[发明专利]一种镀锡钢板耐腐蚀指标的快速计算方法

说明书

镀锡钢板是制造食品及饮料罐头的重要材料。对酸性介质的耐蚀性能是其一个主要质量指标。目前国内外采用测定ATC值的标准测试方法检验镀锡薄钢板的耐蚀性能。该方法以葡萄柚汁或番茄汁为介质，测量脱掉锡层的镀锡薄钢板与纯锡电极间的电流，作为合金层抑制腐蚀作用能力的表征。但该法需要20小时以上的测试时间，使用不便。在用电量法测定镀锡钢板的镀锡量与铁锡合金量的过程中发现镀锡钢板恒电流阳极溶解电位E随时间t变化的曲线，蕴含合金层致密程度的信息，潜在影响着镀锡钢板的耐腐蚀性。因此，本专利利用数据挖掘算法探求E‑t曲线与镀锡钢板耐蚀性能关系的数学模型，建立镀锡薄钢板耐蚀性ATC值的简易、快速计算方法。

技术领域

本发明涉及镀锡钢板生产过程中质量的检测，特别是一种镀锡钢板耐腐蚀指标的快速计算方法。

背景技术

镀锡钢板是制造食品及饮料罐头的重要材料。对酸性介质的耐蚀性能是其一个主要质量指标。镀锡钢板系将钢板镀锡后经电阻及感应加热使锡层熔化并与铁基体反应，在锡层与铁间形成以FeSn₂为主成分的合金层的“软熔”工序制成。“软熔”后锡层表面虽较光滑，但仍有许多微小针孔，生成的合金层亦不完全致密。在罐头保存过程中，连通针孔中裸露的铁表面与锡层表面形成微电池，是导致镀锡钢板腐蚀的主要原因。经验表明：形成致密的合金层，阻断上述微电池腐蚀电流，是提高镀锡薄钢板耐蚀性的关键。为实现产品质量控制，目前国内外采用测定ATC值的标准测试方法检验镀锡薄钢板的耐蚀性能。该方法以葡萄柚汁或番茄汁为介质，测量脱掉锡层的镀锡薄钢板与纯锡电极间的电流，作为合金层抑制腐蚀作用能力的表征。但该法需要20小时以上的测试时间，使用不便。因此，寻求测试镀锡薄钢板合金层致密性的快速方法，以利于生产的监控，实有必要。我们在用电量法测定镀锡钢板的镀锡量与铁锡合金量的过程中，注意到若用较高的电流密度，则镀锡钢板恒电流阳极溶解电位E随时间t变化的曲线（E-t曲线）在锡、铁锡合金和铁基体三个电位台阶之间过渡时，其电位随时间的变化不是突变而是渐变，而且铁锡合金层电位台阶到铁基体电位台阶过渡区的电位已因极化抬高到铁在盐酸中的平衡电位以上。E-t曲线如图1所示。因镀锡钢板的合金层一般不完全致密，合金层-铁基体可同时暴露在电解液中，更由于高电流密度造成电极过程的极化作用，合金层-铁基体可同时发生阳极溶解。而合金层与铁基体同时阳极溶解的电极过程动力学应与铁基体的暴露面积，亦即合金层的致密程度有关。故可设想：由电极过程动力学决定的E-t曲线应当蕴含合金层致密程度的信息。因此，本专利数据挖掘算法探求E-t曲线与镀锡钢板耐蚀性能关系的数学模型，建立镀锡薄钢板耐蚀性ATC值的简易、快速计算方法。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的缺陷，提供一种基于E-t曲线，建立镀锡钢板耐腐蚀指标ATC值的快速计算模型，这个过程避免使用化学试剂，节约了时间和成本，也避免污染环境。

本发明的目的可以通过如下的技术方案实现：

一种镀锡钢板耐腐蚀指标的快速计算方法，包括如下步骤：

1）从生产过程中收集多个镀锡钢板生产样品，包括每个样品的耐腐性指标ATC的值和E-t曲线；从E-t曲线上提取特征信息。这样由ATC数据和特征信息数据得到了构建模型用的基础数据；

2）对收集到的基础数据进行映射组合，得到中间数据；

3）基于映射组合后的中间数据，利用化学计量学算法建立镀锡钢板耐腐蚀指标的快速计算模型；

4）收集多个新生产的镀锡钢板的E-t曲线数据，提取其特征信息数据，并将这些特征信息数据代入映射组合方程计算出中间数据，再将中间数据代入建立好的镀锡钢板耐腐蚀指标的快速计算模型，预测出这些新的镀锡钢板耐腐蚀指标数值。

本发明与现有技术比，具有以下优点：

1.本发明整个过程都可以通过计算机实现，节约时间，避免了实验，大大降低了成本。

2.本发明整个不涉及实验及化学品，不产生环境污染，符合绿色环保理念。

附图说明

图1为恒电流电位-时间曲线及其特征参数。