e r f o r m a n c ea n ds e l e c t i o no fm a t e r i a l s ，a n dh o wt o i n p u tt h e p r a c t i c a lf a i l u r ec a s e si n t od a t a b a s e t h ea u t h o rd e v e l o p e dn e t w o r ke d i t i o nc o r r o s i o n d a t a b a s es y s t e mw i t ht h ec o n f i g u r a t i o no fb r o w s e r s e r v e r b yt h i s s y s t e m ，t h eu s e r m a yq u e r y ，a d d ，m o d i f y ，a n dd e l e t er e c o r d so fa n t i c o r r o s i o nb a s ek n o w l e d g e a n d m o d i f yp e r f o r m a n c e a n ds e l e c t i o no f m a t e r i a l s ，a n d p r a c t i c a l f a i l u r e c a s e s i n p a r t i c u l a r , w i t h t h i s s y s t e m ，t h e u s e rc a l lm o n i t o rt h e o p e r a t i o n c o n d i t i o no f p e t r o c h e m i c a ld e v i c e s ，t h eu s e ri n p u ti n t os o m eo r i g i n a lc o n d i t i o n so f p e t r o c h e m i c a 【1 c o n c r e t ed e v i c e s ，a n dt h e nt h e s y s t e mm a yd i s p l a y st h ec u r r e n t l ys t a t u so ft h ed e v i c e s f o 他c a s t 。o r r o s i o nt r e n d s ，a n a l y z ec o r r o s i o n b e h a v i o r s ，a n dp r e s e n tt h es u g g e s t i o n sf o r t h ee f f e c t i v ep r o t e c t i v em e a s u r e s t h e s y s t e m h a ss o l v e dc o r r o s i o n p r o b l e m s o fd e v i c e sf r o m d e s i g n a n d m a i n t e n a n c ea s p e c t s ，w h i c hw i l lr e d u c ee x p e n s ei nu p d a t i n gd e v i c e s ，a v o i de c o n o m i c l o s sd u et os y s t e ma c c i d e n ts h u t d o w n ，e n s u r es e c u r i t yo fd e v i c e s ，a n dt h e r e f o r er e d u c e e n v i r o n m e n t a lp o l l u t i o n s t h ed e v e l o p m e n to fs y s t e mw i l lp r o m o t et h ea p p l i c a t i o no f c o m p u t e rt e c h n o l o g i