装备电化学腐蚀仿真原理与应用

腐蚀仿真是利用环境特性、材料特性、腐蚀机理和相关数据建立数理模型，通过算法代码求解、分析，实现优化设计、指导风险管理和故障预测的数字化技术。本书面向装备腐蚀防护设计评估需求，系统论述了电化学腐蚀仿真计算的发展历程，腐蚀热力学、动力学基础，有限元仿真原理、流程与方法，极化曲线解析与环境因子关联腐蚀仿真支持技术，典型电偶腐蚀仿真计算及应用案例，典型电化学保护仿真计算及应用案例及腐蚀信息物理系统等内容。为装备腐蚀行为模拟、腐蚀速率预测评估、腐蚀特性分析等工作提供技术支撑。

第1章 绪论 （1） 1.1 装备腐蚀仿真分析需求 （1） 1.2 电化学腐蚀仿真对装备性能提高的作用 （3） 1.3 装备腐蚀仿真软件发展情况 （5） 1.4 本书章节安排 （11） 第2章 电化学腐蚀理论基础 （12） 2.1 腐蚀原电池 （12） 2.2 单电极体系电极反应动力学 （16） 2.3 金属腐蚀速度方程 （28） 2.4 电化学腐蚀的控制方程 （31） 第3章 电化学腐蚀仿真计算原理 （34） 3.1 稳态腐蚀电场的数学描述 （34） 3.2 瞬态腐蚀电场的数学描述 （36） 3.3 腐蚀仿真边界条件 （37） 3.3.1 腐蚀仿真边界条件定义 （37） 3.3.2 极化曲线解析 （40） 3.4 腐蚀电场求解方法 （44） 3.4.1 有限差分法 （44） 3.4.2 边界元法 （44） 3.4.3 有限元法 （45） 3.5 电化学腐蚀仿真计算流程 （45） 第4章 装备电化学腐蚀仿真应用 （56） 4.1 电化学腐蚀数学模型与算法设计 （56） 4.2 电化学腐蚀仿真软件计算流程 （60） 4.2.1 模型创建 （60） 4.2.2 环境条件定义 （61） 4.2.3 材料设置 （62） 4.2.4 腐蚀模型设置 （63） 4.2.5 模型求解 （64） 4.2.6 仿真结果 （65） 4.3 装备电化学腐蚀仿真的工程应用 （66） 4.3.1 土壤环境下石墨接地网与金属构件的电偶腐蚀仿真研究 （66） 4.3.2 大气环境下压力容器电偶腐蚀风险评估 （72） 4.3.3 海水冷却设备牺牲阳极阴极保护设计 （90） 4.3.4 海水冷却设备外加电流阴极保护设计 （106） 第5章 装备腐蚀防护数字孪生 （125） 5.1 数字孪生简介 （125） 5.2 腐蚀防护数字孪生关键技术 （128） 5.2.1 数据获取技术 （128） 5.2.2 腐蚀仿真技术 （129） 5.2.3 降阶模型技术 （132） 5.2.4 基于不确定性的腐蚀寿命评估技术 （134） 第6章 装备腐蚀防护数字化转型 （136） 6.1 装备环境数据智能化采集与模型构建 （136） 6.2 腐蚀环境及腐蚀速率传输与全量感知系统构建 （137） 6.3 腐蚀热点仿真评估与专业数据系统构建 （139） 6.4 基于视觉或其他无损检测技术的腐蚀检查方法研究 （142） 6.5 基于装备实测数据的腐蚀防护维修策略研究 （149） 参考文献 （154）