CN105891096A - 防护涂层老化损伤定量判定方法 - Google Patents

防护涂层老化损伤定量判定方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及防护涂层领域，具体涉及防护涂层老化损伤定量判定方法，其包括：根据防护涂层的腐蚀损伤形式确定老化损伤的判定因素；根据设计和使用要求确定各判定因素各评价级别界限值；提取防护涂层各判定因素的量化值，根据判定因素与评价级别的隶属函数，获取各判定因素的隶属度集合，所述评价级别中包含级别和对应各级别的量化值界限值包括：0级、1级、2级、3级、4级、5级；将所有判定因素的隶属度集合构建为矩阵R；利用公式B＝AR，计算得到结果向量，其中A为包含各判定因素权重的权重集，B为结果向量；对结果向量采用平方加权法获得判定结果。本发明能对防护涂层的腐蚀老化结果进行量化判定。

Description

防护涂层老化损伤定量判定方法
技术领域
本发明涉及防护涂层领域，具体而言，尤其应用于飞机上的防护涂层老化损伤定量判定方法。
背景技术
军用飞机在使用过程中要经受复杂的化学、热和气候环境作用，包括停放环境(含地面停放时的地面环境和舰上停放时的舰上环境)、飞行时的空中环境以及使用维护所引起的环境。在上述环境作用下，飞机结构会产生腐蚀/老化，造成结构的腐蚀损伤，产生严重的经济性和安全性问题。
为保障使用环境下飞机结构的经济性和安全性，国内外相关标准、规范，如美国JSSG-2006《美国国防部联合使用规范指南》、MIL-STD-1530C《美国空军飞机结构完整性大纲》及我国GJB775.1—89《军用飞机结构完整性大纲飞机要求》、GJB776—89《军用飞机损伤容限要求》、GJB2635—96《军用飞机腐蚀防护设计和控制要求飞机结构》、GJB67.6—2008《飞机结构强度规范重复载荷、耐久性与损伤容限》均对结构腐蚀防护与控制提出了明确的要求，即应采用有机或无机涂层进行结构表面防腐，并规定防护涂层体系在全寿命或修理间隔内有效。
防腐涂层体系的老化(腐蚀)损伤随环境严重程度和使用时间变化，为了评估防腐涂层体系的使用寿命，制订防腐涂层体系合理的检修周期，需要定量评估防腐涂层体系的老化(腐蚀)损伤。由于飞机结构形式多样、使用情况复杂、防腐涂层体系本身种类和组合形式多样，使得飞机结构防护涂层体系腐蚀失效形式多样，如表现为失光、变色、粉化、起泡、开裂、基体腐蚀等，综合多种表现形式进行量化评估一直是技术难点，从调查到的资料看，现有的方法主要分为单项分级法和定性评估(如“轻微、较严重、严重”)方法，其中单项分级法仅能针对某一种老化(腐蚀)损伤形式进行量化评估，而定性评估过于粗糙，均无法准确定量评估涂层的老化(腐蚀)损伤，为此，本文提出采用模糊量化评估方法进行防腐涂层体系的老化(腐蚀)损伤定量化评估。
发明内容
本发明的目的在于提供防护涂层老化损伤定量判定方法，以量化防护涂层老化损伤的问题。
本发明提供了一种防护涂层老化损伤定量判定方法，其包括：
步骤1，根据防护涂层的腐蚀损伤形式确定老化损伤的判定因素，所述判定因素包括：失光、变色、粉化、起泡、开裂、紧固件生锈中的一种或多种；
步骤2，根据设计和使用要求确定各判定因素对应评价级别的界限值；
步骤3，提取防护涂层的各判定因素的量化值，根据判定因素与评价级别的隶属函数，获取各判定因素的量化值的的隶属度集合，所述评价级别中包含级别和对应各级别的界限值，所述级别包括：0级、1级、2级、3级、4级、5级；
步骤4，将所有判定因素的隶属度集合构建为矩阵R；
步骤5，利用公式B＝AR，计算得到结果向量，其中A为包含各判定因素权重的权重集，B为结果向量；
