数字模拟研究Q345钢的腐蚀行为在模拟的海洋热
Jiezhen Hu1,2,3, Junhao Zeng1, Wenjuan Liu1
1College of Mechanical Engineering, Guangdong Ocean University, Zhanjiang 524088, China.
Materials (Basel, Switzerland)
|August 10, 2024
概括
由于溶解氧和温度的变化,海洋热电线会导致Q345钢的电腐蚀. 这项研究揭示了深度如何影响阳极-阴极行为,影响腐蚀速率和机制.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电化学 电化学 电化学
- 海洋学 海洋学 海洋学
背景情况:
- 海洋热流表现出温度,pH值,溶解氧和营养素的显著变化.
- 这些环境因素是海洋环境中金属腐蚀的关键驱动因素.
- 了解热电线中的金属行为对于海洋基础设施完整性至关重要.
研究的目的:
- 为了研究Q345钢在海洋热线中的腐蚀行为和机制.
- 以数值模拟和实验验证不同深度的腐蚀过程.
- 确定在分层海洋条件下导致腐蚀的具体因素.
主要方法:
- 使用 COMSOL 6.2 软件进行数值模拟,以建模热链腐蚀.
- 为进行受控实验室实验而建造模拟的海洋热线.
- 电化学测试和对Q345钢样品的腐蚀形态观察.
- 在沉浸21天后,在不同深度 (70米,110米,150米,190米) 分析Q345钢.
主要成果:
- Q345钢呈现垂直电腐蚀,在不同深度处充当阳极和阴极.
- 在70米和150米深处的钢铁充当了阳极,而在110米和190米深处,它充当了阴极.
- 阴极区域由于阳极保护而显示较低的腐蚀率.
- 发现深度之间溶解氧含量和温度的显著差异是主要驱动因素.
- 不同深度氧度和温度的变化引发了电合腐蚀,温度差异加剧了这种影响.
结论:
- 溶解的氧气和海洋热电线内的温度梯度是Q345钢的电腐蚀的主要原因.
- 在热线中,Q345钢的依赖深度的电化学行为导致了不同的腐蚀速率.
- 数字模拟与实验验证相结合,为研究海洋腐蚀机制提供了可靠的方法.
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