e s a n dr e s e a r c ha c h i e v e m e n t si na n t i - c o r r o s i o n p r a c t i c e ， a c c o r d i n gw i t ht h ep r e s e n tt r e n d st h a tc o m p u t e rt e c h n o l o g i e sc o m b i n ew i t hr e s e a r c h o fa n t i c o r r o s i o na c t i v i t i e s t h e s y s t e mi sa p p l i e di n t h ep e t r o c h e m i c a l i n d u s t r y ， w h i c hw i l ls a v ec o n s i d e r a b l ea n du n n e c e s s a r ye c o n o m i c a l e x p e n s e s i na d d i t i o n ， m a n ys o f t w a r ep r o g r a m m e r so fa n t i c o r r o s i o nm a yb eg r e a t l yb e n e f i t e db yt h et h i s s y s t e m k e y w o r d s ：c o r r o s i o n ；m o n i t o r i n g ；n e t w o r k ；d a t a b a s e m 华南理工大学 学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进 行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外， 本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写的成果作品。 对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方 式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：刘j - l 永日期：2 0 0 3 年6 月2 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规 定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和 电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华南理工大学可以将 本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采 用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 保密口，在! 年解密后适用本授权书。 本学位论文属于 不保密翻。 ( 请在以上相应方框内打“4 ”) 作者签名： 导师签名： 刘j 、己来 瘩瓤 日期：2 d 口3 年占月z 日 日期：，p 一3 年月二日 ：耋l ! 兰王。一 第一章绪论 1 1 论文研究背景及意义 腐蚀科学是研究材料在环境作用下的破坏机理以及如何进行保护的一门学 科。腐蚀问题遍及国民经济和国防建设的各个部门。每年由于腐蚀造成的直接损 失约占国民生产总值的l 一4 。腐蚀消耗大量的能源和资源。另外，设备和管 道的腐蚀破坏及因此造成的污染物的泄漏，成为环境的污染源之一。 我国六十年代开始大力发展石油化工，除了自行设计、制造、安装大型石化 装置外，还于七十年代引进多套大型石化装置，其中石油化工总厂是其中之一。 2 0 多年来，这些大型石化装置经受了严峻的考验，支撑了国民经济的发展与繁荣。 