[发明专利]一种基于元胞自动机模型的亚稳态蚀坑交互作用模拟方法

说明书

技术领域

本发明属于腐蚀技术领域，具体涉及一种基于元胞自动机模型的亚稳态蚀坑交互作用模拟方法。

背景技术

点蚀是不锈钢主要的腐蚀破坏形式，具有极大的隐蔽性和突发性，特别是在石油、化工、核电等领域，点蚀容易造成管壁穿孔，使大量油、气泄漏，甚至造成火灾、爆炸等灾难性事故。点蚀的形成一般可分为三个阶段：(1)点蚀萌生，活性阴离子如Cl-吸附在钝化膜上产生局部破损，但实际上点蚀通常萌生于表面的夹杂物、金属间颗粒、机械损伤和位错等处；(2)亚稳态生长，在临界点蚀电位以下，点蚀在短时间内萌生扩展，这是点蚀的一个过渡阶段；(3)稳态生长，临界点蚀电位以上，点蚀扩展进入稳定阶段。亚稳态生长对于点蚀的生长非常重要，在一定条件下亚稳态蚀坑能发生再钝化停止生长，或进入到稳态生长最终导致不锈钢的破坏。研究亚稳态蚀坑交互作用对防止点蚀损伤有着重要的意义，多个亚稳态蚀坑的合并扩大，会引起大面积腐蚀的发生。目前点蚀的模拟方法中元胞自动机方法相对于蒙特卡洛等方法，由于易于再现物理系统的本质特征而较具优势。针对于不锈钢亚稳态点蚀模拟方法，经检索仅发现使用元胞自动机方法进行单一蚀坑的模拟[中国发明专利，申请号：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]，而两个亚稳态蚀坑交互作用模拟方法没有发现相关的专利和文献报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种使用元胞自动机方法模拟不锈钢亚稳态蚀坑的交互作用的方法，该方法包含了一系列的界面电化学反应、溶液反应和扩散的元胞自动机局部演化规则，实现了两个蚀坑生长及合并过程的模拟，考虑了两个蚀坑的萌生位置、蚀坑口钝化膜破损时间、蚀坑口钝化膜破损程度对蚀坑合并的影响。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种基于元胞自动机模型的亚稳态蚀坑交互作用模拟方法，该方法包括如下步骤：