[發明專利]一種基于元胞自動機模型的亞穩態蝕坑交互作用模擬方法

有效

• 申請號: 201310272799.5
• 申請日: 2013-07-01
• 公開（公告）號: CN104280330A
• 公開（公告）日: 2015-01-14
• 發明（設計）人: 王海濤;韓恩厚
• 申請（專利權）人: 中國科學院金屬研究所
• 主分類號: G01N17/00
• 分類號: G01N17/00
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 許宗富;周秀梅

技術領域

本發明屬于腐蝕技術領域，具體涉及一種基于元胞自動機模型的亞穩態蝕坑交互作用模擬方法。

背景技術

點蝕是不銹鋼主要的腐蝕破壞形式，具有極大的隱蔽性和突發性，特別是在石油、化工、核電等領域，點蝕容易造成管壁穿孔，使大量油、氣泄漏，甚至造成火災、爆炸等災難性事故。點蝕的形成一般可分為三個階段：(1)點蝕萌生，活性陰離子如Cl-吸附在鈍化膜上產生局部破損，但實際上點蝕通常萌生于表面的夾雜物、金屬間顆粒、機械損傷和位錯等處；(2)亞穩態生長，在臨界點蝕電位以下，點蝕在短時間內萌生擴展，這是點蝕的一個過渡階段；(3)穩態生長，臨界點蝕電位以上，點蝕擴展進入穩定階段。亞穩態生長對于點蝕的生長非常重要，在一定條件下亞穩態蝕坑能發生再鈍化停止生長，或進入到穩態生長最終導致不銹鋼的破壞。研究亞穩態蝕坑交互作用對防止點蝕損傷有著重要的意義，多個亞穩態蝕坑的合并擴大，會引起大面積腐蝕的發生。目前點蝕的模擬方法中元胞自動機方法相對于蒙特卡洛等方法，由于易于再現物理系統的本質特征而較具優勢。針對于不銹鋼亞穩態點蝕模擬方法，經檢索僅發現使用元胞自動機方法進行單一蝕坑的模擬[中國發明專利，申請號：201210177818.1；H.T.Wang,E.-H.Han,Electrochimica?Acta90(2013)128；L.Li,X.G.Li,C.F.Dong,K.Xiao,L.Lu,Electrochemistry?Communications11(2009)1826；L.Li,X.G.Li,C.F.Dong,Y.Z.Huang,Electrochimica?Acta54(2009)6389]，而兩個亞穩態蝕坑交互作用模擬方法沒有發現相關的專利和文獻報道。

發明內容

本發明的目的是提供一種使用元胞自動機方法模擬不銹鋼亞穩態蝕坑的交互作用的方法，該方法包含了一系列的界面電化學反應、溶液反應和擴散的元胞自動機局部演化規則，實現了兩個蝕坑生長及合并過程的模擬，考慮了兩個蝕坑的萌生位置、蝕坑口鈍化膜破損時間、蝕坑口鈍化膜破損程度對蝕坑合并的影響。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種基于元胞自動機模型的亞穩態蝕坑交互作用模擬方法，該方法包括如下步驟：