但2 0 多年后的今天，这些装置已步入中老年期，即设备进入了事故的多发期，不 少设备的失效主要由设备腐蚀引发或与腐蚀密切相关，这使德国内外对石油化工 装备的腐蚀机理和影响因素进芎亍了大量的研究，得到了很多有价值的研究成果， 为解决腐蚀问题起了很大的作用。 这些问题的有效解决，在很大程度上依赖于长期积累的腐蚀经验及调查所得 的大量腐蚀数据及腐蚀案例的有效运用。这些腐蚀数据和腐蚀案例用各种方式存 储，以前主要依赖于纸品记载，有各种腐蚀数据手册及腐蚀图，如国内应用广泛 的有；美国腐蚀工程师协会( n a c e ) 出版的c o r r o s i o nd a t as u r v e y ) ) 、德国f r a n k f b e r g 编的c o r r o s i o nd i a g r a m s ) ) 、左景伊先生与左禹先生编著的腐蚀数据 与选材手册、中国腐蚀与防护学会等编写的金属腐蚀手册、化工机械研究院 主编的腐蚀与防护手册及中石化设备管理协会编著的石油化工装置设备腐 蚀与防护手册等。这些腐蚀手册及图表在腐蚀与防护史上起了很大的作用，但 由于纸品出版物容量有限，许多数据只能作归类简化处理，而且补充、修改及更 新周期长。随着计算机技术的迅速发展，由于计算机存储容量大，运行速度快， 信息处理已成为计算机的一个重要用途，各行业开发的信息数据库为技术管理提 供了强有力的工具。在材料腐蚀与防护领域，把分散的数据及图表建立数据库进 行集中管理从而实现对它们的有效利用是十分必要的。因此，许多国家都在努力 建立各种各样、功能各异、应用范围不同的腐蚀数据库，并且通过相互间的协作 和交流，显著提高了防腐蚀工程的水平删。 在腐蚀与防护领域，大多数腐蚀工程问题的解决依赖于具有腐蚀知识和实践 经验的专家决策，经常是科学试验的结果、实践经验、专家个人的判断三部分的 综合，与此类似所建造的腐蚀专家系统， 腐蚀失效分析、防腐蚀施工指导等方面， 在国外已广泛应用于耐蚀材料的选择、 产生了巨大的社会、经济效益。专家系 一i i 华南理i 工大学工学硕士学位论芝一 一 i _ _ 日_ _ - _ 目i - l _ _ _ - _ _ 一一 一统已成为现场的腐蚀与防护技术人员的十分有用的工具，帮助训练缺乏腐蚀工作 经验的人员，针对所给定的环境、材料提供专家意见。然而此类腐蚀与防护领域 的专家系统在国内数量极少，而且应用也不广泛。随着近年来人工智能的迅速发 展，研制以当前最流行的操作系统为运行平台的，界面友好的，具有专家系统功 能的实用智能化腐蚀数据库管理系统势在必行一1 。 因此针对当前石化系统腐蚀防护工作的实际需要，在广石化防腐工作者密切 协助下，华南理工大学工业装备与控制工程学院腐蚀防护与表面工程研究所正在 开发一套针对石化系统具体装置的基于数据库的腐蚀防护系统。此项研究将推动 计算机在腐蚀与防护领域中的应用，促进腐蚀与防护领域研究方法和手段的更新 换代，并符合腐蚀与防护领域的研究与计算机技术相结合的发展趋势。此数据库 系统的研究成果在石化企业中的应用将会提升企业的安全管理和节省可观的经济 费用，另外对以后腐蚀与防护领域方面的软件开发能提供一个很好的借鉴。 本论文的前期研究进行了数据库系统的基础工作，主要包括腐蚀防护方面的 资料收集、整理；对部分数据进行试验测定和补充；将这些资料以一定的形式录 入数据库中：还进行系统前端软件开发以便对这些知识的访问和管理。本论文的 后期工作包括指导重点装置对环境腐蚀的监测和控制，这期闯在生产现场及实验 室进行了探索，例如参与某石化厂对乙烯裂解炉炉管的金相组织的测试及低碳钢 在5 n h 4 n 0 3 溶液中极化曲线的实验室测定。本系统的开发既加强了理论知识的 应用，又使实际工作能力得到锻炼。 1 2 国内外腐蚀数据库系统的研究现状 1 。2 1 我国腐蚀数据库系统的开发现状 我国从二十世纪九十年代以来已相继建立了多种类型的腐蚀数据库系统，但 都权属开发单位，必须付费购买，在此介绍在杂志公开的几种腐蚀数据库。 1 2 1 1 大气腐蚀数据库系统 主要有届祖玉等开发的材料大气腐蚀数据库系统和李洪锡等开发的大气腐蚀 数据库管理系统( a c d b ) 。前者收集、整理、汇总和存储金属材料和涂镀层材 料的大气腐蚀数据及其影响因素数据，并对已有的数据进行适当的加工和处理， 以便迅速、准确地检索，具有修改、删除和打印功能。