Eskerrik asko Nature.com bisitatzeagatik.CSS laguntza mugatua duen arakatzailearen bertsioa erabiltzen ari zara.Esperientzia onena lortzeko, eguneratutako arakatzailea erabiltzea gomendatzen dugu (edo Internet Explorer-en bateragarritasun modua desgaitzea).Horrez gain, etengabeko laguntza bermatzeko, gunea estilorik eta JavaScript gabe erakusten dugu.
Hiru diapositibako karrusel bat bistaratzen du aldi berean.Erabili Aurrekoa eta Hurrengoa botoiak aldi berean hiru diapositibatik mugitzeko, edo erabili amaierako graduatzaile-botoiak hiru diapositibatik aldi berean mugitzeko.
Duplex 2205 altzairu herdoilgaitzak (DSS) korrosioarekiko erresistentzia ona du bere duplex egitura tipikoa dela eta, baina CO2-a duten petrolio eta gas ingurune gero eta gogorragoak korrosio-maila desberdinak eragiten ditu, batez ere zuloak, eta horrek larriki mehatxatzen du petrolioaren eta naturalaren segurtasuna eta fidagarritasuna. gas aplikazioak.gasaren garapena.Lan honetan, murgiltze-proba bat eta proba elektrokimiko bat erabiltzen dira laser-mikroskopia konfokalarekin eta X izpien fotoelektroi-espektroskopiarekin batera.Emaitzek erakutsi zuten 2205 DSS pitting egiteko batez besteko tenperatura kritikoa 66,9 °C izan zela.Tenperatura 66,9 ℃ baino handiagoa denean, pitting-apurtze-potentziala, pasivazio-tartea eta auto-korrosio-potentziala murrizten dira, tamaina pasivazio-korronte-dentsitatea handitzen da eta pitting-sentsibilitatea handitzen da.Tenperatura gehiago igotzen denean, 2205 DSS arku kapazitiboaren erradioa gutxitzen da, gainazaleko erresistentzia eta karga-transferentziaren erresistentzia pixkanaka gutxitzen dira eta produktuaren film-geruzan n + p- ezaugarri bipolarrak dituzten emaile eta hartzaileen dentsitatea ere handitzen da, filmaren barruko geruzan Cr oxidoen edukia gutxitzen da, kanpoko geruzan Fe oxidoen edukia handitzen du, film geruzaren disoluzioa handitzen da, egonkortasuna gutxitzen da, hobi kopurua eta poroen tamaina handitzen da.
Garapen ekonomiko eta sozial azkarraren eta gizarte-aurrerapenaren testuinguruan, petrolio- eta gas-baliabideen eskariak hazten jarraitzen du, eta petrolio- eta gas-garapena pixkanaka-pixkanaka baldintza eta ingurumen larriagoak dituzten hego-mendebaldeko eta itsasoko eremuetara mugitzera behartzen du, beraz, funtzionamendu-baldintzak. beherako hodiak gero eta larriagoak dira..Hondatzea 1,2,3.Petrolioaren eta gasaren esplorazioaren alorrean, CO2 4 eta gazitasunaren eta kloroaren edukia 5, 6 handitzen denean, 7 karbono-altzairuzko hodi arruntak korrosio larria jasaten du, korrosioaren inhibitzaileak hodi-katean ponpatzen badira ere, korrosioa ezin da modu eraginkorrean kendu altzairuak ezin ditu epe luzerako funtzionamenduaren baldintzak bete CO28,9,10 ingurune korrosibo gogorretan.Ikertzaileek korrosioarekiko erresistentzia hobea duten altzairu herdoilgaitzezko duplexak (DSS) erabili zituzten.2205 DSS, altzairuan ferrita eta austenita edukia % 50 ingurukoa da, propietate mekaniko bikainak eta korrosioarekiko erresistentzia du, gainazaleko pasibazio-filma trinkoa da, korrosioarekiko erresistentzia uniforme bikaina du, prezioa nikelen oinarritutako aleazioena baino txikiagoa da 11 , 12. Horrela, 2205 DSS normalean presio-ontzi gisa erabiltzen da ingurune korrosiboan, petrolio-putzuen karkasa CO2 ingurune korrosiboan, itsaspeko petrolio eta eremu kimikoetan kondentsazio-sistemarako ur-hozgailua 13, 14, 15, baina 2205 DSSek zulaketa korrosiboa ere izan dezake. zerbitzuan.
