在恶劣的海洋环境中避免腐蚀通常需要使用阴极保护方法。这些利用不同的工具，例如牺牲阳极或印象深刻的电流，以帮助基于海上的行业保持漂浮。一个这样的系统，印象深刻的当前阴极保护（ICCP），通过将外部电流应用于船体来减轻腐蚀。该方法的效率取决于诸如使用涂层螺旋桨等因素。在这里，我们使用仿真来研究涂层螺旋桨如何影响ICCP效率。
航海腐蚀
坐在船的甲板上，您可能没有意识到在您下面发生的一切。但是，如果您要潜入海浪，您可能会观察到船上最大的问题之一：腐蚀。
当在这种情况下，在船体的船体上看到的腐蚀发生在电解质（海水）内时。简而言之，海洋是一种电解质，可促进从具有较高电解质电位的阳极流到具有较低电解质电位的阴极的电子流。这会导致阳极区域中的氧化和腐蚀。
简化的图像显示电解质溶液中的阳极和阴极。
腐蚀会导致船舶和石油平台恶化和减弱。这可能导致泄漏和不安全的工作条件。与其尝试在事实之后解决这些问题，这可能是昂贵的，您可以专注于在使用保护方法（例如ICCP）发生之前避免腐蚀。
这样的船只可能会利用预防腐蚀系统来维持结构完整性。（由Jean-Michel Roche。创意共享归因 - 共享3.0未竞争， 通过Wikimedia Commons）
用ICCP缓解船体腐蚀
当使用ICCP方法保护船免受腐蚀时，将应用外电流来将船体船体上的高电势阳极位点转换为低电位阴极部位。这样可以确保船体表面受到保护免受腐蚀，因为整个船体起着阴极的作用。
船体的几何形状。
功能性ICCP系统所需的电流量取决于多种因素，例如盐度和水温度。但是，暴露于海水的裸金属面积对当前需求贡献最大。螺旋桨通常由裸露的金属组成，但可以涂覆。螺旋桨是否被涂层会影响ICCP系统功能需要多少电流。
让我们转到模拟，将ICCP系统的效率与涂层螺旋桨与带有未涂层的螺旋桨的船相比。
通过模拟评估涂层螺旋桨的性能
为了评估ICCP系统中涂层螺旋桨的使用，我们创建了一个受启发的模型Huber和Wang撰写的纸。
涂层螺旋桨
在涂层螺旋桨方案中，我们测试了0.87 A的施加电流。在这里，船体表面具有相对均匀的低电解质电势，而阳极表面具有较高的电解质电位。到目前为止，这似乎不错，但是让我们仔细看看阳极附近的均匀区域。
左：带有涂层螺旋桨教程模型的电解质电位。阳极是红色圆圈。右：涂层螺旋桨的轴的局部电流密度。
我们模型中的轴表面显示出局部电流密度的负迹象，这表明朝向轴表面而不是从中流动相反。这证实了轴表面正在进行阴极反应。
在轴表面有阴极反应，在阳极表面具有较高的电解质电势，并且总体上始终低电解质电位，在涂层螺旋桨的情况下，施加的电流密度足以成功进行腐蚀。
未涂层的螺旋桨
在模拟未涂层的螺旋桨时，我们再次使用3.1 A的施加电流。再次，阳极表面具有比船体其他表面更高的电解质电势。但是，在这种情况下，与船体的其余部分相比，轴和未涂层的螺旋桨表面具有较低的电解质电位。
左：带有未涂层螺旋桨的教程模型的电解质电位。阳极是红色圆圈。右：轴和未涂层螺旋桨的局部电流密度。
我们可以检查轴和未涂层的螺旋桨表面，并观察到局部电流密度的负迹象。因此，我们可以假设在轴和未涂层的螺旋桨表面都有阴极反应。因此，电流密度也足以在未涂层的螺旋桨场景中进行腐蚀。
尽管涂层和未涂层的螺旋桨情景都足以用于腐蚀保护，但涂层螺旋桨需要较少的电流才能防止腐蚀，从而使其成为更有效的系统。此外，如下图所示，在涂层螺旋桨的情况下，电解质电势更均匀。
比较涂层和未涂层螺旋桨模型的电解质电势的图。弧长表示船体的长度。
结论和下一步
通过我们的comsol多物理学模拟，我们看到涂层的螺旋桨壳表面比未涂层的螺旋桨船体表面更好地受到保护，这是由于电位持续较低。很明显，ICCP系统与涂层螺旋桨的功能更好。
是否想学习如何设置和运行此模型并分析您自己的ICCP系统？从我们的教程下载教程应用程序库。您还可以轻松地修改本教程，以模拟不同类型的阴极保护系统，例如使用牺牲阳极而没有印象深刻的电流的系统。
评论（1）
阿莫尔·马里（Amol Mali）
2019年4月28日你好 ，
Frendz我们可以在ANSYS中进行摩擦腐蚀分析