步骤6，采用平方加权法，利用公式获得判定结果，其中，C为判定结果，bi 2为B中各数据的幂指数，vi为V＝(0,1,2,3,4,5)中各数据。
在一些实施例中，优选为，当所述评价级别为0级时，所述隶属函数为xi为某判定因素的量化值；当xi小于0级的上限值时，隶属度取1；当xi大于0级的上限值时，a＝mi01，σ＝0.6mi01，mi01为第i个判定因素0级对应的上限值。
在一些实施例中，优选为，当所述评价级别为1-4级时，所述隶属函数为其中，xi为某判定因素的量化值；σ＝0.6(mij1-mij0)，mij1为第i个判定因素第j个等级对应的上限值，mij0为第i个判定因素第j个等级对应的下限值。
在一些实施例中，优选为，当所述评价级别为5级时，所述隶属函数为
其中，xi为某判定因素的量化值；当xi小于5级的下限值时，隶属度取0；
当xi大于5级的下限值时，a＝mi50，σ取判定因素量化时的最小刻度值。
在一些实施例中，优选为，当所述判定因素包含起泡时，所述判定因素还包含：起泡大小、起泡数量；当所述判定因素包含所述开裂时，所述判定因素还包含开裂大小、开裂数量；当所述判定因素包含所述紧固件生锈时，所述判定因素还包含生锈大小、生锈数量；则，所述判定方法还包括：
分别以起泡大小、起泡数量为新判定因素、或以开裂大小、开裂数量为新判定因素、或以生锈大小、生锈数量为新判定因素，执行步骤2-5，分别得到起泡、开裂、生锈的加权隶属度集B起泡、B开裂、B生锈。
在一些实施例中，优选为，在步骤2之后，步骤3之前，所述判定方法还包括：
判定粉化量化值、和/或起泡量化值、和/或开裂量化值、和/或紧固件生锈量化值是否达到5级；
若达到，则判定为老化损伤等级为5级，输出该结果；
若未达到，则执行步骤3。
在一些实施例中，优选为，A＝(a1，a2，a3，a4，a5，a6)，ai代表失光、或变色、或粉化、或起泡、或开裂、或紧固件生锈的权重。
在一些实施例中，优选为，所述ai的取值方式为：k为权值统计数；Si为k个已输入权值中去掉最大值和最小值之后的加和。
在一些实施例中，优选为，所述评价级别中，随级别的增大，判定因素界限值增大；相邻级别的界限值仅端值叠加。
在一些实施例中，优选为，所述判定因素还包括：基体腐蚀、和/或剥落；则所述步骤1之前，所述判定方法还包括：
判定防护涂层是否存在基体腐蚀和/或剥落；
若存在，判定为老化损伤等级为5级，输出该结果；
若不存在，执行步骤1。
本发明实施例提供的防护涂层老化损伤判定方法，与现有技术相比，根据防护涂层的腐蚀损伤形式，结合调查研究，确定老化损伤的判定因素为定位失光、变色、粉化、起泡、开裂、紧固件生锈等，并根据防护涂层老化要求确立对应各判定因素的评价级别，然后采用模糊综合评判方法建立判定因素和评价级别的隶属函数关系，构建矩阵，结合各判定因素的权重，综合量化防护涂层的老化损伤程度。
附图说明
图1为本发明一个实施例中防护涂层老化损伤定量判定的流程示意图；
图2为本发明图1中判定过程中量化判断的流程示意图；
图3为本发明0级的隶属函数示意图；
图4为本发明1-4级的隶属函数示意图；
图5为本发明5级的隶属函数示意图；
图6为本发明0-5级的隶属函数示意图；
图7为本发明一个具体实例6个周期内腐蚀损伤等级变化图；
图8为本发明粉化程度对照图。
具体实施方式
下面通过具体的实施例结合附图对本发明做进一步的详细描述。
考虑到现有防护涂老化损伤仅存在定性判断，未能定量判断的问题，本发明提供了防护涂层老化损伤定量判定方法。
一种防护涂层老化损伤定量判定方法，如图2所示，其包括：
步骤1，根据防护涂层的腐蚀损伤形式确定老化损伤的判定因素，所述判定因素包括：失光、变色、粉化、起泡、开裂、紧固件生锈中的一种或多种；
步骤2，根据设计和使用要求确定各判定因素对应评价级别的界限值；