Gaur egun, CO2- eta Cl-pitting korrosioaren 2205 DSS ikerketa asko egin dira herrialdean eta atzerrian [16,17,18].Ebrahimi19-k aurkitu zuen NaCl soluzio bati potasio dikromato gatz bat gehitzeak 2205 DSS pitting eragotzi dezakeela, eta potasio dikromatoaren kontzentrazioa handitzeak 2205 DSS pittingaren tenperatura kritikoa handitzen duela.Hala ere, 2205 DSS-ren pitting potentziala handitu egiten da potasio dikromatoari NaCl kontzentrazio jakin bat gehitzearen ondorioz eta murrizten da NaCl kontzentrazioa handitzean.Han20-k erakusten du 30 eta 120 °C-tan, 2205 DSS film pasibatzaileen egitura Cr2O3 barne geruzaren, FeO kanpoko geruzaren eta Cr aberatsaren nahasketa bat dela;tenperatura 150 °C-ra igotzen denean, pasibazio-filma disolbatzen da., barne egitura Cr2O3 eta Cr(OH)3 bihurtzen da, eta kanpoko geruza Fe(II,III) oxidoa eta Fe(III) hidroxidoa.Peguet21-ek aurkitu zuen S2205 altzairu herdoilgaitzaren pitting geldikorrak NaCl disoluzioan normalean ez direla pitting tenperatura kritikoaren azpitik (CPT), eraldaketa-tenperatura tartean (TTI) gertatzen dela.Thiadi22-k ondorioztatu zuen NaCl-aren kontzentrazioa handitzen den heinean, S2205 DSS-ren korrosioarekiko erresistentzia nabarmen gutxitzen dela, eta zenbat eta negatiboagoa izan aplikatutako potentziala, orduan eta okerragoa izango da materialaren korrosioarekiko erresistentzia.
Artikulu honetan, potentzial dinamikoaren miaketa, inpedantzia espektroskopia, potentzial konstantea, Mott-Schottky kurba eta mikroskopia elektroniko optikoa erabili dira gazitasun altuak, Cl– kontzentrazio handiak eta tenperaturak 2205 DSSren korrosio-portaeran duten eragina aztertzeko.eta fotoelektroi-espektroskopia, 2205 DSS-a CO2 duten petrolio- eta gas-inguruneetan seguru funtzionatzeko oinarri teorikoa ematen duena.
Proba-materiala 2205 DSS disoluzio tratatutako altzairutik aukeratzen da (altzairu-kalitatea 110ksi), eta konposizio kimiko nagusia 1. taulan agertzen da.
Lagin elektrokimikoaren tamaina 10 mm × 10 mm × 5 mm da, azetonarekin garbitzen da olioa eta etanol absolutua kentzeko eta lehortu.Proba-piezaren atzealdea soldatuta dago kobre-hariaren luzera egokia konektatzeko.Soldadura egin ondoren, erabili multimetro bat (VC9801A) soldatutako proben eroankortasun elektrikoa egiaztatzeko, eta, ondoren, lan egiten ez duen gainazala epoxiarekin zigilatu.Erabili 400 #, 600 #, 800 #, 1200 #, 2000 # siliziozko karburozko ur-lixa leuntzeko makinan lan-azalera leuntzeko 0.25um leuntzeko agentearekin gainazaleko zimurtasuna Ra≤1.6um arte, eta azkenik garbitu eta jarri termostatoa. .
Hiru elektrodoko sistema duen Priston (P4000A) lan-estazio elektrokimikoa erabili zen.Platinozko elektrodo bat (Pt) 1 cm2-ko azalera zuen elektrodo laguntzaile gisa balio zuen, DSS 2205 bat (1 cm2-ko azalera duena) lan-elektrodo gisa erabili zen eta erreferentzia-elektrodo bat (Ag/AgCl) zen. erabiltzen.Saiakeran erabilitako soluzio eredua (2. taula) arabera prestatu da.Proba egin baino lehen, purutasun handiko N2 disoluzioa (% 99,99) pasatu zen 1 orduz, eta, ondoren, 30 minutuz CO2 pasatzen zen disoluzioa desoxigenatzeko., eta disoluzioko CO2 saturazio egoeran zegoen beti.
Lehenik eta behin, jarri lagina proba-disoluzioa duen deposituan, eta jarri tenperatura konstanteko ur-bainu batean.Hasierako ezarpen-tenperatura 2 °C da, eta tenperatura igoera 1 °C/min-ko abiaduran kontrolatzen da eta tenperatura-tartea kontrolatzen da.2-80°C-tan.Celsius.Proba potentzial konstantean hasten da (-0,6142 Vs.Ag/AgCl) eta proba-kurba It kurba da.Pitting tenperatura kritikoaren proba estandarraren arabera, It kurba ezagutu daiteke.Korronte-dentsitatea 100 μA/cm2-ra igotzen den tenperaturari pitting tenperatura kritikoa deitzen zaio.Pitting egiteko batez besteko tenperatura kritikoa 66,9 °C da.Polarizazio-kurbaren eta inpedantzia-espektroaren proba-tenperaturak 30 °C, 45 °C, 60 °C eta 75 °C izan daitezen aukeratu ziren, hurrenez hurren, eta proba hiru aldiz errepikatu zen lagin-baldintza berdinetan desbideratze posibleak murrizteko.
Disoluzioaren eraginpean jarritako metal lagin bat lehenik katodo-potentzial batean (-1,3 V) polarizatu zen 5 minutuz polarizazio-kurba potentiodinamikoa probatu aurretik, laginaren lan-azalean eratutako oxido-filma ezabatzeko, eta gero zirkuitu irekiko potentzial batean. 1 h korrosio-tentsioa ezarriko ez den arte.Potentzial dinamikoaren polarizazio-kurbaren eskaneaketa-abiadura 0,333 mV/s-an ezarri zen, eta eskaneaketa-tartearen potentziala -0,3 ~ 1,2 V-ra ezarri zen OCPren aurrean.Probaren zehaztasuna ziurtatzeko, proba-baldintza berdinak 3 aldiz errepikatu ziren.
