海洋环境下金属管道力-腐蚀电场耦合特性分析

对于存在预紧力和腐蚀缺陷的金属管道,在缺陷处经常发生局部弹塑性形变,并影响金属管道的腐蚀电场特性。以存在椭球形腐蚀缺陷的20#钢金属管道为研究对象,建立了金属管道弹塑性应力应变与局部电化学腐蚀的力学-电化学耦合模型,研究了不同拉伸位移对金属管道应力分布和腐蚀电场特性的影响。结果表明,不同拉伸位移下,Mises应力、腐蚀电位、腐蚀电流密度和腐蚀电场模值大小均相对缺陷中心对称分布,最大值均出现在腐蚀缺陷中心处,且数值均随着拉伸位移增大而增大。塑性变形阶段对缺陷局部电化学特性的影响显著大于弹性变形阶段。腐蚀缺陷处的腐蚀由一系列微小原电池组成,拉伸位移增大将加快缺陷处腐蚀速度。