多金属耦合腐蚀仿真分析方法技术

本发明专利技术公开了一种多金属耦合腐蚀仿真分析方法，包括：电偶排序，将多金属耦合体系中涵盖的多种金属材料在服役环境中进行排序形成模型。简化模型。阴阳极判别，分别判别模型中的多种金属材料的阳极和阴极。以及赋值计算，继承阴阳极判别中中间腐蚀电位金属的阴阳极判断结果，赋值模型，并开展仿真计算，从而能够识别腐蚀热点区域，得到计算结果。借此，本发明专利技术的多金属耦合腐蚀仿真分析方法，解决了装备设计过程中，多金属材料腐蚀匹配性设计的问题，可以识别腐蚀热点区。

【技术实现步骤摘要】
多金属耦合腐蚀仿真分析方法
本专利技术是关于腐蚀防护仿真分析
，特别是关于一种多金属耦合腐蚀仿真分析方法。
技术介绍
日常生活中，因功能与力学适配性的要求，多金属装配屡见不鲜，而在腐蚀性环境中，由于各金属材料间存在电化学活性差异，极易形成电偶腐蚀，进而直接影响装备的使用性能。然而，长期以来，对于腐蚀环境下的电偶蚀研究对象主要集中于两种金属电连接形成的双金属耦合体系，对于三种及三种以上的多金属耦合体系研究鲜有涉及。同时，即便存在少数关于多金属耦合体系的研究，多局限于实验室试片的方法，若研究对象具有复杂的几何结构，实验室测试则难以提供准确的结果，此外，实验室测量无法满足装备设计过程中，多金属装配小幅度改动，重复性腐蚀匹配性设计的需求。公开于该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种多金属耦合腐蚀仿真分析方法，其解决了装备设计过程中，多金属材料腐蚀匹配性设计的问题，且可以识别腐蚀热点区。为实现上述目的，本专利技术提供了一种多金属耦合腐蚀仿真分析方法，包括：电偶排序，将多金属耦合体系中涵盖的多种金属材料在服役环境中进行排序形成模型。简化模型。阴阳极判别，分别判别模型中的多种金属材料的阳极和阴极。以及赋值计算，继承阴阳极判别中中间腐蚀电位金属的阴阳极判断结果，赋值模型，并开展仿真计算，从而能够识别腐蚀热点区域，得到计算结果。在本专利技术的一实施方式中，将所述多金属耦合体系中涵盖的多种金属材料在服役环境中是通过测量仪器以自腐蚀电位进行排序的。在本专利技术的一实施方式中，简化所述模型是依据实际三维模型的对称性，将所述三维模型简化为二维模型。在本专利技术的一实施方式中，多种金属材料包括导电类的非金属材料。在本专利技术的一实施方式中，多金属耦合腐蚀仿真分析方法还包括：设定外置窗口，用以小幅度改动所述多金属耦合体系的装配，并重复性计算。在本专利技术的一实施方式中，多种金属材料的数量为三种。与现有技术相比，根据本专利技术的多金属耦合腐蚀仿真分析方法，其可以有效解决装备设计过程中，多金属材料度蚀匹配性设计的问题，识别腐蚀热点区域，有的放矢，特别适合多金属装配小幅度改动，重复性腐蚀匹配性设计的工作，在制造样机之前解决设计难题，加速了耐腐蚀设计的开发进程。附图说明图1是根据本专利技术一实施方式的多金属耦合腐蚀仿真分析方法的流程示意图；图2是根据本专利技术一实施方式的多金属耦合腐蚀仿真分析方法的三金属耦合体系计算示意图；图3是根据本专利技术一实施方式的多金属耦合腐蚀仿真分析方法的外置窗口的示意图。具体实施方式下面结合附图，对本专利技术的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本专利技术的保护范围并不受具体实施方式的限制。除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。图1是根据本专利技术一实施方式的多金属耦合腐蚀仿真分析方法的流程示意图。如图1所示，根据本专利技术优选实施方式的一种多金属耦合腐蚀仿真分析方法，包括：S1，电偶排序，将多金属耦合体系中涵盖的多种金属材料在服役环境中进行排序形成模型。S2，简化模型。S3，阴阳极判别，分别判别模型中的多种金属材料的阳极和阴极。S4，赋值计算，继承阴阳极判别中中间腐蚀电位金属的阴阳极判断结果，赋值模型，并开展仿真计算，从而能够识别腐蚀热点区域，得到计算结果。在本专利技术的一实施方式中，将所述多金属耦合体系中涵盖的多种金属材料在服役环境中是通过测量仪器以自腐蚀电位进行排序的。在本专利技术的一实施方式中，简化所述模型是依据实际三维模型的对称性，将所述三维模型简化为二维模型。多种金属材料包括导电类的非金属材料。