数值模拟涂层保护法保护碳钢电位分布-Comsol.PDF

数数值值模模拟拟涂涂层层保保护护法法保保护护碳碳钢钢电电位位分分布布 1 1 1 1 向斌 , 江露 , 周洋 , 王佳宁 1重庆大学化学化工学院 Abstract 言 ：钢结构设备的防腐保护主要采用阴极保护和涂层保护。其中 ，涂层保护除了防腐同时具备 防红外、降温等特殊性能。 此次模拟 ，通过COMSOL Mult iphysics®模拟设备在裸钢和SiO2@ATO涂层状态下的表面电位分 布 ，证实了SiO2@ATO涂层的防腐性和抗红外及降温性能 ，并验证了COMSOLMult iphysics®数值 模拟碳钢腐蚀表面电位分布的可靠性 。 模拟过程中 ，假设电解质电导率为常数 ，阳极的各参数 （尺寸、成分、分布等 ）保持不变。 计算方法 ：使用二次电流分布接口描述电极反应 ，稀物质传递接口描述亚铁离子输运 ，采用瞬 态研究。参数 ： 1）温度T ； 2 ）电解质电导率σ ； 3 ）阴、阳极平衡电位E_a、E_c ； 4 ）阴、阳极交换电流密度i0_c、i0_a ； 5）传递系数α和β ； 6 ）初始时刻的亚铁离子浓度 ； ）亚铁离子在硫酸溶液中扩散系数。 结果 ：分别计算铁钉在裸钢状态下和SiO2@ATO涂层下的表面电位分布。现阶段已得到裸钢表面 电位分布。预计在加SiO2@ATO涂层后电位整体会降低 ，铁钉中心电位分布梯度会有所下降。 结论 ： COMSOL Mult iphysics®在模拟研究腐蚀状态下金属表面的电位分布 ，具有一定的可靠性 。 Reference [1]Sergio Lorenzia et.al,Cat hodic protect ion modelling of a propeller shaft,Corrosion Science,108 ,36–46,2016; [2Guangxing Bai, et.al,]An internal state variable mapping approach for Li-Plat ing diag nosis,J ournal of Power Sources,323 ,115-124,2016 Figures used in the abstract FFiigg uurree 11: 图1 ：碳钢几何模型 FFiigg uurree 22: 图2 ：裸钢腐蚀状态表面电位分布 FFiigg uurree 33 : 图3 ：3600s时0.1mol/ m3亚铁离子等值面 FFiigg uurree 44 : 3600s裸钢状态下阳极电势分布 （V ）