Inpedantzia espektroa probatzeko softwarea - Versa Studio.Proba zirkuitu irekiko potentzial egonkorrean egin zen, asaldura-tentsio alternoaren anplitudea 10 mV-an ezarri zen eta neurketa-maiztasuna 10-2-105 Hz-en ezarri zen.espektroaren datuak proba egin ondoren.
Uneko denbora-kurbaren proba-prozesua: hautatu pasibazio-potentzial desberdinak polarizazio-kurbaren emaitzen arabera, It kurba potentzial konstantean neurtu eta logaritmo-kurba bikoitza egokitu filmaren analisirako egokitutako kurbaren malda kalkulatzeko.film pasibatzailearen eraketa mekanismoa.
Zirkuitu irekiko tentsioa egonkortu ondoren, egin Mott-Schottky kurba proba.Proba 1.0~-1.0V (vS.Ag/AgCl), eskaneaketa-abiadura 20mV/s, proba-maiztasuna 1000Hz-en ezarrita, kitzikapen seinalea 5mV.
Erabili X izpien fotoelektroi espektroskopia (XPS) (ESCALAB 250Xi, Erresuma Batua) 2205 DSS filma eratu ondoren gainazaleko pasibazio-filmaren konposizioa eta egoera kimikoa sputter bidez probatzeko eta neurketa-datuen gailur-egokitze-prozesaketa egiteko software bikaina erabiliz.espektro atomikoen eta erlazionatutako literaturaren datu-baseekin alderatuta23 eta C1s (284,8 eV) erabiliz kalibratu.Korrosioaren morfologia eta laginen zuloen sakonera mikroskopio digital optiko ultra-sakon baten bidez ezaugarritu dira (Zeiss Smart Zoom5, Alemania).
Lagina potentzial berean (-0,6142 V erlatiboa Ag/AgCl) probatu zen potentzial konstantearen metodoaren bidez eta korrosio korrontearen kurba denborarekin erregistratu zen.CPT proba estandarraren arabera, polarizazio-korrontearen dentsitatea pixkanaka handitzen da tenperatura handituz.1. irudiak 2205 DSSren pitting tenperatura kritikoa erakusten du 100 g/L Cl– eta CO2 saturatua dituen soluzio simulatu batean.Ikusten da disoluzioaren tenperatura baxuan korronte-dentsitatea ia ez dela aldatzen proba-denbora handituz.Eta disoluzioaren tenperatura balio jakin batera igo zenean, korronte-dentsitatea azkar handitu zen, film pasibatzailearen disoluzio-abiadura disoluzioaren tenperatura igo ahala handitu zela adieraziz.Disoluzio solidoaren tenperatura 2 °C-tik 67 °C ingurura igotzen denean, 2205DSS-ren polarizazio-korronte-dentsitatea 100µA/cm2-ra igotzen da, eta 2205DSS-ren batez besteko pitting tenperatura kritikoa 66,9 °C da, hau da, 16,6 °C ingurukoa. 2205DSS baino handiagoa.estandarra 3,5 pisua.% NaCl (0,7 V)26.Pitting tenperatura kritikoa neurtzeko unean aplikatutako potentzialaren araberakoa da: zenbat eta potentzial aplikatua txikiagoa izan, orduan eta handiagoa izango da neurtutako pitting tenperatura kritikoa.
2205 duplex altzairu herdoilgaitzaren tenperatura kritikoaren kurba zulotzea 100 g/L Cl– eta CO2 saturatua dituen soluzio simulatu batean.
irudian.2. irudiak 2205 DSSren ac inpedantzia grafikoak erakusten ditu 100 g/L Cl- eta CO2 saturatua duten soluzio simulatuetan hainbat tenperaturatan.Ikus daiteke 2205DSS-aren Nyquist diagrama hainbat tenperaturatan maiztasun handiko, maiztasun ertaineko eta maiztasun baxuko erresistentzia-kapazitate-arkuez osatuta dagoela, eta erresistentzia-kapazitate-arkuak ez dira erdizirkularrak.Arku kapazitiboaren erradioak pasivazio-filmaren erresistentzia-balioa eta karga-transferentzia-erresistentziaren balioa islatzen ditu elektrodoen erreakzioan zehar.Orokorrean onartzen da arku kapazitiboaren erradioa zenbat eta handiagoa izan, orduan eta hobea izango da disoluzioan metalezko substratuaren korrosioarekiko erresistentzia27.30 °C-ko disoluzio-tenperaturan, arku kapazitiboaren erradioa Nyquist diagraman eta fase-angelua inpedantzia moduluaren diagraman |Z|Bode da altuena eta 2205 DSS korrosioa baxuena.Disoluzio-tenperatura hazi ahala, |Z|inpedantzia-modulua, arku-erradioa eta soluzioaren erresistentzia gutxitzen dira, gainera, fase-angelua ere 79 Ω-tik 58 Ω-ra jaisten da tarteko maiztasun-eskualdean, gailur zabala eta barne-geruza trinkoa eta kanpoko geruza urria (porotsua) erakutsiz. Film pasibo ez homogeneo baten ezaugarriak28.Hori dela eta, tenperatura igotzen den heinean, metalezko substratuaren gainazalean eratutako film pasibatzailea disolbatu eta pitzatzen da, eta horrek substratuaren babes propietateak ahultzen ditu eta materialaren korrosioarekiko erresistentzia hondatzen du29.