步骤3，提取防护涂层的各判定因素的量化值，根据判定因素与评价级别的隶属函数，获取各判定因素的量化值的隶属度集合，所述评价级别中包含级别和对应各级别的界限值，所述级别包括：0级、1级、2级、3级、4级、5级；
步骤4，将所有判定因素的隶属度集合构建为矩阵R；
步骤5，利用公式B＝AR，计算得到结果向量，其中A为包含各判定因素权重的权重集，B为结果向量；
步骤6，采用平方加权法，利用公式获得判定结果，其中，C为判定结果，bi 2为B中各数据的幂指数，vi为V＝(0,1,2,3,4,5)中各数据。
该方法为模糊综合判定方法。根据防护涂层的腐蚀损伤形式，结合调查研究，确定老化损伤的判定因素为定位失光、变色、粉化、起泡、开裂、紧固件生锈等，并根据防护涂层老化要求确立对应各判定因素的评价级别，然后采用模糊综合评判方法建立判定因素和评价级别的隶属函数关系，构建矩阵，结合各判定因素的权重，综合量化防护涂层的老化损伤程度。
为了确定矩阵R，其关键在于判定因素量化值与评价级别之间隶属度的计算，隶属度可通过隶属函数计算得到。在本技术中采用正态分布隶属函数。每一个判定因素的量化值与每一个等级的界限值都对应一个独立的隶属函数，即计算评价因素ui(i＝1，2，…，m)对评价等级vj(i＝1，2，…，n)的隶属度共需m×n个隶属函数。不同的等级，正态分布隶属函数的形式有所不同，因此：
对于0级，评价因素ui越大，其隶属于0级的程度越小，因此计算评价因素ui对于0级的隶属度时，选择偏小型正态分布隶属函数，所以，当所述评价级别为0级时，所述隶属函数为如图3所示。其中的各参数分别为：
xi为某判定因素的量化值；mi01为第i个判定因素0级对应的上限值；
当xi小于0级的上限值时，隶属度取1；
当xi大于0级的上限值时，a＝mi01，σ＝0.6mi01。
对于1～4级，可选择中间型正态分布隶属函数，所述隶属函数为如图4所示，其中，各参数分别为：
xi为某判定因素的量化值；mij1为第i个判定因素量化值第j个等级对应的上限值，mij0为第i个判定因素量化值第j等级对应的下限值；
σ＝0.6(mij1-mij0)。
对于5级，评价因素ui越大，其隶属于5级的程度越大，因此计算评价因素ui对于5级的隶属度时，选择偏大型正态分布隶属函数，所述隶属函数为如图5所示，其中，各参数分别为：
xi为判定因素的量化值；mi50为第i个判定因素量化值第5级对应下限值
当xi小于5级的下限值时，隶属度取0；
当xi大于5级的下限值时，a＝mi50，σ取判定因素量化值的最小刻度值。
所以，图6示出了0-5级的隶属函数。
在上文中提到的判定因素是基于：失光、变色、粉化、起泡、开裂、紧固件生锈，判定因素越少，各判定因素的权重越大，影响效果越清晰。
但是，在实际的防护涂层判定因素量化值提取过程中，会涉及更为复杂的因素，比如：当所述判定因素包含起泡时，所述判定因素还包含：起泡大小、起泡数量；当所述判定因素包含所述开裂时，所述判定因素还包含开裂大小、开裂数量；当所述判定因素包含所述紧固件生锈时，所述判定因素还包含生锈大小、生锈数量；所以，这些更细节的判定因素也应该参与。虽然也可以将大小和数量单列出来作为一个独立的判定因素，但是这会造成判定因素多达9个，使得各判定因素分配到的权重都较小，不能体现出各判定因素的重要程度。因此，分别对起泡大小、起泡数量单独建立隶属度集，分别对开裂大小、开裂数量建立隶属度集，分别对生锈大小、生锈数量建立隶属度集，分别求取。即：
分别以起泡大小、起泡数量为新判定因素、或以开裂大小、开裂数量为新判定因素、或以生锈大小、生锈数量为新判定因素，执行步骤2-5，分别得到起泡、开裂、生锈的加权隶属度集B起泡、B开裂、B生锈。
也就是说首先忽略起泡、开裂、生锈所包括的大小、数量的细节性判定因素，仅以失光、变色、粉化、起泡、开裂、紧固件生锈为判定因素，先分别求取失光、变色、粉化的隶属度集；
