پایش خوردگی مخزن اسید سولفوریک تحت حفاظت آندی به وسیله نویز الکتروشیمیایی

محورهای موضوعی : خوردگی و حفاظت مواد

احسان صائب نوری ¹ , موسی محمدیان ²

1 - عضو هیات علمی دانشگاه
2 - دانشجوی کارشناسی ارشد، مرکز تحقیقات مواد پیشرفته، دانشکده مهندسی مواد، واحد نجف‌آباد، دانشگاه آزاد اسلامی، نجف‌آباد، ایران

تاریخ دریافت : 1396/09/13 تاریخ پذیرش : 1397/12/13 تاریخ انتشار : 1397/12/01

کلید واژه: فولاد ساده کربنی, نویز الکتروشیمیایی, حفاظت آندی, فولاد زنگ نزن 316, اسید سولفوریک 98%,

چکیده مقاله :

در این تحقیق، مخزن از فولاد ساده کربنی بررسی گردید. مخزن حاوی اسید سولفوریک 98 درصد و72 درصد توسط آزمون پلاریزاسیون، پتانسیل مدار باز و پتانسیواستاتیک مورد ارزیابی قرار گرفت. همچنین نویز الکتروشیمیایی قبل، حین و پس از حفاظت آندی انجام گرفت و نتایج حاصل توسط آنالیز آماری در دامنه‌های زمانی بررسی شد. پارامترهایی نظیر مقاومت نویز، مقادیر چولگی، کشیدگی جریان و پتانسیل و ضریب خوردگی موضعی محاسبه شدند. با آنالیز در دامنه فرکانسی، منحنیهای دانسیته طیف توان به دست آورده شد. مشاهده شد که مقادیر چولگی و کشیدگی جریان و پتانسیل میتوانند برای تعیین انحراف و یا عدم انحراف از توزیع نرمال داده های نویز الکتروشیمیایی، به کار برده شوند. همچنین مشخص شد که با استفاده از منحنیهای دانسیته طیفی توان میتوان اثرات منفی نویزهای اضافی را حذف نمود و اطلاعات کاملی در مورد پروسه خوردگی به دست آورد. مقاومت نویز بدست آمد ولیکن مقاومت نویز میتواند برای تعیین شدت خوردگی به طور کیفی به کار رود. در این تحقیق، نتیجه گرفته شد که روش نویز الکتروشیمیایی، روشی کارآمد برای مطالعه پدیده های خوردگی، از قبیل خوردگی حفره ای و بررسی سیستم حفاظت آندی در حین حفاظت از مخازن و مبدل ها در محیط اسید سولفوریک میباشد. مشخص شد که برای مخزن فولاد ساده کربنی در اسید سولفوریک 98% در زمان حفاظت مقدار شیب ناحیه ROLL-OFF برابر با 4/2 و برای اسید سولفوریک رقیق 4/4 اندازه گیری شد و مشخص شد در این ناحیه حفاظت آندی به مراتب برای فولاد کربنی در محلول اسید سولفوریک 72% مناسب تر است.

چکیده انگلیسی:

In this research, the tanks made of carbon steel, similar to the practical conditions and in the form of pilot, was investigated. The tank containing 98% and 72% sulfuric acid was evaluated by potentiodynamic polarization test, open circuit potentials and potentiostatic test. Also, electrochemical noise measurement was carried out before, during and after the anodic protection, and the results were analyzed by statistical analysis at time intervals. . By analyzing the frequency range, PSD curves were obtained and it was observed that the values of slope and current and potential skewness could be used to determine the deviation or non-deviation of the normal distribution of electrochemical noise data. It was also found that by using spectral density curves, it is possible to eliminate the negative effects of additional noise and obtain complete information about the corrosion process. Noise resistance was obtained, but the noise resistance could be applied qualitatively to determine the corrosion rate. In this study, it was concluded that the electrochemical noise method is an efficient method for studying corrosion phenomena, such as crevice corrosion and anodic protection system during protection of tanks and heat exchangers in sulfuric acid. It was found that for a mild steel tank in Sulfuric Acid 98%, during protection, the slope value of the ROLL-OFF region was 2.4 and for dilute sulfuric acid 4.4, and it was found that in this area, the anodic protection was considerably high for carbon steel so protection in the sulfuric acid solution 72% is more suitable.

منابع و مأخذ:

 

[1]       س. دانشمند و ب. مسعودی، "بررسی تأثیر پارامترهای ماشینکاری تخلیه الکتریکی، بر روی ماده مرکب پایه آلومینیوم 2024 با استفاده از تحلیل مقدار کل نرمال شده پارامترها و نسبت سیگنال به نویز"، فصلنامه علمی پژوهشی فرآیندهای نوین در مهندسی مواد،سال یازدهم، شماره اول، 91-110، 1396.

 

[2]       ع. حسین زاده ، ا. دانایی و م. مداحی، "بررسی اثرات بازدارندگی خوردگی دو مشتق تیازولی برآلیاژ فوالد در اسید کلریدریک"، فصلنامه علمی پژوهشی فرآیندهای نوین در مهندسی مواد،سال دهم، شماره چهارم، 13-24، 1395.

 

[3]     D. A, Eden, “Electrochemical Noiseˮ, uhlig’s corrosion handbook, second edition, pp. 1227-1237, 2000.

 

[4]     X. Y. Zhou, S. N. Lvov, X. Y. Wei, L. G. Bennong & D. D. Macdonald, “Quantitative evaluation of general corrosion of type 304 stainless steel in subcritical and supercritical aqueous solution via Electrochemical Noise Analysisˮ, Corrosion Science, Vol. 44, pp. 841-860, 2002.

 

[5]       ا. کنار، "بررسی خوردگی تنشی فولاد خط لوله در محیط کربنات- بی‌کربنات باpH خنثی با تکنیک نویز الکتروشیمیایی"، دانشگاه تربیت مدرس، آبان 1391.

 

[6]     J. R. Rodda, M. B. Ives & J. R. Kish, “Corrosion of cathodes in anodic protection systems in hot concentrated sulfiric Acid-Part 1: Conventional cathodesˮ, Materials performance, Vol. 44, pp. 20-23, 2005.

 

[7]     J. G. Hines, & R. C. Williamson, “Anodic behaviour of mild steel in strong sulphuric acid—I. Steady-state conditionsˮ, Corrosion Science, Vol. 4, No. 1-4, pp. 201-210, 1964.

 

[8]     A. Nagiub & F. Mansfeld, “Evaluation of corrosion inhibition of brass in chloride media using EIS and ENAˮ, Corrosion Science, Vol. 43, No. 11, pp. 2147-2171, 2001.

 

[9]     S. Girija, U. Kamachi Mudali, V. R. Raju, R. K. Dayal, H. S. Khatak & B. Raj, “Determination of corrosion types for AISI type 304L stainless steel using electrochemical noise methodˮ, Materials Science and Engineering: A, Vol. 407, No. 1-2, pp. 188-195, 2005.

 

[10]    ج. نشاطی و م. خضرایی، "تکنیک های نوین الکتروشیمی در خوردگی و کاربرد آن‌ها در نانو فناوری"، پژوهشگاه صنعت نفت، زمستان 1388.