硬件支持环境要求i b m p c - - x t 及其兼容机，软件支持环境要求汉字磁盘操作系统c c d o s 和汉字关系数据 库系统c d b a s e i i 口“6 1 ；后者对己取得的各种材料在不同类型大气中的大量腐蚀 数据进行收集，评价和标准化，除了具有数据检索、数据管理、数据库维护、报 表打印和数据库字典功能，还具有统计和预测大气腐蚀的功能。软硬件环境为： i b m p c - - x t 以上微机，汉字磁盘操作系统c c d o s 和汉字关系数据库系统 2 第一章绪论 _ _ - _ _ - ；- l _ - 日_ l l _ _ i i _ 。_ 。 c d b a s e i i i 或c - - f o x b a s e ”。 1 ，2 、1 2 土壤腐蚀数据库系统 李洪锡等在建立大气腐蚀数据库管理系统后，又利用同一设计思想建立了土 壤腐蚀数据库( s c d b ) ，其功能和软硬件环境与大气腐蚀数据库系统基本相同。 该系统收集了已有的不断增加的土壤腐蚀数据，应用模式识别初步研究了材料的 土壤腐蚀与土壤环境的关系；对土壤腐蚀与时间的关系也进行了统计分析；并将 研究结果作为数据库的预测功能塍 。 1 2 1 ，3 海水腐蚀数据库系统 天津大学使用v i s u a lb a s i c 语言在w i n d o w s 环境下编制了金属海水腐蚀数据 管理和预测系统。该系统除包括数据浏览、录入、编辑等常用的管理功能外还具 备关系型查询功能以及一定的预测功能。预测模块包括人工神经网络模型预测和 灰色模型预测，使该系统不仅可查阅常用金属在我国典型海域的腐蚀行为，还能 够预测材料的长期腐蚀速度及新材料在其它海域的腐蚀速度【9 j 。 1 2 1 4 材料腐蚀数据库系统 为了填补在此之前无中文腐蚀数据库的空白，北京化工大学开发了一个以检 索查询为主，全中文的，适台国内石油、化工、轻工等系统的腐蚀和防护工程技 术人员使用的通用腐蚀数据库系统。该库由金属材料和非金属材料两个子库和一 个字典库组成，除查询功能外还具有库维护及打印功能。软硬件支持环境为：2 8 6 以上微机，u c d o s 3 0 以上版本的汉字操作系统0 1 。随着后来w i n d o w s 9 5 操作系 统的普及应用，北京化工大学又相继推出以w i n d o w s 9 5 为操作平台的非金属材料 腐蚀数据库1 和金属材料腐蚀数据库1 2 l ，两者都采用当时流行的计算机语言及技 术来建库，查询功能更加完善，用户界面更加友好，系统环境均要求4 8 6 以上微 机，w i n d o w s 9 5 操作系统。 1 2 1 5 腐蚀与防护咨询系统 为使企业能系统、高效地进行防腐蚀工作，丹东化学纤维工业( 集团) 总公 司特开发研制了“腐蚀与防护微机咨询系统软件”。该系统采用f o x p r 0 2 6 编写 程序，运用了模块化设计，广泛地包含了当时石油、化工、化纤等行业普遍采用 的防腐技术和大量数据信息，可提供防腐蚀选材，防腐蚀技术选择、腐蚀试验方 法、腐蚀数据分析、经济分析、防腐蚀决策、防腐监测方法、事故分析等功能， 适用于工矿企业的防腐蚀设计、施工和管理。该系统基于d o s 环境开发，而d o s 存在着内存局限性及图形功能差等缺陷，因此今后有必要将其移植到w i n d o w s 环 境中 1 3 1 。目前虽然开展了很多腐蚀预测工作，但尚未将腐蚀预测功能与腐蚀数据 3 华南理工大学工学硕士学位论文 库结合起来，不能充分利用现有的腐蚀数据，另外现在也没有专门的腐蚀预测软 件，为此武汉材料保护研究所采用v f p 6 0 语言在w i n d o w s 环境下开发了“c p a s 腐蚀防护咨询系统”。该系统主要对合理选材、结构设计、防护体系选择及防护技 术等方面给予腐蚀防护咨询，从经济方面对各种腐蚀控制方案进行评价，并试图 通过材料的短期腐蚀预测材料的长期腐蚀行为。该系统采用幂函数回归预测和灰 色模型回归预测，根据已有的腐蚀数据预测材料未来的腐蚀行为【l ”。 