然后分别考虑起泡、开裂、生锈的大小、数量的细节性判定因素，分别进行求取，达到起泡、开裂、生锈对应的结果向量，并将该结果向量定义为各自对应的隶属度集合。并与失光、变色、粉化的隶属度集相结合，构建步骤4的矩阵，并进行执行后续步骤，最终获得判定结果。
通过上文可知，判定因素除失光、变色、粉化、起泡、开裂、生锈等，老化损伤形式还包括：基体腐蚀、剥落等。如图1所示，在军用飞机中，防护涂层中是不能出现基体腐蚀和剥落的，一旦基体腐蚀或剥落，则直接判定为失效，为最高5级。因此，在实际判定过程中，在进行上述判定之前，首先对基体腐蚀、剥落进行判定，如存在，则直接判定为5级。
另外，如图1所示，本着节约资源和处理程序的原则，上文的判定均基于非5级情况下的模糊综合判定，一旦出现粉化、起泡、开裂、生锈的量化值落入5级界限值内，可直接判定为5级，结束判定工作。
基于上述概括，接下来，通过具体实例来详细描述该防护涂层定量的判定方法：
步骤101，根据防护涂层的腐蚀损伤形式确定老化损伤的判定因素，构建判定因素集U；
防腐涂层体系在使用过程的腐蚀损伤形式是多种多样的，判定因素就是防腐涂层体系的某一种腐蚀损伤形式，比如失光、变色、粉化、起泡，开裂等。
调研表明，飞机结构防护涂层体系典型的失效模式主要有：失光、变色、粉化、起泡、开裂、剥落、基体腐蚀。另外对于钢螺钉连接的区域，螺钉表面生锈也可作为涂层的失效模式。
综上，确定的因素集为U＝{u1，u2，…，u8}＝{失光，变色，粉化，起泡，开裂，剥落，基体腐蚀，紧固件生锈}，由8个因素(涂层老化(腐蚀)损伤特征)构成。
步骤102，确定评价级别，构建评价级别集V；
防腐涂层体系的老化(腐蚀)损伤是随时间渐变发展的，为了能评估其渐变发展的历程，需要将腐蚀损伤按严重程度划分成若干级，评价集就是防护涂层体系腐蚀损伤等级划分的集合。
GB/T 1766—2008和ISO 4628-1～10将涂层的各单项评价量化值分为0～5级，共6级。ASTM的相关标准并没有统一的等级划分，如ASTM D610-12将生锈划分为11级，而ASTMD714-09将起泡大小分为11级，起泡数量分为4级。
从满足工程实际需要和简便易行方面考虑，借鉴国标和ISO标准的6级划分较合理，因此确定评价集为V＝{v0，v1，…，v5}＝{0，1，2，3，4，5}，其中0表示“无损伤”，5表示“失效”，数字从小到大对应逐渐严重的腐蚀过程。
步骤103，根据判定因素和评价等级构建单项评级方法，形成不同判定因素对应不同评价级别的界限值；
判定因素集则是需要考虑的对综合评价防护体系腐蚀损伤有影响的单项评级量化值的集合，给出每个判定因素不同等级的界限值，为后续构建矩阵做准备。
(1)失光
ISO和ASTM标准未给出失光的评级方法，国标中给出了较详细的评级方法，见表1。
表1 失光程度等级
等级 失光程度(目测) 失光率/％
0 无失光 ≤3
1 很轻微失光 4～15
2 轻微失光 16～30
3 明显失光 31～50
4 严重失光 51～80
5 完全失光 ＞80
用公式(1)计算失光率(％):
式中，A0是老化前光泽度测定值，A1是老化后光泽度测定值。
在本技术中，对于飞机结构防护涂层体系，特别是蒙皮外表面防护体系，要求其在使用过程中具有优异抗失光能力，不允许达到表1中给出的失光程度。根据设计所对失光程度的要求，将失光率的临界值(第5级)取为30％，得到如下的划分结果。
表2 失光程度等级量化结果
等级 失光程度(目测) 失光率/％
0 无失光 ≤3
1 很轻微失光 3～8
2 轻微失光 8～14
3 明显失光 14～20
4 严重失光 20～30
5 完全失光 ≥30
(2)变色