ZSimDeme softwarea erabiliz inpedantzia-espektroaren datuak egokitzeko, egokitutako zirkuitu baliokidea 330. irudian ageri da, non Rs soluzioaren erresistentzia simulatua den, Q1 filmaren kapazitatea, Rf sortutako film pasibatzailearen erresistentzia, Q2 bikoitza den. geruzaren kapazitatea, eta Rct karga transferitzeko erresistentzia da.Taulan egokitzearen emaitzetatik.3. irudiak erakusten du simulatutako soluzioaren tenperatura handitzen den heinean, n1-ren balioa 0,841etik 0,769ra jaisten dela, eta horrek adierazten du bi geruzako kondentsadoreen arteko tartea handitu dela eta dentsitatea gutxitu dela.Karga transferitzeko Rct erresistentzia pixkanaka 2,958 × 1014tik 2,541 × 103 Ω cm2-ra gutxitu zen, eta horrek materialaren korrosioarekiko erresistentzia pixkanaka gutxitzea adierazten zuen.Rs disoluzioaren erresistentzia 2,953 Ω cm2-tik 2,469 Ω cm2-ra jaitsi zen, eta film pasibatzailearen Q2 kapazitatea 5,430 10-4-tik 1,147 10-3 Ω cm2-ra jaitsi zen, disoluzioaren eroankortasuna handitu zen, film pasibatzailearen egonkortasuna murriztu zen. , eta Cl-, SO42-, etab.) disoluzioa handitu egiten da medioan, eta horrek film pasibatzailearen suntsipena bizkortzen du31.Horrek Rf pelikula-erresistentzia (4662-tik 849 Ω cm2-ra) gutxitzea dakar eta Rp (Rct+Rf) altzairu herdoilgaitz duplexaren gainazalean eratutako polarizazio-erresistentzia gutxitzea dakar.
Hori dela eta, disoluzioaren tenperaturak DSS 2205-ren korrosioarekiko erresistentziari eragiten dio. Disoluzioaren tenperatura baxuan, erreakzio-prozesu bat gertatzen da katodoaren eta anodoaren artean Fe2 +-ren aurrean, eta horrek disoluzio azkarra eta korrosioa laguntzen du. anodoa, baita gainazalean eratutako filmaren pasivazioa ere, Dentsitate osoa eta handiagoa, disoluzioen arteko erresistentzia karga transferentzia handiagoa, matrize metalikoaren disoluzioa moteltzen du eta korrosioarekiko erresistentzia hobea erakusten du.Disoluzioaren tenperatura handitzen den heinean, Rct karga-transferentziarako erresistentzia gutxitzen da, disoluzioaren ioien arteko erreakzio-abiadura azkartu egiten da eta ioi oldarkorren difusio-abiadura bizkortu egiten da, beraz, hasierako korrosio-produktuak berriro sortzen dira gainazalean. substratua metalezko substratuaren gainazaletik.Film pasibatzaile mehe batek substratuaren babes-propietateak ahultzen ditu.
irudian.4. Irudiak 2205 DSS-ren polarizazio-kurba dinamikoak erakusten ditu 100 g/L Cl– eta CO2 saturatua duten soluzio simulatuetan hainbat tenperaturatan.Irudian ikus daiteke potentziala -0,4 eta 0,9 V bitartekoa denean, tenperatura desberdinetako anodo kurbak pasivazio-eskualde nabariak dituztela, eta auto-korrosio-potentziala -0,7 eta -0,5 V ingurukoa dela. dentsitateak korrontea handitzen du 100 μA/cm233 arte anodoaren kurbari pitting potentziala deitzen zaio (Eb edo Etra).Tenperatura igotzen den heinean, pasivazio-tartea txikiagotzen da, auto-korrosio-potentziala gutxitzen da, korrosio-korrontearen dentsitatea handitu ohi da eta polarizazio-kurba eskuinera desplazatzen da, eta horrek adierazten du DSS 2205-ek sortutako pelikulak disoluzio simulatuan aktiboa duela. jarduera.100 g/l Cl– eta CO2 saturatua, pitting korrosioarekiko sentikortasuna areagotzen du, ioi oldarkorrek erraz kaltetzen dute, eta horrek matrize metalikoaren korrosioa areagotzen du eta korrosioarekiko erresistentzia gutxitzen du.
4. taulan ikus daiteke tenperatura 30 °C-tik 45 °C-ra igotzen denean, dagokion gainpasibazio-potentziala apur bat gutxitzen dela, baina dagokion tamainaren pasibazio-korronte-dentsitatea nabarmen handitzen dela, hauen azpian pasibatzeko filmaren babesa adierazten duela. baldintzak areagotu egiten dira tenperatura igo ahala.Tenperatura 60 °C-ra iristen denean, dagokion pitting potentziala nabarmen gutxitzen da, eta joera hori nabariagoa da tenperatura igo ahala.Kontuan izan behar da 75°C-tan korronte gailur iragankor esanguratsu bat agertzen dela irudian, laginaren gainazalean pitting metaegonkorren korrosioa dagoela adierazten duena.