1 2 1 6 腐蚀数据库信息管理系统 为了解决大部分石化企业设备腐蚀管理繁琐的问题以及适应计算机网络发展 的需要，北京化工大学与齐鲁石化联合推出了大型石化企业设备防腐信息管理系 统，该系统应用关系数据库规范化理论设计库结构，采用m s ss q ls e r v e r6 5 建 立库结构，p o w e r b u i l d e r 6 0 语言编制数据库管理系统和用户界面，并应用大量的 s o l 结构化查询语言作为数据库的处理工具；采用了客户机服务器方式建立网 络版系统，在客户机上以w i n d o w s 9 5 操作系统为操作平台；采用了菜单系统和生 产流程图两种界面查询方式，使查询方式图形化、形象化【l 引。另外大连理工大学 利用v i s u a lb a s i c 语言开发了基于ibm pc 系列微机系统软件“金属材料腐 蚀库信息系统”。该系统以w i n d o w s 9 5 为操作平台，具有良好的可扩展性和可维 护性，能为设备选材、评价材料，维修、更换及评估腐蚀防护的决策提供依据。 此外，该系统建立了概率统计分析处理的数学模型，能对腐蚀数据进行分析处理， 并可绘制和打印直观的概率图，预测材料的使用寿命。 1 2 2 国外腐蚀数据库的发展状况 国外计算机、计算机互联网的发展和使用较广，和我国比较起来，国外开发 腐蚀数据库的时间较长，种类比较齐全。有单纯的材料腐蚀查询系统，也有带有 预测腐蚀发展的专家系统：有的是免费使用的网上腐蚀查询、腐蚀计算系统，有 的是必须付费购买才能使用的专业腐蚀管理数据库软件；从8 0 年代开始的单机版 到现在的网络版以及互联网版本都在使用。下面就介绍一下国外腐蚀数据库。 1 2 2 1 单机版腐蚀数据库 任何一种数据库系统最先出现时都是单机版的软件，腐蚀数据库也不例外。 尽管当今国外的计算机网络非常发达，但单机版的系统仍然占有半壁的江山。因 为这种形式的数据库的购买费用较低，对系统的要求不高，很适合个人或小型单 位使用。所以国外许多研究人员仍使用这种腐蚀数据库。但因为多数的单机版系 统没有设置数据更新的功能，使得这种数据库的数据不能及时更新，会造成在使 用中出现找不到要查的数据的现象。 4 第一章绪论 = _ _ _ - l l _ _ l _ i _ _ - _ _ - _ _ _ _ _ _ _ - l _ _ e _ - 日_ - l _ _ 日i _ _ - _ 目_ i _ i - _ _ _ _ - _ _ l _ - 一 如用l e v e l 5o b j e c t 技术开发的不锈钢腐蚀危险预测专家系统 a u r o r a s t a c o r 就是早期开发的单机版软件，它可以运行在m i c r o s o f t w i n d o w s3 1 以后的操作系统上。这个系统可以在用户定义的环境因素下，预测 1 3 种不同的不锈钢的腐蚀失效。还有近期的由c o r r o s i o n s o u r c e t o m 公司出品的 p r e d i c t 腐蚀预测软件，是新一代的腐蚀评价软件。它是经过多年的腐蚀研究和建 模，应用当今先进的软件技术，将复杂的知识融入到预测系统中，建立起来的。 用户通过输入材料所处环境的参数，如p h 值、温度、气，水比、氯离子、硫酸根 离子浓度、流体的流速、流动类型等参数，p r e d i c t 就可以通过内建的规则评估在 这种特定的状况下的腐蚀率【6 ”。 1 2 2 2 网络版腐蚀数据库 工业的不断发展，网络数据库越来越受到中大型企、监的欢逾。于是就出现一 些专为中大型企业制作腐蚀管理数据库的软件公司。m c m i l l e r c o 就是一家专 门编写管道腐蚀和阴极防腐p r o a c t i v e 软件的公司。这个软件采用客户机服务器 ( c l i e n t - s e r v e r ) 的运作模式，是一个3 2 位、用编译语言写成的基于w i n d o w s 的软件。具有数据安全性高，操作直观简便，数据瞬时处理更新等特点。国外许 多为工业管道作腐蚀监控的公司都是采用这个软件作为腐蚀管理的软件1 6 ”。 