在本专利技术的一实施方式中，多金属耦合腐蚀仿真分析方法还包括：设定外置窗口4，用以小幅度改动所述多金属耦合体系的装配，并重复性计算。多种金属材料的数量为三种。在实际应用中，本专利技术的多金属耦合腐蚀仿真分析方法主要分为：电偶排序、简化模型、阴阳极判别和赋值计算四个步骤。电偶排序，将多金属耦合体系中涵盖的n种金属材料(分别为M1，M2，…，Mn，n≥3)，在服役环境中排序，假设最终的序列为，M1的自腐蚀电位(Ecorr,1)<M2的自腐蚀电位(Ecorr,2)<Mn的自腐蚀电位(Ecorr,n)。简化模型，为减少计算量，结合模型的实际情况，在不影响计算的情况下，尽量简化，增加计算效率。阴阳极判别，依据混合电势理论，对于双金属构成的电偶体系而言，阳极金属自腐蚀电位低，阴极金属自腐蚀电位高。显然在此类多金属材料体系中，金属Ml的自腐蚀电位最小，为阳极，金属Mn的自腐蚀电位最大，为阴极。处于中间地带的金属Mx(1<x<n)既可能为阴极，也可能为阳极。为判断多金属体系中自腐蚀电位居中金属Mx的阴阳极状态，可以金属Mx为基准，将金属体系拆分成(n-1)对双金属电偶体系，得到(x-1)对，金属Mx作为阴极的双金属电偶体系，得到(n-x-2)对，金属Mx作为阳极的双金属电偶体系。如下表所示，若金属Mx作为阴极的系列双金属电偶休系耦合电流之和大于金属Mx作为阴极的系列双金属电偶体系耦合电流之和，则金属Mx表面得到电子，在整个金属体系中，金属Mx便作为阴极，反之，作为阳极。赋值计算，继承阴阳极判别中中间腐蚀电位金属阴阳极判断结果，赋值给已简化的模型，开展仿真计算，便可识别腐蚀热点区域，得到计算结果。对于装备设计过程中，可对所有用到的主体金属材料进行电偶挂序，事前准备。中间金属Mx判别阴阳极时，为减少计算量，当金属Mx为阳极时，可将Mx...Mn视为一个整体，即体系中仅Mx为阳极，剩余金属均为阴极，开展计算，不需将其拆分为双金属体系，当金属Mx为阴极时，也可参照执行。图3是根据本专利技术一实施方式的多金属耦合腐蚀仿真分析方法的外置窗口4的示意图。如图3所示，本专利技术还设置有一个外置输入窗口，可输入模型中部件的尺寸，变化部件的材料，自动开展模型小幅度改动，重复性计算的目的，继而找到，在不影响目标模型性能的前提下，最佳的腐蚀匹配性方案。图2是根据本专利技术一实施方式的多金属耦合腐蚀仿真分析方法的三金属耦合体系计算示意图。如图2所示，以n＝3为例，即研究对象中包括三种金属：金属A1、金属B2与金属C3，开展海水环境下的腐蚀仿真分析。参见图1，本专利技术提供的多金属耦合腐蚀仿真分析方法分为，电偶排序、简化模型、阴阳极判别和赋值计算四部分。首先借助试验室测量工具，研究三种金属在海水环境下的腐蚀电位，确定三种金属在同一腐蚀介质中的电偶排序，假设测定的三种金属的电偶排序结果为：金属A1>金属B2>金属C3。本实例研究对象为海水环境下三种金属管路的腐蚀仿真分析，利用模型的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多金属耦合腐蚀仿真分析方法，其特征在于，包括：/n电偶排序，将多金属耦合体系中涵盖的多种金属材料在服役环境中进行排序形成模型；/n简化所述模型；/n阴阳极判别，分别判别所述模型中的多种金属材料的阳极和阴极；以及/n赋值计算，继承阴阳极判别中中间腐蚀电位金属的阴阳极判断结果，赋值所述模型，并开展仿真计算，从而能够识别腐蚀热点区域，得到计算结果。/n

【技术特征摘要】
1.一种多金属耦合腐蚀仿真分析方法，其特征在于，包括：
电偶排序，将多金属耦合体系中涵盖的多种金属材料在服役环境中进行排序形成模型；
简化所述模型；
阴阳极判别，分别判别所述模型中的多种金属材料的阳极和阴极；以及
赋值计算，继承阴阳极判别中中间腐蚀电位金属的阴阳极判断结果，赋值所述模型，并开展仿真计算，从而能够识别腐蚀热点区域，得到计算结果。


2.如权利要求1所述的多金属耦合腐蚀仿真分析方法，其特征在于，将所述多金属耦合体系中涵盖的多种金属材料在服役环境中是通过测量仪器以自腐蚀电位进行排序的。
...

【专利技术属性】
技术研发人员：石鹏飞，段国庆，郭倩，杨文山，卢云飞，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团公司第七一九研究所，
类型：发明
国别省市：湖北;42