Hori dela eta, disoluzioaren tenperatura igotzean, disoluzioan disolbatutako oxigeno kantitatea gutxitzen da, filmaren gainazaleko pH balioa gutxitzen da eta film pasibatzailearen egonkortasuna gutxitzen da.Gainera, zenbat eta handiagoa izan disoluzioaren tenperatura, orduan eta handiagoa izango da disoluzioaren ioi oldarkorren jarduera eta orduan eta handiagoa da substratuaren gainazaleko film geruzaren kalte-tasa.Film-geruzan sortzen diren oxidoak erraz erortzen dira eta film-geruzan dauden katioiekin erreakzionatzen dute konposatu disolbagarriak sortzeko, zulotzeko probabilitatea areagotuz.Birsortutako film-geruza nahiko soltea denez, substratuaren babes-efektua baxua da, eta horrek metalezko substratuaren korrosioa areagotzen du.Polarizazio-potentzial dinamikoaren probaren emaitzak bat datoz inpedantzia-espektroskopiaren emaitzekin.
irudian.5a irudiak It kurba erakusten du 2205 DSSrako 100 g/L Cl– eta CO2 saturatua dituen soluzio eredu batean.Pasibazio-korronte-dentsitatea denboraren arabera, hainbat tenperaturatan polarizatu ondoren lortu zen -300 mV-ko potentzialarekin (Ag/AgCl-rekin alderatuta).Ikus daiteke 2205 DSS-ren pasivazio korronte-dentsitatearen joera potentzial berean eta tenperatura desberdinetan, funtsean, berdina dela, eta joera pixkanaka gutxitzen doa denborarekin eta leuna izan ohi da.Tenperatura pixkanaka igo ahala, 2205 DSS-ren pasibazio-korronte dentsitatea handitu egin zen, polarizazioaren emaitzekin koherentea zen, eta horrek ere adierazi zuen metalezko substratuaren film geruzaren babes-ezaugarriak murrizten zirela disoluzioaren tenperatura handituz.
2205 DSS-ren polarizazio potentziastatikoko kurbak filmak sortzeko potentzial berean eta tenperatura desberdinetan.(a) Korronte dentsitatea denboraren aldean, (b) Filmaren hazkuntza pasiboaren logaritmoa.
Ikertu filma eratzeko potentzial berdinerako tenperatura desberdinetako pasibazio-korronte-dentsitatearen eta denboraren arteko erlazioa, (1)34-n erakusten den moduan:
Non i filmaren eraketa-potentzialean pasibazio-korronte-dentsitatea den, A/cm2.A laneko elektrodoaren azalera da, cm2.K horri egokitutako kurbaren malda da.t denbora, s
irudian.5b-k 2205 DSSrako logI eta logt kurbak erakusten ditu tenperatura desberdinetan filma sortzeko potentzial berean.Literaturaren datuen arabera35, lerroak K = -1 maldak dituenean, substratuaren gainazalean eratutako film-geruza trinkoagoa da eta korrosioarekiko erresistentzia hobea du substratu metalikoarekiko.Eta lerro zuzenak K = -0,5 maldak dituenean, gainazalean eratutako film geruza solteak da, zulo txiki asko ditu eta korrosioarekiko erresistentzia eskasa du metalezko substratuarekiko.Ikusten denez, 30 °C, 45 °C, 60 °C eta 75 °C-tan, pelikula-geruzaren egitura poro trinkoetatik poro solteetara aldatzen da hautatutako malda linealaren arabera.Puntu Akatsen Ereduaren (PDM)36,37 arabera ikus daiteke proban aplikatutako potentzialak ez duela korronte-dentsitatean eragiten, eta horrek adierazten du tenperaturak zuzenean eragiten duela proban zehar anodoaren korronte-dentsitatearen neurketan, beraz, korronteak. tenperatura igo ahala handitzen da.disoluzioa, eta 2205 DSS-ren dentsitatea handitzen da, eta korrosioarekiko erresistentzia gutxitzen da.
DSSan osatutako film mehe geruzaren propietate erdieroaleek bere korrosioarekiko erresistentzia eragiten dute38, erdieroale motak eta film mehe geruzaren eramaile-dentsitateak DSS39,40 film meheko geruzaren pitzadura eta zuloak eragiten dituzte non C eta E kapazitateak. film mehe potentzialak MS erlazioa betetzen du, erdieroalearen espazio-karga honela kalkulatzen da:
Formulan, ε film pasibatzailearen permitibitatea giro-tenperaturan, 1230 berdina da, ε0 hutseko permitibitatea da, 8,85 × 10–14 F/cm-ren berdina, E bigarren mailako karga (1,602 × 10–19 C) ;ND n motako erdieroaleen emaileen dentsitatea da, cm–3, NA p motako erdieroaleen dentsitate hartzailea da, cm–3, EFB banda lauko potentziala da, V, K Boltzmann-en konstantea da, 1,38 × 10–3 .23 J/K, T – tenperatura, K.