1 2 2 3 互联网版腐蚀数据库 因为当今互联网已经相当普及，不少事务已经可以直接在网上完成，腐蚀数 据库也越来越多地在国外的网站上出现。如h t t p ：p r o t e c t i o n c o p p e r o r g 是一个专 门为铜和铜合金建立起来的腐蚀网站。通过输入铜或铜合金的种类、特定的环境， 就可以查询到这时会发生的腐蚀现象，系统并且会给出一定的解释。还有 c o r r o s i o n s o u r c e c o r n 网站，这个网站上提供的查询服务可以说是包罗万象，包括 腐蚀速率计算、工程单位换算、铝合金腐蚀数据库、铜合金腐蚀数据库、低合金 钢腐蚀数据库、钛一锆数据库等，还有多种腐蚀手册、训练课程可供选择。上面单 机版腐蚀数据库中提到的p r e d i c t 腐蚀预测软件在这个网站上也提供了网页的版 本可供使用。而且通过互联网，可以收集全世界不同地区发生的腐蚀案例，打破 地域的界限，加快信息的流转速度，可以使腐蚀数据库更全面和完善。所以今后 的发展中在互联网上建立的腐蚀数据库会越来越多，它的发展也会越来越快 6 7 】。 通过对近十年的腐蚀数据库系统研究的回顾，可以看出，随着计算机科学的 发展，腐蚀数据库系统的开发也在不断发展。利用当时先进的计算机技术，使得 开发出来的腐蚀数据库系统的功能越来越强大。尤其是检索查询功能已相当完善： 此外，利用应用数学方面的知识初步实现腐蚀数据库的数据处理和腐蚀颈测功能。 n m兰童耋三奎兰三兰至圭兰磐鎏兰 z _ l _ e _ _ i _ - _ 自l l _ _ _ _ _ _ - _ _ _ l _ _ l l 。l - 。一 遗憾的是，在国内真正智能化的腐蚀数据库管理系统还未出现。如今新一代 w i n d o w s2 0 0 0 、w i n d o w sx p 等操作系统已得到普及，已经建立起来的各种腐蚀 数据库面临系统环境升级问题，而这是相当困难的；而且已经建立起来的各种腐 蚀数据库应用范围还比较窄。随着近几年人工智能的迅速发展，研制出一种以当 前晟流行的用户界面系统为平台的具有专家系统功能的应用广泛的网络腐蚀数据 库管理系统势在必行。 目前，我国针对石化企业开发及应用的腐蚀数据库系统较少，其中杂志上公 开介绍的主要是北京科技大学和北京化工大学所研制的系统。北京化工大学开发 了“炼油设备腐蚀与防护管理规范化专家系统”单机版软件，该软件的数据库只 存储了原油特性有关参数，没有系统地存储腐蚀防护基本知识和材料的性能与选 用知识；该软件实现了炼油设备腐诎分析与评估，但未实现有效的监控；另外， 该软件不具备失效案例的查询、添加、修改、删除等功能。北京科技大学与齐鲁 石化联合开发了基于客户机服务器结构的局域网g e 大型石化企业设备防腐信息 管理系统”，该软件实现了腐蚀设备信息、腐蚀检测记录及防腐施工记录的查询、 输入、修改、删除等功能，缺少腐蚀防护基本知识及材料性能与选用知识；该软 件不具备设备腐蚀监控功能及失效案例的收集检索功能。 1 。3 主要研究内容 本论文是华南理工大学工业装备与控制工程学院腐蚀防护与表面工程研究所 与广石化合作的项目一一设备腐蚀监控智能数据库开发与应用一一的其中一部 分。拟在大量腐蚀案例、腐蚀防护基本知识和材料性能与选用知识的基础上，开 发一种能够在网上实现对腐蚀案例、腐蚀防护基本知识和材料性能与选用知识的 查询、显示、存储、更新、删除等操作。利用数据库中的知识实现对设备的腐蚀 倾向作出判断、对腐蚀行为进行分析并提出控制措施，从设计和维护上解决这些 问题，将减少设备更新的费用，避免由于系统停车引起的经济损失，保障设备及 人员的安全并减少环境污染，为工厂和工程师提供一套“设备腐蚀网络数据库系 统软件工具库”。它能在计算机指导下进行故障排除和失效分析，能够对工业装置 进行安全分析。利用案例库与当前出现的问题进行对比，对发生腐蚀开裂的可能 性进行评估，选择维护设备的措施和控制腐蚀发展的手段，对腐蚀事件提出失效 模式和原因分析，提出改进建议。 6 薹三茎垂鎏坌篓垄茎堡主茎茎望 i 。m 。