腐蚀分析的电极和建模建模

2017年3月14日

腐蚀中,我们经常的腐蚀表面具有电气连接不不像像控制控制电流电流电流或电压简单相反相反相反相反相反相反相反相反相反相反相反电极电极电极表面可能可能直接短路短路短路连接连接另另一另另另另另。在文章中中中中,comsolMultiphysics®软件软件使用的条件来描述这些这些这些电极电极短路。

短路和电偶腐蚀仿真

在之前博客中,我们我们了了了锂离子电池的建模,我们我们个钢针的的电池,并电池,并直接几何中

电偶腐蚀另系统,金属系统之间的电气起非常重要作用。。在在电偶电偶腐蚀腐蚀中中中中中中中电偶电偶电偶两两两两种种种具有具有具有不同不同不同电化学化学反应反应活性活性的的的的的的金属种腐蚀腐蚀,((而物质水氧氧)在在在不活泼金属端

举例,为了电偶,我们我们选择与低的镁合金。由于由于镁具有较较大大大氧化氧化氧化氧化氧化氧化材料被腐蚀。

电偶腐蚀中电解质电位和电流。。
(((((())和密度密度((密度。解质质从从腐蚀腐蚀的的的((右)流向)。)。)。)

相比相比,金属非常高电导率,因此的的的的的具有具有均匀均匀电位。。。。如果如果如果两相互相互连接连接连接连接连接,则则则则则则则整个表面表面的的间电压,电化学相反相反电池由于种不同电化学环境和和反应活性活性而而而发生。。种种反应性反应性差异差异差异产生产生了

我们见,我们经常该地地地,表示表示作为地地系统系统系统电位电位下下下下下下具有简单简单边界边界条件条件的短路短路金属金属。。模型模型中中中

电解质地,电解质看出看出在上并不并不均匀均匀要了解与电流的关系,请关系关系有关有关有关有关选择电流分布接口(((博客。))

上图取自电偶腐蚀造成变形案例。此中,我们我们应用应用应用外部电位设设0 v的“电极”边界边界边界,将将和碳钢定义为电

comsolMultiphysics®中“电极”边界边界设置屏幕。。
“电极”边界条件低碳钢表面施加施加施加施加施加外部电位镁合金采用相同相同

腐蚀分析的牺牲阳极保护保护

(((((())优先注意,为了请阳极保护钢保护钢保护钢,两阳极地地地地之间之间需要需要通过通过通过电路电路直连来直连来直连来直连来形成实际上实际上实际上实际上实际上实际上实际上实际上实际上实际上

comsol Multiphysics模型模型时时时时阳极阳极阳极阳极阳极与上述上述理想化电偶腐蚀腐蚀示例示例相同的方法方法方法方法方法方法方法,牺牲牺牲牺牲牺牲牺牲牺牲牺牲牺牲牺牲阳极阳极阳极和和受受受保护钢保护钢表面表面表面上上上的的的的的电位电位阴极保护的阻效应案例中平台模型在中中中,我们我们的钢表面钢表面具有与上节所所述条件条件条件。。

显示如何外部到钢表面进行分析的屏幕截图。
“电极”边界对钢表面施加施加施加施加施加施加条件条件下

comsolMultiphysics®中的和短路建模建模

如果两表面的电接触不不理想??举例来说来说来说来说来说举例举例举例举例举例通过通过通过通过具有具有具有具有较大较大较大较大电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻的的的电缆电缆电缆连接连接。。。。。。。。。。。我们我们我们我们我们我们我们我们我们我们并不并不并不是是是是直接将电位电位电位电位设置设置电位设置电位电位电位电位电位电位0 v,而“外部”边界外部边界边界。该设置电极表面的电位定义为通过通过串联电串联电串联电阻接地阻接地的的均匀均匀浮动电位。欧姆定律

\ phi_s = i_ \ mathrm \ {tot} r

来看例子海上阴极阴极保护一个常见单桩单桩单桩单桩单桩,这些这些单桩单桩单桩单桩这些这些单桩单桩单桩单桩单桩是是是用用于固定海底海底海底海底风力风力风力涡轮机涡轮机涡轮机涡轮机等等海上海上结构的的的的钢钢结构结构总是位于,而而件会到以上。。

单桩结构保护系统示意图。
典型的上单桩结构。。

为了免受腐蚀,我们免受免受免受我们阳极。只只只与过渡连接件连接件进行进行电路连接连接连接时时时时时时时情况,我们在模型使用电阻解释理想的电路。。带溶解牺牲的单桩教学案例提供了相关。。

对裸钢时时“电极”边界条件条件“设置”窗口窗口截屏。。
“电极”边界条件单桩表面应用对地。。

““外部”边界将钢表面对地地地电压电压电压电压电压电压,,,连接件的电位电位和牺牲牺牲阳极阳极联系联系联系在一起在一起在一起。。。地面地面地面单桩R_TP,用来用来过渡件之间的接触。。

虽然不,但不不本本例包含这电阻重要。。保护钢保护钢表面表面的的的牺牲牺牲牺牲阳极阳极阳极上的总总总总电流电流电流几十几十100 mv或更小电位内良好为保护保护不良不良不良不良不良不良

下图显示表面不同的外部电位。

显示过渡和外部电位结果的图。
(((((())((和)和单桩()的的的的

请注意,由于金属高导电金属,因此金属金属金属表面的电位是是均匀的。然而然而然而然而然而然而,“由于”外部外部短路短路短路短路边界边界包含包含mv。意味表面得到保护保护保护,这这情况也也显示在下面

显示过渡和中电极电位结果的图。
(((((())((和)和((()中中中

((()电位电位,因此,因此过渡相对的保护。

“外部”边界边界进行的分析能够确保正确分析个部分部分部分之间的的电阻电阻电阻电阻贡献贡献。这些结果结果结果结果结果结果结果表明表明表明结果结果结果结果阳极连接连接件可能为单桩提供的。。。

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