電化學極化狀態對潛艇螺旋槳擾動電場模型的影響*

何 芳，王向軍

(海軍工程大學 電氣工程學院， 湖北 武漢 430033)

潛艇全壽命服役期間，剛下水期、航行期、進塢小修期每個階段的潛艇腐蝕靜電場特征差異明顯，潛艇腐蝕靜電場與船體材料的電化學極化狀態有關。船體涂層退化程度不同，材料的電化學極化狀態會發生改變。當涂層性能開始下降時，由于海水電阻導電性能遠優于潛艇軸電阻，軸電阻上可近似為無電流導通，船體與螺旋槳內部之間可視為電氣絕緣，宏觀上看船體與螺旋槳為兩個獨立的異種金屬，在海水中各自發生腐蝕，此時材料極化過電位可忽略。涂層經過海水長期浸泡后，即使涂層無破損、金屬無裸露部分，海水也仍可以透過涂層腐蝕船體。對高電阻離子導體膜涂層而言，此時的極化狀態可以看作線性極化。若涂層局部已發生破損，船殼會通過涂層局部破損處與銅制螺旋槳在海水中直接構成腐蝕電偶，此時材料電化學極化狀態可視為非線性極化，即選取船體與螺旋槳材料極化曲線的非線性區間。本文按照潛艇剛下水期、航行期、進塢小修期的三個服役階段，將涂層狀態定性劃分成涂層性能下降、涂層滲透腐蝕、涂層局部破損三種情況，分別以恒電位、線性極化、非線性極化三種極化狀態為邊界條件，建立服役期間不同階段的潛艇腐蝕靜電場模型，并研究不同邊界條件對螺旋槳擾動電場的影響。

1 基于邊界元法的螺旋槳擾動電場模型

潛艇水下靜電場可視為無源場，滿足拉普拉斯方程，見式(1)。……