Egokitutako lerroaren malda eta ebakidura kalkula daitezke neurtutako MS kurban, aplikatutako kontzentrazioan (ND), onartutako kontzentrazioan (NA) eta banda lauko potentzialari (Efb)42 egokituz.
irudian.6. Irudiak 2205 DSS film baten gainazaleko geruzaren Mott-Schottky kurba erakusten du 100 g/l Cl- eta CO2z saturatua potentzial batean (-300 mV) duen disoluzio simulatu batean, ordubetez.Tenperatura ezberdinetan eratutako film meheko geruza guztiek n+p motako erdieroale bipolarren ezaugarriak dituztela ikus daiteke.N motako erdieroaleak disoluzio anioien selektibitatea du, eta horrek altzairu herdoilgaitzezko katioiak disoluzioa pasibazio-filmaren bidez hedatzea eragotzi dezake, p motako erdieroaleak, berriz, katioiaren selektibitatea du, eta horrek soluzioko anioi korrosiboak pasibazio-gurutzatuetatik eragotzi ditzake. atera substratuaren gainazalean 26 .Bi egokitze kurben artean trantsizio leuna dagoela ere ikus daiteke, pelikula banda lauko egoeran dagoela eta Efb banda lauko potentziala erdieroale baten energia-bandaren posizioa zehazteko eta bere elektrokimikoa ebaluatzeko erabil daiteke. egonkortasuna43..
5. taulan agertzen diren MC kurbaren egokitze emaitzen arabera, irteerako kontzentrazioa (ND) eta kontzentrazio hartzailea (NA) eta magnitude-ordena bereko Efb 44 banda lauko potentziala kalkulatu dira.Aplikaturiko eramaile-korrontearen dentsitateak espazio-karga-geruzaren akats puntualak eta film pasibatzaileen pitting-potentziala ezaugarritzen ditu batez ere.Aplikatutako eramailearen kontzentrazioa zenbat eta handiagoa izan, orduan eta errazagoa da film-geruza hausten eta substratua korrosio izateko probabilitatea handiagoa da45.Horrez gain, disoluzioaren tenperatura pixkanaka-pixkanaka handituz, film-geruzan ND igorlearen kontzentrazioa 5,273 × 1020 cm-3-tik 1,772 × 1022 cm-3-ra igo zen, eta NA ostalariaren kontzentrazioa 4.972 × 1021-tik 4.592ra igo zen. ×1023.cm - irudian ikusten den bezala.3, banda lauaren potentziala 0,021 V-tik 0,753 V-ra handitzen da, disoluzioaren eramaile kopurua handitzen da, disoluzioko ioien arteko erreakzioa areagotu egiten da eta film-geruzaren egonkortasuna gutxitzen da.Disoluzioaren tenperatura handitzen den heinean, zenbat eta txikiagoa izan hurbilketaren maldaren balio absolutua, orduan eta handiagoa izango da disoluzioaren garraiatzaileen dentsitatea, orduan eta handiagoa izango da ioien arteko difusio-abiadura eta orduan eta handiagoa da ioien hutsuneen kopurua. film geruzaren gainazala., horrela metalezko substratua, egonkortasuna eta korrosioarekiko erresistentzia murrizten 46,47.
Filmaren konposizio kimikoak eragin handia du katioi metalikoen egonkortasunean eta erdieroaleen errendimenduan, eta tenperaturaren aldaketak eragin handia du altzairu herdoilgaitzezko filmaren eraketan.irudian.7. Irudiak 2205 DSS film baten gainazaleko geruzaren XPS espektro osoa erakusten du 100 g/L Cl- eta CO2 saturatua dituen soluzio simulatu batean.Tenperatura ezberdinetan txipek eratutako filmen elementu nagusiak berdinak dira funtsean, eta filmen osagai nagusiak Fe, Cr, Ni, Mo, O, N eta C dira. Horregatik, film-geruzaren osagai nagusiak Fe dira. , Cr, Ni, Mo, O, N eta C. Cr oxidoak, Fe oxidoak eta hidroxidoak eta Ni eta Mo oxido kopuru txiki batekin ontzia.
XPS 2205 DSS espektro osoa hainbat tenperaturatan hartuta.(a) 30°С, (b) 45°С, (c) 60°С, (d) 75°С.
Filmaren konposizio nagusia film pasibatzaileko konposatuen propietate termodinamikoekin lotuta dago.Film-geruzako elementu nagusien lotura-energiaren arabera, taulan emandakoa.6, ikus daiteke Cr2p3/2-ren gailur espektral bereizgarriak Cr0 metalikoa (573,7 ± 0,2 eV), Cr2O3 (574,5 ± 0,3 eV) eta Cr (OH)3 (575,4 ± 0,1 eV) gisa banatuta daudela. 8a irudian ageri den, Cr elementuak osatutako oxidoa filmaren osagai nagusia den, filmaren korrosioarekiko erresistentzian eta bere errendimendu elektrokimikoan paper garrantzitsua betetzen duena.Film-geruzan Cr2O3-ren gailur-intentsitate erlatiboa Cr(OH)3-arena baino handiagoa da.Hala ere, disoluzio solidoaren tenperatura handitzen den heinean, Cr2O3-ren gailur erlatiboa ahuldu egiten da pixkanaka, eta Cr(OH)3-ren gailur erlatiboa pixkanaka handitzen den bitartean, eta horrek film-geruzan Cr3+ nagusiaren eraldaketa nabaria adierazten du Cr2O3tik Cr(OH) izatera. 3, eta disoluzioaren tenperatura handitu egiten da.
