自动查询纳尔逊曲线

化工压力容器设计温度大于或等于200°C且与氢气氛相接触时为氢腐蚀环境。氢腐蚀环境中如果同时存在高温硫腐蚀，高温蠕变，蠕变和氢腐蚀的倍数增效应，回火脆性等其他因素时，还应当考虑这些因素对钢材高温力学性能的影响。

铁素体钢在氢腐蚀环境中的选材一般查询纳尔逊曲线，并留有20°C以上的温度安全裕度。

查纳尔逊曲线比较繁琐，现在VCAD重新按照最新版的《API RP 941-2016 Steels for Hydrogen Service at Elevated Temperatures and Pressures in Petroleum Refineries and Petrochemical Plants》制作了纳尔逊曲线，并可以通过程序自动查找。

那么程序是如何实现的呢？

第一步：将JPG图形转变成数据

对于程序编制来说，公式比数据友好，数据比曲线图友好。但是很多时候我们的规范里只提供了图，怎么将这些图转化成数据呢？比如API RP 941-2016中著名的纳尔逊曲线：

有没有办法，可以做个程序，自动查询其横坐标，纵坐标，然后得到交点所在位置，从而帮助选择材料呢？

查其图的成色，模糊不堪，如果手动查询数据，那么误差比较大，工作量也巨大无比。所以迫切需要一个能够自动生成数据的方法。

这里推荐一个图形转数据的工具：Engauge Digitizer

Engauge这是一款开源软件，用于从文献曲线图或地图中提取数据。软件无需安装，解压文件后，双击图标即可使用，“usermanual”文件夹应该是帮助文件（英文版），还有一个“sample”文件夹提供很多例子。下面是简单的操作步骤（以曲线图为例）

1. 导入一张曲线图（File→Import或按钮1），也可以把曲线图以图片形式拷贝，粘贴（Edit→Paste As New）到软件中。软件支持的图片格式有Bmp、Gif、Jpg、Png、Pnm、Xpm。

   

   其中按钮3、2分别表示“保存当前文件（保存成dig文件）”和“打开一个dig文件”。按钮5为“帮助”，再单击按钮5之后，再单击面板上不明白的地方，系统会弹出相应的“帮助”。

   

2. 定坐标轴。（Digitize→Axis Point或按钮7），光标变成十字形，分别在坐标轴原点、X-轴最大值和Y-轴最大值处点击，在弹出的对话框中输入该点的坐标值。按钮8是极坐标。

   按钮6有“选择”作用，选中后按“Delete”键可以删除选中点。

3. 描点。选择curve point（按钮9）或 segment fill（按钮10）描点。curve point 是逐点选择，而 segment fill 自动选择。

4. 导出数据。点击按钮4，把描出的点导出来（可以导成txt或者dat文件，扩展名要自己写）就完成了。

   

   上图是纳尔逊横坐标X以及各种材料的对应的纵坐标Y的表，X分为700个数据。

第二步：将数据转化成Autocad的图形。

这一步已是轻车熟路，编写程序，读取数据，使用多个循环，将数据转换成点坐标，用PL多义线将其相连，有初步成雏形。见下图：

由于程序自动读取的数据，有些地方不光滑，所以还需人为微调一下，这个工作量相比直接手动绘制要轻松很多了。

第三步：制作完美的纳尔逊DWG图

绘制将坐标，每条曲线代表什么材料，以及曲线附近的有过试验证明失效模式，风险，危险或者安全的标记 ，以及规范中的注意事项统统标记上。对比规范的纳尔逊曲线，又清楚又准确，可远观可亵玩。

第四步：编写查询模块

将上面绘制的纳尔逊图存成图块，编写查询对话框，通过输入横坐标氢分压，纵坐标温度，然后调用图块。在图块上绘制氢分压和温度的直线，相交的地方就是材料需选择的依据。

是不是非常直观方便呢？