如今,为了建设海洋强国,构建“一带一路”,海水管路在海上运输中起很重要的作用。同时,海水管路是海军舰艇结构其不可或缺的部分。在海洋极端环境下,无论在军用管道还是民用管道中,管道腐蚀都是无法忽视的问题。本文基于金属冲刷腐蚀机理,金属钝化后氧化膜生成机理,电化学腐蚀机理等现有理论,提出了金属氧化膜冲刷腐蚀机理,金属冲刷-电化学耦合腐蚀机理,并进行了冲刷-电化学耦合腐蚀的数值模拟。随后,根据现有实验,验证模型的正确性。最后,根据实际情况,给出实例进行验证。本文研究内容如下:第一,提出了金属钝化后氧化膜物理冲刷腐蚀机理。根据金属钝化作用下,氧化膜的生成情况和生成机理,结合物理冲刷腐蚀机理,提出了更符合实际情况金属氧化膜在冲刷作用下的损伤数学模型,氧化膜损伤数学模型。第二,提出金属冲刷-电化学耦合腐蚀机理。金属氧化膜损伤后,金属暴露于腐蚀性液体中,根据原电池化学反应,金属为阳极,氧化膜为阴极,形成电化学腐蚀,降低了氧化膜的保护能力,严重加快了金属腐蚀速度。同时,含砂海水的冲刷作用依然存在,固体砂砾在不断冲刷下,造成了氧化膜破坏,进一步加速了电化学反应的产生。第三,提出了管路冲刷-电化学耦合腐蚀数学模型。运用COMSOL和ABAQUS有限元仿真软件,首先模拟出了物理冲刷腐蚀作用下,海水及所含砂砾的移动;随后,模拟金属氧化膜破损的数学模型,并给出氧化膜损伤判定公式;最后,判定金属极化,开展电化学反应,给出了冲刷-电化学耦合腐蚀数学模型。第四,第四,根据现有冲刷-电化学腐蚀试验,进行数值模拟验证。首先,对其实验进行简单地描述,随后,将本文数学模型计算结果与试验结果进行对比,证明数学模型的可行性第五,根据实际情况,进行实例验证。分步构建冲刷-电化学耦合腐蚀的有限元模型。分别构建弯管和三通情况下的砂砾冲刷的数值模型。根据管路冲刷腐蚀的实际情况和以往实验数据,自主设计冲刷-电化学腐蚀案例,代入冲刷-电化学腐蚀有限元模型中,并进行案例分析和结果讨论。最后,本文对含砂海水管路冲刷-电化学耦合腐蚀进行理论和数值模拟研究,对民用海水管路还是军用海水管路的腐蚀评估都有一定的作用。对于军用海水管路,可以在航行时进行海水管路的腐蚀预判,保障航行任务和作战任务的进程。对于民用海水管路,可以及时更换管路输送部件,减少石油泄漏风险,减少海洋污染,保障经济效益。