前言

在当前日益复杂的装备服役环境下，提高装备的腐蚀防护性能和运行可靠性，对确保装备顺利履行使命任务具有十分重大的意义。目前，腐蚀已经成为影响我国装备在航率、任务完成和全寿命周期成本的主要因素，影响着我国的战略发展规划及国防安全，是亟须解决的系统性问题。提高装备的腐蚀防护性能刻不容缓。

装备腐蚀防护设计是一项多学科交叉的系统工程，涉及物理、化学、力学、材料学等学科。传统的装备腐蚀防护设计通常依靠实物试验来暴露设计问题，采用“设计—试验验证—修改设计—再试验”反复迭代的串行研发模式，费效比高，试验周期长。未来装备的技术复杂程度和性能指标要求会越来越高，研发难度将显著增大，研发进度愈加紧迫，传统的研发模式已难以满足发展需求，需要实现从“传统设计”到“预测设计”的模式变革。

腐蚀仿真技术是助推装备腐蚀防护设计和环境适应性设计模式变革的重要手段，体现了一个国家的高端装备研发水平，可大幅提高装备的研发效率和质量，减少腐蚀相关的实物试验次数，缩短研发周期，降低研发成本。美国早在20世纪中期就认识到仿真技术在装备优化设计过程中的重要作用。1965年6月，美国空军科学顾问委员会的报告指出，预测装备的综合性能必须利用试验数据、使用分析程序才能做到，这种分析一般都涉及模型、仿真或算法。国内外经验已经证实，在装备研发阶段，基于腐蚀仿真技术开展高效、科学和具有前瞻性的腐蚀防护设计，是延长装备使用寿命、降低腐蚀故障率最有效的方法。腐蚀仿真技术可通过仿真计算预测腐蚀风险，具有成本低、耗时短、适用范围广等特点。腐蚀仿真技术基于物理原理构建数学模型，在虚拟环境中进行腐蚀分析和设计优化，无须投入大量试验样品，可以大大降低研发和时间成本，已在欧美国家的装备腐蚀防护设计中取得了巨大成功。

本书围绕当前装备腐蚀防护正向设计过程中对腐蚀仿真技术的需求，将海洋环境下最常见的电化学腐蚀作为研究对象展开写作。前3章阐述了电化学腐蚀理论基础和仿真计算的基本原理，包括腐蚀机理、电极反应动力学、腐蚀电场求解等。第4章介绍了仿真计算建模过程，讲解了如何从实际腐蚀环境中抽象出数学模型，如何选择合适的算法和工具进行仿真计算，以及如何对仿真结果进行分析和解释。同时通过一系列典型的应用案例，展示了电化学腐蚀仿真技术在装备腐蚀防护设计中的应用效果。第5章和第6章对未来以腐蚀仿真为主要特征的装备腐蚀防护数字孪生和装备腐蚀防护数字化转型进行了论述，以期为我国的装备腐蚀防护设计提供一些有益的参考。

参与本书编写的有张博、雷冰、田野、张铮、邓俊豪、于宏飞、王荣祥、龚雨荷、陈梓杰、刘丽红，书中的有些资料来自国内外相关文献及手册。

由于编著者水平有限，加之装备腐蚀防护问题的复杂性，书中难免存在不足之处，敬请读者批评指正。

编著者