同失光的情况类似，ISO和ASTM标准未给出评级方法，国标给出了变色的评级方法，见表3。
表3 变色程度和变色等级
等级 色差值/ΔE* 变色程度
0 ≤1.5 无变色
1 1.6～3.0 很轻微变色
2 3.1～6.0 轻微变色
3 6.1～9.0 明显变色
4 9.1～12.0 较大变色
5 ≥12.0 严重变色
与变色类似，对于飞机结构防护涂层体系，特别是蒙皮外表面防护体系，要求其在使用过程中具有优异的保色性，不允许达到表3中的严重变色程度。根据设计所对变色程度的要求，将变色的临界值(第5级)取为ΔE＝4，划分得到表4中的结果。
表4 变色等级量化结果
等级 色差值/ΔE*
0 ≤0.1
1 0.1～1
2 1～2
3 2～3
4 3～4
5 ≥4
(3)粉化
ISO和国标给出了用天鹅绒布法评定粉化等级的方法，见表5。
表5 粉化程度和等级
等级 粉化程度
0 无粉化
1 很轻微，试布上刚可观察到微量颜料粒子
2 轻微，试布上沾有少量颜料粒子
3 明显，试布上沾有较多颜料粒子
4 较重，试布上沾有很多颜料粒子
5 严重，试布上沾满大量颜料粒子，或样板出现露底
另外，ISO4628-6和ASTM D4214-15还给出了用胶带纸法来评定粉化等级，与天鹅绒布法不同的是ISO4628-6中将等级粉化等级分成了10级，而ASTM D4214-15则分成了20级。
飞机结构防护涂层的粉化程度不允许达到ISO4628-6中的严重程度，取ISO4626-6中的2.5级(大致对应于国标中的明显粉化)对应的粉化程度作为飞机结构防护涂层体系允许的最严重粉化程度，将其粉化程度定义为10，图8给出了粉化程度大致对应的量化值。
在对粉化程度进行量化时，采用胶带纸法，对照图8给出的参考值确定粉化的量化值，划分得到表6中的结果。
表6 粉化程度量化结果
(4)起泡
国标和ISO关于起泡密度和大小等级的评级方法基本相同，见表7、表8。
表7 起泡密度等级
等级 起泡程度
0 无泡
1 很少，几个泡
2 有很少泡
3 有中等数量的泡
4 有较多数量的泡
5 密集型的泡
表8 起泡大小等级
等级 起泡大小(直径)
0 10倍放大镜下无可见的泡
1 10倍放大镜下才可见的泡
2 正常视力下刚可见的泡
3 ＜0.5mm的泡
4 0.5mm～5mm的泡
5 ＞5mm的泡
ASTM标准将起泡大小等级划分为0～10共11级，其中10级表示未起泡，8级表示肉眼刚好可见的起泡，但是其余等级对应的气泡大小未给出。另外，其将起泡密度分为4级，即少量的泡、有中等数量的泡、有较多数量的泡、有密集型的泡。
国标、ISO和ASTM标准都未给出各等级对应的数值，故需要给出每一等级对应的量化数值，由调研得到的外场服役、大气暴露试验和加速试验的数据发现起泡多发生于螺钉/螺栓孔边，当起泡数量达到10个左右时，孔边大部分面积已起泡，涂层达到了失效状态，因此将起泡数量的临界值取为10，得到表9的起泡密度的分级结果。
表9 起泡密度等级量化结果
等级 起泡程度 数量/个
0 无泡 0
1 很少，几个泡 1～2
2 有很少泡 3～4
3 有中等数量的泡 5～7
4 有较多数量的泡 8～10
5 密集型的泡 ≥10
对于连接区域，螺钉(螺栓)孔边5mm外的区域不作考虑，故起泡的临界值取为5mm，在表8的基础上对每一等级对应的起泡大小进行进一步地量化和调整，得到表10。
表10 起泡大小等级量化结果
等级 起泡大小(直径)
0 ≤0.1mm
1 0.1mm～1mm
2 1mm～2mm
3 2mm～3.5mm
4 3.5mm～5mm
5 ≥5mm
(5)开裂
国标和ISO关于开裂密度和大小等级的评级方法基本相同，见表11、表12，ASTM未给出评级方法。
表11 开裂数量等级
等级 开裂数量
0 无可见的开裂