一 i _ _ 口- _ _ 日_ _ _ _ _ _ _ e _ _ _ 目_ - _ _ - t _ _ l _ - _ l _ _ _ _ l _ _ _ _ _ l 一一 第二章系统分析及总体方案设想 为了解决大部分石化企业设备腐蚀管理繁琐的问题以及适应计算机网络发展 的需要，设备腐蚀网络数据库系统拟在大量腐蚀失效案钶、腐蚀防护基本知识和 材料性能与选用知识的支持下，采用浏览器，服务器( b r o w s e r s e r v e r ，简称b s ) 方式建立网络版系统。 2 1 系统分析 在软件开发前有必要对系统进行全面的需求分析，确立系统的各项需求，以 便便开发的软件更能满足工厂的实际需要；使软件的开发过程顺利进行j 减少系 统运行后的维护量；从而减少软件的开发成本。 2 1 1 系统各项需求 该系统的需求分析主要包括系统的前端网络界面要求、系统的功能要求、异 常处理要求以及系统运行要求。 2 1 1 1 界面要求 程序的用户界面是指用户看到并与之交流的程序部分，用户界面设计的好坏， 直接关系到用户使甭该软件是否得心应手、是否能被用户接受，也关系蓟软件的 质量，所以在设计界面时，主要从以下几个方面进行设计。 友好性：采用图形化的网络页面作为用户界面 一致性：所有网络页面布局尽量保持一致 流行性：吸取目前软件流行的界面设计风格 相关性：各用户界面之间保持一定的关联，使界面之间的切换更容易 2 1 f ，2 功能要求 开发前确立系统的功能要求，这在需求分析中是相当重要的，有利于软件的 开发和维护。系统的功能要求如下： 腐蚀防护基本知识显示、查询、添加、修改、删除 材料性能与选用知识显示、查询、添加、修改、删除 能够进行简单的设备监控( 乙烯裂解炉炉管、催化裂化再生器) 失效案例的显示、查询、添加、修改、劂除 腐蚀防护基本知识查询精度调整 材料性膛与选用知识查询精度调整 华南理工大学工学硕士学位论文 相关网站链接 2 1 1 ，3 异常处理要求 对非法输入的字符和数值，不接收，同时弹出对话框提示用户，并提示用户 输入合理的参数数据。系统的异常处理要求如下： 查询条件异常处理 失效案例库及知识库的添加、修改、删除异常处理 维护人员登录错误处理 2 1 1 ，4 系统运行要求 系统发布后，其正常运行需要一定的软硬件支持。从工厂的实际情况出发， 确定本系统的运行要求。服务器端要求以w i n d o w sn t 、w i n d o w s2 0 0 0 或w i n d o w s x p 操作系统为操作平台，浏览器端要求以w i n d o w s9 5 、w i n d o w s9 8 、w i n d o w s 2 0 0 0 、w i n d o w sx p 等操作系统为操作平台。 2 1 2 系统基本构成 设备腐蚀网络数据库系统主要由支持系统、维护系统和设备监控系统构成。 支持系统主要负责提供设备腐蚀的数据及知识，包括腐蚀防护基本知识、材料的 性能与选用以及失效案例。维护系统主要负责支持系统中腐蚀数据及腐蚀知识的 更新整理，包括案例库中失效案例的添加、修改和删除；负责监控系统功能的完 善，使得监控更准确；负责腐蚀防护基本知识库和材料性能与选用知识库的维护 管理。设备监控系统主要负责设备的腐蚀状态的监控，以便及时采取有效的防护 措旌，使设备安全运行。系统基本构成如图2 - l 所示。 支持系统监控系统 图2 - 1 设备腐蚀网络数据库系统基本构成 第二章系统分析及总体方案设想 一l _ - i i _ _ 目_ _ _ 口_ 目- - _ _ _ _ i i _ _ _ i - _ - _ - _ 2 1 3 资料收集及整理 根据石油化工系统的现场实际需要来收集系统所需腐蚀知识。收集途径包括 工程失效案例、科技文献资料、服务经验、数据库及手册、技术规程、规范、标 准等，具体收集范围主要包括以下几个方面。 2 1 3 1 腐蚀防护基本知识的收集 主要收集石油化工系统中常用的腐蚀防护知识，为用户提高腐蚀与防护理论 知识，寻找腐蚀原因和腐蚀控制措施提供理论支持。收集内容如下： 腐蚀的定义及分类 腐蚀基本原理 腐蚀类型 腐蚀控制 2 13 2 材料的性能与选用知识的收集 主要收集碳钢、低合金钢和不锈钢的各种物理化学性能、力学性能以及使用 工况条件和选用原则。该部分内容有利于用户熟悉本系统的常用材料概况。