基于元胞自动机的地上管道点蚀模拟研究

摘要

本文采用三维元胞自动机模型从介观的角度对湿大气腐蚀环境中输油管道表面蚀坑的生长演化过程进行研究.模拟中主要金属溶解和钝化、质量转移以及化学电化学效应,基于元胞自动机将物理模型转化为离散的数学模型.在三维模型下,研究在不同溶液浓度、溶解及钝化概率下蚀坑随模拟时间的生长规律,其结果表明为服从线性关系,当腐蚀溶液浓度c、溶解概率Pd越大,而钝化概率Pp越小时,蚀坑等效半径越大,蚀穿时间越短.同时提出了蚀坑对比深度βd等一系列腐蚀损伤参数,确定出βd值约为1.5～2.5.