1 很少几条，小的几乎可以忽略的开裂
2 少量，可以察觉的开裂
3 中等数量的开裂
4 较多数量的开裂
5 密集型的开裂
表12 开裂大小等级
与起泡的等级评定类似，需要将开裂数量量化并重新划分每一开裂大小等级对应的开裂尺寸。
对于实际飞机结构的防护涂层体系，是不允许出现明显的开裂情况，防护体系开裂会将基体直接暴露在腐蚀环境中，加速基体腐蚀，影响结构的使用功能和安全，一旦发现明显的开裂情况就需要进行维护或维修。因此对于开裂大小等级的划分应比国标和ISO标准给出的划分更加严格。
综上，将开裂数量临界值取为5条，等级划分结果见表13。
表13 开裂数量等级量化结果
等级 数量/条
0 0
1 1
2 2
3 3
4 4
5 ≥5
对于连接区域，螺钉(螺栓)孔边5mm以外的区域不做考虑，故允许最大的开裂尺寸取为5mm，得到表14的划分结果。
表14 开裂大小等级量化结果
等级 开裂大小
0 ≤0.1mm
1 0.1～1mm
2 1～2mm
3 2～3.5mm
4 3.5～5mm
5 ＞5mm
(6)紧固件生锈
国标和ISO给出了生锈的评级方法，见表15、表16。
表15 锈点数量等级
表16 锈点大小等级
等级 锈点大小(最大尺寸)
0 10倍放大镜下无可见的锈点
1 10倍放大镜下才可见的锈点
2 正常视力下刚可见的锈点
3 ＜0.5mm的锈点
4 0.5mm～5mm的锈点
5 ＞5mm的锈点
ASTM将生锈等级分为11级，与国标和ISO有差别的是其用生锈面积来表示生锈程度。试验过程中发现生锈表现为锈点的形式，故采用国标和ISO的评级方法，以锈点数量和大小来评价生锈。
试验发现生锈情况主要发生在钢螺钉(螺栓)上，而且由于其自身尺寸一般都比较小，生锈时锈点数量并不多。
综上，在表15的基础上适当减少各级对应的锈点数量，临界值取为5，重新划分得到锈点数量的级数划分，得到表17。
表17 锈点数量等级量化结果
等级 生锈状况 锈点数量/个
0 无锈点 0
1 很少，几个锈点 1
2 有少量锈点 2
3 有中等数量锈点 3
4 有较多数量锈点 4
5 密集型锈点 ≥5
如上所述，紧固件表面的锈点尺寸较小，一般不超过螺钉半径的1/2，故锈点大小临界值取为2mm，得到如下的量化结果。
表18 锈点大小等级量化结果
等级 锈点大小(最大尺寸)
0 ≤0.1mm
1 0.1mm～0.5mm
2 0.5mm～1.0mm
3 1mm～1.5mm
4 1.5mm～2.0mm
5 ≥2.0mm
(7)剥落和基体腐蚀
涂层剥落会使得基体直接暴露在腐蚀介质中，而基体腐蚀发生于基体的防护体系失效后，剥落和基体腐蚀是判断防护体系失效的最直接依据，对于飞机结构也不允许出现剥落或基体腐蚀。因此出现剥落或基体腐蚀时即认为防护体系失效，达到最严重的等级，即综合评判时就确定为5级，不再考虑其余的单项评级量化值。
因此实际上进行模糊综合评判时，参与评判矩阵的建立的因素只有6个，即因素集变为U＝{u1，u2，···，u6}＝{失光，变色，粉化，起泡，开裂，紧固件生锈}。
步骤104，确定隶属函数参数
根据前文不同等级对应不同隶属函数，及各自参数计算方式，结合步骤103中的各因素各级别对应的界限值，获取隶属函数参数值：
表19 隶属函数参数
步骤105，提取防护涂层的各判定因素量化值；
对飞机典型外露结构模拟试件进行了加速腐蚀试验，6个周期的腐蚀损伤情况如表20所示。
表20
以第一周期为例，进入后续的量化判定。
步骤106，判断是否直接列入5级；
第一周期各判定因素与其5级的界限值进行比较，发现未出现剥落和基体腐蚀，各判定因素也没有达到5级，因此进行模糊综合评判给出腐蚀损伤等级。
步骤107，获取各判定因素的权重，形成权重集；
