数值模拟涂层保护法保护碳钢电位分布

向斌 [1], 江露 [1], 周洋 [1], 王佳宁 [1]
[1] 重庆大学化学化工学院,重庆,中国
Опубликовано в 2016

引言: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 Multiphysics® 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 COMSOL Multiphysics® 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 Ea、Ec; 4)阴、阳极交换电流密度 i0c、i0a; 5)传递系数 α 和 β; 6)初始时刻的亚铁离子浓度; 7)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 Multiphysics® 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。

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