Fe2p3/2-ren espektro bereizgarriaren gailurren lotura-energia, batez ere, Fe0 (706,4 ± 0,2 eV), Fe3O4 (707,5 ± 0,2 eV), FeO (709,5 ± 0,1 eV) eta FeOOH (713,1 eV) lau gailurrek osatzen dute. eV) ± 0,3 eV), 8b irudian ikusten den bezala, Fe2+ eta Fe3+ moduan eratutako pelikulan dago batez ere.FeO-tik Fe2+ menderatzen du Fe(II) lotura-energia-gailur baxuagoetan, eta Fe3O4 eta Fe(III) FeOOH konposatuak, berriz, lotura-energia-gailur altuagoetan48,49.Fe3+ gailurraren intentsitate erlatiboa Fe2+-ena baino handiagoa da, baina Fe3+ gailurraren intentsitate erlatiboa murrizten da disoluzio-tenperatura handitzen den heinean, eta Fe2+ gailurraren intentsitate erlatiboa handitu egiten da, film geruzan substantzia nagusian aldaketa bat dagoela adierazten du. Fe3+-tik Fe2+ disoluzioaren tenperatura igotzeko.
Mo3d5/2-ren gailur espektral bereizgarriak Mo3d5/2 eta Mo3d3/243.50 bi posizio gailuz osatuta daude batez ere, Mo3d5/2-k Mo metalikoa (227,5 ± 0,3 eV), Mo4+ (228,9 ± 0,2 eV) eta Mo6+ ( ± 20,4 eV) eta Mo6+ ( ± 20,4 eV) barne hartzen ditu. ), Mo3d3/2-k Mo metalikoa (230,4 ± 0,1 eV), Mo4+ (231,5 ± 0,2 eV) eta Mo6+ (232, 8 ± 0,1 eV) ere baditu, 8c irudian ikusten den moduan, beraz, Mo elementuak hiru balentzian daude. film-geruzaren egoera.Ni2p3/2-ren gailur espektral bereizgarrien lotura-energiak Ni0 (852,4 ± 0,2 eV) eta NiO (854,1 ± 0,2 eV) dira, 8g irudian ikusten den bezala.N1s gailurra N (399,6 ± 0,3 eV) osatzen dute, 8d. irudian ikusten den bezala.O1en gailur bereizgarriak O2- (529,7 ± 0,2 eV), OH- (531,2 ± 0,2 eV) eta H2O (531,8 ± 0,3 eV) dira, irudian ikusten den bezala. Film-geruzaren osagai nagusiak (OH- eta O2 -) dira. , batez ere film geruzan Cr eta Fe-ren oxidazio edo hidrogeno oxidaziorako erabiltzen direnak.OH-ren gailur intentsitate erlatiboa nabarmen handitu zen tenperatura 30°C-tik 75°C-ra igo zen heinean.Beraz, tenperatura igotzean, film-geruzan O2-ren material konposizio nagusia O2-tik OH- eta O2-ra aldatzen da.
irudian.9. Irudiak 2205 DSS laginaren gainazaleko morfologia mikroskopikoa erakusten du potentzial dinamikoaren polarizazioaren ondoren 100 g/L Cl– eta CO2 saturatua dituen soluzio eredu batean.Tenperatura ezberdinetan polarizatutako laginen gainazalean, gradu ezberdinetako korrosio-hobiak daudela ikus daiteke, ioi oldarkorren disoluzioan gertatzen da, eta disoluzioaren tenperatura igotzean, korrosio larriagoa gertatzen da. laginen azalera.substratua.Azalera unitate bakoitzeko zulo-hobi kopurua eta korrosio-zentroen sakonera handitzen dira.
2205 DSS-ren korrosio-kurbak 100 g/l Cl– eta CO2 saturatua duten soluzio modeloetan tenperatura ezberdinetan (a) 30°C, (b) 45°C, (c) 60°C, (d) 75°C c .
Hori dela eta, tenperatura igotzeak DSSren osagai bakoitzaren jarduera areagotuko du, baita ioi erasokorren jarduera areagotu ere ingurune agresibo batean, laginaren gainazalean nolabaiteko kaltea eraginez, eta horrek pitting jarduera areagotuko du., eta korrosio-hobien eraketa areagotu egingo da.Produktuaren eraketa-tasa handitu egingo da eta materialaren korrosioarekiko erresistentzia murriztuko da51,52,53,54,55.
irudian.10. irudiak 2205 DSS lagin baten morfologia eta pitting-sakonera erakusten ditu eremu-sakonera handiko mikroskopio digital optiko batekin polarizatuta.irudetatik.10a-k erakusten du korrosio-hobi txikiagoak hobi handien inguruan ere agertu zirela, eta horrek adierazten du laginaren gainazaleko film pasibatzailea partzialki suntsitu zela korrosio-hobiak eratuz gero, korronte-dentsitate jakin batean, eta zuloen gehienezko sakonera 12,9 µm izan zela.10b irudian ikusten den bezala.