权重获取方式可以有多种方式，可以通过打分获取数据，再根据数据统计分析，归一化处理求取各自权重；也可以通过灰色关联分析等求取各自权重。
下面以打分统计来处理，统计表见表21。
表21 统计结果
A＝(a1a2…a6)，且
归一化处理按如下公式计算：
a i = S i k - 2 / Σ j = 1 6 S j k - 2 ( i = 0 , 1 , 2 , ... , 6 )
针对本次测试机型、防护涂层的权重为表22：
表22
步骤108，根据判定因素与评价级别的隶属函数，获取失光、变色、粉化量化值的隶属度集合；
将第一周期的各判定因素量化值利用隶属函数进行计算，获取隶属度集合：
B失光＝(r失光0 r失光1 r失光2 r失光3 r失光4 r失光5)
r失光0＝0，
则B失光，也可称为B1，B1＝(0 0.9314 0.0468 0 0 0)
B变色＝(r变色0 r变色1 r变色2 r变色3 r变色4 r变色5)；
B粉化＝(r粉化0 r粉化1 r粉化2 r粉化3 r粉化4 r粉化5)；其计算方法同上。
B变色，也可称为B2，B2＝(0 0.0347 0.9956 0.0773 0 0)
B粉化，也可称为B3，B3＝(1 0.4994 0.0622 0.0019 0 0)
步骤109，根据判定因素与评价级别的隶属函数、权重获取起泡、开裂、生锈量化值的隶属度集合；
此步骤的判定步骤定位起泡大小、起泡数量；或者开裂大小、开裂数量；或生锈大小、生锈数量；分别计算。
利用隶属函数获得起泡的矩阵为：
利用起泡大小、起泡数量求取起泡的结果向量：
B 4 = A 4 R 4 = 0.5 0.5 0 0.9915 0.0622 0.0019 0 0 0 0.9257 0.1453 0.0130 0 0 ,
则B4＝(00.95860.10380.007500)，该B4即可认定为起泡的隶属度集合B起泡。
同理：计算得到开裂和紧固件生锈隶属度集合，B开裂，即B5；B生锈，即B6：
B5＝(0 0.9956 0.0622 0.0010 0 0)
B6＝(1 0.2921 0.0048 0 0 0)
步骤110，构建评价矩阵；
R = B 1 B 2 B 3 B 4 B 5 B 6 = 0.0000 0.9314 0.0468 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0347 0.9956 0.0773 0.0000 0.0000 1.0000 0.4994 0.0622 0.0019 0.0000 0.0000 0.0000 0.9586 0.1038 0.0075 0.0000 0.0000 0.0000 0.9956 0.0622 0.0010 0.0000 0.0000 1.0000 0.2921 0.0048 0.0000 0.0000 0.0000
步骤111，计算结果向量，获取判定结果；
利用式计算得到一级模糊综合评判结果向量：
B＝AR＝(0.3970 0.6253 0.1589 0.0106 0 0)
进行对数加权平均，得到最终的判定结果：
C = Σ i = 0 5 b i 2 v i / Σ i = 0 5 b i 2 = 0.770
到此为止，评估得到了第一周期的腐蚀损伤等级为0.770。利用同样的方法得到后面几个周期的腐蚀损伤等级，见表23、图7。由于第6周期出现了剥落，因此直接评定为5级。
表23 6个周期评估结果
第一周期 第二周期 第三周期 第四周期 第五周期 第六周期
等级 0.770 1.127 2.029 2.691 3.615 5.000
评估结果的变化趋势符合腐蚀动力学的一般规律，腐蚀损伤随时间(周期)的增加渐进增加，表明本发明的量化评估方法合理可行。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种防护涂层老化损伤定量判定方法，其特征在于，包括：
