comsol®产品套件

产品:腐蚀模块

使用腐蚀模块的模型电化学腐蚀过程和阴极保护设计

腐蚀模块

浸入海水中的钢结构通过40种牺牲阳极保护免受腐蚀。该示例模拟了受保护结构表面的电势分布,假设在受保护的表面上减少氧气的恒定限制电流。

电化学腐蚀无处不在

大多数腐蚀发生是由于电化学反应过程在水下以及潮湿或潮湿的环境中发生的。腐蚀模块允许工程师和科学家研究这些过程,了解结构一生中可能发生腐蚀的程度,并采取预防措施以抑制电化学腐蚀,以保护其结构。该模块可用于模拟显微镜的腐蚀,以研究基本机制,并在较大的尺度上确定如何保护巨大或长度的结构免受腐蚀。

理解腐蚀是关键

腐蚀模块包括特征,界面和示例模型,使能够直接的方法模拟所有电化学腐蚀过程,例如电力,粘贴和缝隙腐蚀。腐蚀性和腐蚀材料中的运输是通过腐蚀表面和与该表面接触的电解质的变化的动态建模来解释的。腐蚀模块包括用于建模腐蚀电位和腐蚀过程的当前分布的标准接口,其中电化学反应动力学可以由Tafel,Butler-volmer或其他用户定义的方程式描述。电化学反应与电解质和金属结构中的电势,均匀化学反应以及腐蚀过程所特有的现象(例如由于腐蚀引起的金属表面形状的变化),完全解决了电势。


附加图像:

沿缝隙长度的腐蚀物种的浓度 沿缝隙长度的腐蚀物种的浓度
ICCP期间船体上的电解质电势 ICCP期间船体上的电解质电势
在镀锌指甲的电流腐蚀的第三纪电流分布研究中,电解质电位的铁浓度和轮廓。 在镀锌指甲的电流腐蚀的第三纪电流分布研究中,电解质电位的铁浓度和轮廓。

优化腐蚀保护系统

腐蚀模块还使您可以设计有效的腐蚀保护系统。这包括对印象深刻的阴极电流保护(ICCP),牺牲阳极和阳极保护的模拟,在腐蚀材料上,阳极电流印象深刻以强迫钝化。

通过使用腐蚀模块研究显微镜的特定保护机制,您可以提取可用于模拟较大结构的参数,例如在受保护结构上的氢氧化物膜的生长。您可以在COMSOL多物理学中导入包含设计的CAD文件,然后设置保护过程的描述。在识别结构中容易加速腐蚀的区域后,您可以指定牺牲阳极的放置,并在哪里引起阴极或阳极保护电流的印象。

该模块的另一个应用是估计流动电流对水下埋入结构或结构的腐蚀的影响。然后,您还可以使用该模块来优化保护电极的定位,以避免这种腐蚀机制。正确设计时,这些电极会介导流式电流的吸收,而不会腐蚀靠近流量电流源的结构,例如铁路。

建模电化学腐蚀的扩展作用

随着时间的流逝,腐蚀可能对结构产生彻底的灾难性。由于腐蚀从结构中去除材料时,它可能会损害其结构完整性。

在某些情况下,您可能需要进行结构分析,并结合腐蚀分析,以查看结构的哪些部分受到高应力和菌株的影响。这些部分的腐蚀可能是毁灭性的,因此您要确保这些部分受到保护。为了了解腐蚀效果并优化腐蚀保护设计,您可以将腐蚀模块与结构力学模块结合使用。这要归功于Comsol多物理学的广泛功能,该功能使您可以直接将在一个模块中构建的模型与其他任何模块中构建。

在其他情况下,可能需要将湍流和多相流与化学物种的运输结合使用。然后,您可以将CFD模块与腐蚀模块中的质量传输界面结合使用,以获得准确的质量传输描述。

腐蚀模块

产品功能

  • 电化学反应的任意定义,其中动力学参数(例如浓度和腐蚀电位)可以依赖于温度
  • 使用内置界面来描述巴特勒 - 沃尔默和塔菲尔方程
  • 通过扩散,对流和离子迁移在稀释和浓缩电解质(Nernst-Planck方程)中的传质转移
  • 多孔介质中的化学物种运输和流体流动
  • 支持调查并包括限制电极动力学中电流密度
  • 支持循环伏安法,电位计和AC阻抗的模拟的特征,以研究腐蚀反应动力学
  • 支持腐蚀表面拓扑对电化学动力学,当前分布和腐蚀电位的影响
  • 层流流量,传热和焦耳加热

应用区域

  • 阳极保护
  • 阴极保护
  • 双层电容
  • 腐蚀保护(CP)
  • 缝隙腐蚀
  • 电腐蚀
  • 印象深刻的电流阴极保护(ICCP)
  • AC缓解措施
  • 钝化
  • 点腐蚀
  • 签名管理
  • 水下电势(UEP)
  • 腐蚀相关磁场(CRM)场
  • AC/DC(HVDC)干扰分析
  • 土壤电阻率
  • 阳极床设计
  • 表面保护
  • ICCP雪橇

潜艇:腐蚀保护还是敌人检测?

模拟预防腐蚀的策略

钢筋混凝土中钢的阴极保护

船体的腐蚀保护

大气腐蚀

使用牺牲阳极对石油平台的腐蚀保护

电化学阻抗光谱

用电极变形镍的缝隙腐蚀

单一带有溶解的牺牲阳极

镀锌指甲

在1D中的宏观电极处的循环伏安法

每个业务和每个模拟都需要不同。

为了充分评估comsol多物理学是否®软件将满足您的要求,您需要与我们联系。通过与我们的一位销售代表交谈,您将获得个性化的建议和充分记录的示例,以帮助您充分利用评估,并指导您选择适合您需求的最佳许可选项。

只需单击“联系comsol”按钮,填写您的联系方式以及任何特定的评论或问题,然后提交即可。您将在一个工作日内收到销售代表的回应。

下一步:

请求软件演示