目前 已收集的内容主要包括：【2 4 】 金属材料的主要性能 工程装备失效与材料的关系 黑色金属及其选用 材料选用的一般原则 2 1 3 3 失效案例的收集 主要收集炼油、化肥领域的失效案例。用户可以根据现场出现的腐蚀失效装 备或构件状况来查询失效案例库。若有类似案例，则用户就可以根据该案例提供 的资料来处理此失效装备或构件，从而避免了重复性失效分析带来的人力、物力 资源的浪费。另外，用户也可以从案例库中查询与当前装备或构件相同的失效案 例，实现对该装备或构件的维护和控制腐蚀的发展。目前已收集的案例包括： 醇胺贫富液换热器列管腐蚀穿漏 废热锅炉壳体局部变形2 5 】 常减压蒸馏装置常压塔上层塔盘及条阀应力腐蚀开裂 乙烯裂解炉炉管断裂【2 6 l 【2 7 】【2 8 l 2 9 1 催化裂化再生器壳体开裂3 0 j 【3 8 】 常压塔塔项出口管短节应力腐蚀开裂 硫磺回收尾气处理区再生塔塔壁腐蚀及冲蚀 9 华南理工大学工学硕士学位论文 _ - 自_ _ _ _ _ _ _ - _ _ 口_ _ - _ _ 自_ _ _ _ i 口_ _ 脱硫装置干气吸收塔安全评定3 u 干气吸收塔应力腐蚀开裂3 2 j 蒸馏装置常压塔塔壁腐蚀及冲蚀 3 3 1 2 2 数据库需求分析 本系统数据库要求存放失效案例、腐蚀防护基本知识、材料的性能与选用知 识以及维护人员用户名和密码。通过与石油化工系统的相关工作人员充分交流以 及对石油化工行业的调查分析，确定本系统数据库应存放的具体内容。 失效案例库要求记录失效装备或构件的名称及失效形式；失效情况简介，包 括失效装备或构件的资料、调查取样、宏观形貌观察等：失效装备或构件的测试 分析，包括扫描电镜分析、金相分析、化学成分分析、力学性能分析等；由测试 分析结果得出的结论；针对该失效案例应采取的改进措施及建议。此外还应存储 失效案例的作者以及该案例提交到数据库的时阃。用户可以根据失效构件名称和 失效形式来查询案例库。也可以浏览整个案例库。 关于腐蚀防护基础知识以及材料性能及选用知识，要存储的具体内容在上面 的资料收集及整理小节中已作介绍。用户可以查询自己所关心的内容。也可以浏 览全部内容。 另外还需要存储维护人员的用户名及密码，以加强数据库的安全维护。 2 3 总体方案设想 随着网络化信息管理系统在石油化工行业的广泛应用，建立网络体系架构的 应用软件，可以使其得到更充分的利用，打破地域的界限，加快信息的溅转速度， 可以使腐蚀数据库更全面和完善。因此本系统软件采用基于浏览器服务器 ( b r o s e r s e r v e r 。简称b s ) 体系结构。浏览器端主要负责与用户交互，提交用 户的请求。服务器端主要运行服务器，存放数据库文件，处理用户的请求，将结 果发送给浏览器，用户通过浏览器来查看请求响应， 2 3 1 b r o w s e r s e r v e r 结构 企业内部办公网络的特点是利用b r o w s e r s e r v e r 结构，实现整个企业内部的 信息化管理。这种系统的优势在于系统简单、功能强大、扩展能力良好以及跨地 域的操作性能。 c l i e n t s e r v e r 模式与b r o w s e r s e r v e r 模式是现在比较流行的两种数据库应 用模式，单独应用哪种模式都将受其自身弱点的限制。c l i e n t s e r v e r 模式主要 是在以局域网为基础的环境下展开应用的，它受到地域的限制。而b r o w e r s e r v e r 模式通过i n t e r n e t 迸行通信，可以不受地域的限制，但是它不能够进行联机事务 釜三耋主鎏坌堑圣璺笪奎蠢耋望。一 _ _ _ 目_ - _ l _ _ 目_ i - _ _ _ _ 。_ - 一 处理，并且在大量数据处理的情况下，速度较慢。从目前的开发技术来看，b r o w 3 e r 端作为信息收集源，特别是大量的数据录入工作还不能完全取代c l i e n t 端的用户 界面。在这方面，c l i e n t 端的各种开发工具的功能更加强大也更加灵活，而 b r o w s e r 端却由于