بررسی رفتار خوردگی فولاد میکروآلیاژی X70 محیط ترش در محلول یک مولار اسید سولفوریک در حضور بنزومیدازول و متی بنزومیدازول
محورهای موضوعی : یافته های نوین کاربردی و محاسباتی در سیستم های مکانیکیمهدی بروجردنیا 1 , محمد یزدی زاده 2
1 - گروه مهندسی مواد و متالورژی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد اهواز، اهواز، ایران
2 - گروه مهندسی مواد، واحد اهواز، دانشگاه آزاد اسلامی، اهواز، ایران.
کلید واژه: فولاد میکروآلیاژی, رفتار خوردگی, بنزومیدازول, متیل بنزومیدازول,
چکیده مقاله :
در تحقیق حاضر از دو بازدارنده بنزومیدازول و متیل‌بنزومیدازول به‌منظور جلوگیری از خوردگی فولاد میکروآلیاژی X70 محیط ترش در محیط یک مولار اسید سولفوریک استفاده شده است. به این منظور از هر دو بازدارنده در غلظت‌های متفاوت به‌منظور یافتن بهترین میزان غلظت، دما و راندمان آزمون‌های کاهش وزن، پلاریزاسیون و طیف‌سنجی امپدانس الکتروشیمیایی (EIS) استفاده گردید. ترکیب شیمیایی نمونه توسط تست کوانتومتری به‌دست آمد و نمونه با ابعاد 100×50×10 میلیمتر به تعداد 20 عدد آماده‌سازی گردید. عملکرد حفاظت در برابر خوردگی بازدارنده‌ها در محلول 1 مولار اسید سولفوریک جهت آزمون کاهش وزن پس از 10 روز غوطه‌وری و نیز در آزمون‌های پلاریزاسیون و امپدانس با استفاده از دستگاه Auto Lab و نرم‌افزار Nova1.11 نتایج مورد ارزیابی واقع گردیدند. نتایج نشان داد بهترین راندمان بازدارندگی بنزومیدازول در غلظت ppm600 برابر با 37 درصد و متیل‌بنزومیدازول در غلظت ppm400 برابر با 30 درصد تعیین گردید و در حالت ترکیبی این دو محلول توانایی افزایش بهبود راندمان خوردگی تا 73 درصد را دارند. در نتیجه هر دو این بازدارنده‌ها توانایی عملی به منظور استفاده در محیط صنعتی را از خود نشان دادند.
In the present study, two inhibitors, benzomidazole and methyl benzomidazole, were used to prevent corrosion of X70 micro-alloy steel in acidic environment in one molar of sulfuric acid. For this purpose, both inhibitors in different concentrations were investigated in order to find the best concentration, temperature and efficiency of weight loss tests, polarization and electrochemical impedance spectroscopy (EIS). The chemical composition of the sample was obtained by quantum test and the sample with dimensions of 100 × 50 × 10 mm was prepared in 20 pieces. Corrosion protection performance of inhibitors in 1 M sulfuric acid solution for weight loss test after 10 days of immersion and also in polarization and impedance tests using Auto Lab and Nova1.11 software were evaluated. . As a result, the best inhibitory efficiency of benzomidazole at a concentration of 600 ppm was equal to 37% and methyl benzomidazole at a concentration of 400 ppm equal to 30%, and in the combined state of these two solutions have the ability to increase corrosion efficiency up to 73%. As a result, both of these inhibitors showed practical ability to be used in industrial environments.
[1] Verlinden, B., Driver, J., Samajdar, I. and Doherty, R.D., (2007). Thermo-mechanical processing of metallic materials. Elsevier. 11, pp 423-431.
[2] Davis, J., (2001). Alloying. Understanding the Basics, ASM International, Materials Park, OH, pp44073-0002.
[3] Faizabadi, M.J., Khalaj, G., Pouraliakbar, H. and Jandaghi, M.R., (2014). Predictions of toughness and hardness by using chemical composition and tensile properties in microalloyed line pipe steels. Neural Computing and Applications, 25(7), pp1993-1999. [4] Reip, C.P., Shanmugam, S. and Misra, R.D.K., (2006). High strength microalloyed CMn (V–Nb–Ti) and CMn (V–Nb) pipeline steels processed through CSP thin-slab technology: Microstructure, Precipitation and Mechanical Properties. Materials Science and Engineering: A, 424(1-2), pp 307-317.