步骤1，根据防护涂层的腐蚀损伤形式确定老化损伤的判定因素，所述判定因素包括：失光、变色、粉化、起泡、开裂、紧固件生锈中的一种或多种；
步骤2，根据设计和使用要求确定各判定因素对应评价级别的界限值；
步骤3，提取防护涂层的各判定因素的量化值，根据判定因素与评价级别的隶属函数，获取各判定因素的量化值的隶属度集合，所述评价级别中包含级别和对应各级别的界限值，所述级别包括：0级、1级、2级、3级、4级、5级；
步骤4，将所有判定因素的隶属度集合构建为矩阵R；
步骤5，利用公式B＝AR，计算得到结果向量，其中A为包含各判定因素权重的权重集，B为结果向量；
步骤6，采用平方加权法，利用公式获得判定结果，其中，C为判定结果，bi 2为B中各数据的幂指数，vi为V＝(0,1,2,3,4,5)中各数据。
2.如权利要求1所述的防护涂层老化损伤定量判定方法，其特征在于，
当所述评价级别为0级时，所述隶属函数为xi为某判定因素的量化值；当xi小于0级的上限值时，隶属度取1；当xi大于0级的上限值时，a＝mi01，σ＝0.6mi01；mi01为第i个判定因素0级对应的上限值。
3.如权利要求1所述的防护涂层老化损伤定量判定方法，其特征在于，
当所述评价级别为1-4级时，所述隶属函数为其中，xi为某判定因素的量化值；σ＝0.6(mij1-mij0)，mij1为第i个判定因素第j级对应的上限值，mij0为第i个判定因素第j个等级对应的下限值。
4.如权利要求1所述的防护涂层老化损伤定量判定方法，其特征在于，
当所述评价级别为5级时，所述隶属函数为
其中，xi为某判定因素的量化值；当xi小于5级的下限值时，隶属度取0；
当xi大于5级的下限值时，a＝mi50，σ取判定因素量化时的最小刻度值。
5.如权利要求1所述的防护涂层老化损伤定量判定方法，其特征在于，
当所述判定因素包含起泡时，所述判定因素还包含：起泡大小、起泡数量；当所述判定因素包含所述开裂时，所述判定因素还包含开裂大小、开裂数量；当所述判定因素包含所述紧固件生锈时，所述判定因素还包含生锈大小、生锈数量；则，所述判定方法还包括：
分别以起泡大小、起泡数量为新判定因素、或以开裂大小、开裂数量为新判定因素、或以生锈大小、生锈数量为新判定因素，执行步骤2-5，分别得到起泡、开裂、生锈的加权隶属度集B起泡、B开裂、B生锈。
6.如权利要求1所述的防护涂层老化损伤定量判定方法，其特征在于，在步骤2之后，步骤3之前，所述判定方法还包括：
判定粉化量化值、和/或起泡量化值、和/或开裂量化值、和/或紧固件生锈量化值是否达到5级；
若达到，则判定为老化损伤等级为5级，输出该结果；
若未达到，则执行步骤3。
7.如权利要求1所述的防护涂层老化损伤定量判定方法，其特征在于， ai代表失光、或变色、或粉化、或起泡、或开裂、或紧固件生锈的权重。
8.如权利要求7所述的防护涂层老化损伤定量判定方法，其特征在于，所述ai的取值方式为：k为权值统计数；Si为k个已输入权值中去掉最大值和最小值之后的加和。
9.如权利要求1所述的防护涂层老化损伤定量判定方法，其特征在于，所述评价级别中，随级别的增大，判定因素界限值增大；相邻级别的界限值仅端值叠加。
10.如权利要求1-9任一项所述的防护涂层老化损伤定量判定方法，其特征在于，所述判定因素还包括：基体腐蚀、和/或剥落；则所述步骤1之前，所述判定方法还包括：
判定防护涂层是否存在基体腐蚀和/或剥落；
若存在，判定为老化损伤等级为5级，输出该结果；
若不存在，执行步骤1。
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