[5] Smith, Y., Coldren, A. and Cryderman, R., (1972). Toward improved ductility and toughness. Climax Molybdenum Company (Japan) Ltd., Tokyo, 119.
[6] Xiao, F., Liao, B., Ren, D., Shan, Y. and Yang, K., (2005). Acicular ferritic microstructure of a low-carbon Mn–Mo–Nb microalloyed pipeline steel. Materials Characterization, 54(4-5), pp 305-314.
[7] Bakkaloglu, A., (2002). Effect of processing parameters on the microstructure and properties of an Nb microalloyed steel. Materials Letters, 56(3), pp 200-209.
[8] Jiao, D.T., Cai, Q.W., Wu, H.B. and Ren, Y., (2010). Effect of Nb on austenite recrystallization in high temperature deformation process. Journal of Iron and Steel Research International, 17(8), pp 39-44. [9] Hashemi, S.H. and Mohammadyani, D., (2012). Characterisation of weldment hardness, impact energy and microstructure in API X65 steel. International Journal of Pressure Vessels and Piping, 98, pp 8-15. [10] Calvo, J., Jung, I.H., Elwazri, A.M., Bai, D. and Yue, S., (2009). Influence of the chemical composition on transformation behaviour of low carbon microalloyed steels. Materials Science and Engineering: A, 520(1-2), pp 90-96.
[11] Korczak, P., (2004). Modeling of steel microstructure evolution during thermo-mechanical rolling of plate for conveying pipes. Journal of Materials Processing Technology, 153, pp 432-435.
[12] Anijdan, S.M. and Yue, S. (2011). The necessity of dynamic precipitation for the occurrence of no-recrystallization temperature in Nb-microalloyed steel. Materials Science and Engineering: A, 528(3), pp 803-807.
[13] Touir, R., Cenoui, M., El Bakri, M. and Touhami, M.E., 2008. Sodium gluconate as corrosion and scale inhibitor of ordinary steel in simulated cooling water. Corrosion Science, 50(6), pp 1530-1537.
[14] Heitz, E ,. (1974). Corrosion of metals in organic solvents, in Advances in Corrosion Science and Technology, pp 149-243.
[15] Aljourani, J., M. Golozar, and K. Raeissi, (2010). The inhibition of carbon steel corrosion in hydrochloric and sulfuric acid media usingsome benzimidazole derivatives. Materials chemistry and physics, 121(1-2), pp 320-325.
[16] Zhang, H.H., Gao, K., Yan, L. and Pang, X., (2017). Inhibition of the corrosion of X70 and Q235 steel in CO2-saturated brine by imidazoline-based inhibitor. Journal of Electroanalytical Chemistry, 791, pp 83-94. [17] Zuo, Y., Yang, L., Tan, Y., Wang, Y. and Zhao, J., (2017). The effects of thioureido imidazoline and NaNO2 on passivation and pitting corrosion of X70 steel in acidic NaCl solution. Corrosion Science, 120, pp 99-106. [18] Ralkhal, S., Shahrabi, T., Ramezanzadeh, B. and Bahlakeh, G., (2019). A combined electrochemical, molecular dynamics, quantum mechanics and XPS analysis of the mild steel surface protected by a complex film composed of neodymium (III) and benzimidazole. Applied Surface Science, 464, pp 178-194. [19] Amin, M.A. and Khaled, K.F., (2010). Monitoring corrosion and corrosion control of iron in HCl by non-ionic surfactants of the TRITON-X series–Part I. Tafel polarisation, ICP-AES and EFM studies. Corrosion science, 52(5), pp 1762-1770. [20] Dutta, A., Saha, S.K., Adhikari, U., Banerjee, P. and Sukul, D., (2017). Effect of substitution on corrosion inhibition properties of 2-(substituted phenyl) benzimidazole derivatives on mild steel in 1 M HCl solution: a combined experimental and theoretical approach. Corrosion Science, 123, pp 256-266.