DSS-k korrosioarekiko erresistentzia hobea erakusten du, arrazoi nagusia altzairuaren gainazalean eratutako filma disoluzioan ondo babestuta dagoela da, Mott-Schottky, goiko XPS emaitzen eta erlazionatutako literaturaren arabera 13,56,57,58, filma batez ere. honako hauetatik pasatzen da Hau Fe eta Cr-ren oxidazio-prozesua da.
Fe2+ erraz disolbatu eta hauspeatzen da filmaren eta disoluzioaren arteko 53 interfazean, eta erreakzio katodikoaren prozesua honako hau da:
Korroditutako egoeran, bi geruzako egiturazko film bat sortzen da, batez ere burdin eta kromo oxidoen barneko geruzaz eta kanpoko hidroxido geruzaz osatua, eta ioiak normalean filmaren poroetan hazten dira.Film pasibatzailearen konposizio kimikoa bere erdieroaleen propietateekin erlazionatuta dago, Mott-Schottky kurbak frogatzen duenez, film pasibatzailearen konposizioa n+p motakoa dela eta ezaugarri bipolarrak dituela adierazten du.XPS emaitzek erakusten dute film pasibatzailearen kanpoko geruza batez ere n motako erdieroaleen propietateak dituzten Fe oxido eta hidroxidoz osatuta dagoela, eta barneko geruza batez ere Cr oxido eta p motako propietate erdieroaleak dituzten hidroxidoz osatuta dagoela.
2205 DSSak erresistibitate handia du Cr17.54 eduki handia dela eta eta pitting gradu desberdinak erakusten ditu korrosio galbaniko mikroskopikoaren ondorioz55 egitura duplexen artean.Pitting korrosioa DSSn korrosio mota ohikoenetako bat da, eta tenperatura pitting korrosioaren portaeran eragiten duen faktore garrantzitsuetako bat da eta eragina du DSS erreakzioaren prozesu termodinamiko eta zinetikoetan60,61.Normalean, Cl– eta CO2 saturatu kontzentrazio handia duen soluzio simulatu batean, tenperaturak pitting-en sorreran eta tentsio-korrosio-pitzaduran pitzadura-hasieran ere eragiten du tentsio-korrosio-pitzaduran, eta pitting-tenperatura kritikoa zehazten da ebaluatzeko. korrosioarekiko erresistentzia.DSS.Materiala, metalezko matrizeak tenperaturarekiko duen sentikortasuna islatzen duena, ingeniaritza-aplikazioetan materialen aukeraketan erreferentzia garrantzitsu gisa erabiltzen da.Disoluzio simulatuan 2205 DSSren batez besteko pitting tenperatura kritikoa 66,9 °C da, hau da, % 3,5 NaCl duen Super 13Cr altzairu herdoilgaitzarena baino 25,6 °C handiagoa, baina pitting sakonera maximoa 12,9 µm62ra iritsi da.Emaitza elektrokimikoek are gehiago baieztatu dute fase-angeluaren eta maiztasunaren eskualde horizontalak estutzen direla tenperatura handituz, eta fase-angelua 79°-tik 58°-ra jaisten den heinean, |Z|-ren balioa.1,26×104tik 1,58×103 Ω cm2-ra jaisten da.karga-transferentziako erresistentzia Rct 2,958 1014-tik 2,541 103 Ω cm2-ra jaitsi zen, disoluzioaren erresistentzia Rs 2.953-tik 2.469 Ω cm2-ra jaitsi zen, filmaren erresistentzia Rf 5.430 10-4 cm2-tik 1.147 10-3 cm2-ra jaitsi zen.Soluzio oldarkorraren eroankortasuna handitzen da, matrize metalikoaren film geruzaren egonkortasuna gutxitzen da, erraz disolbatu eta pitzatzen da.Korrosio propioaren korrosio-dentsitatea 1,482 × 2,893 × 10-6 A cm-2-ra igo da, eta auto-korrosio-potentziala -0,532tik -0,621 V-ra jaitsi zen.Tenperatura aldaketak film-geruzaren osotasunean eta dentsitatean eragiten duela ikus daiteke.
Aitzitik, Cl-ren kontzentrazio altua eta CO2-ren soluzio saturatuak Cl-aren adsortzio-ahalmena handitzen dute pixkanaka-pixkanaka film pasivatzailearen gainazalean tenperatura handituz, pasivazio-filmaren egonkortasuna ezegonkor bihurtzen da eta babes-efektua. substratua ahuldu egiten da eta zuloak izateko suszeptibilitatea handitzen da.Kasu honetan, disoluzioan ioi korrosiboen jarduera handitu egiten da, oxigeno-edukia gutxitzen da eta korrosiotutako materialaren gainazaleko filma zaila da azkar berreskuratzea, eta horrek baldintza onagoak sortzen ditu gainazalean ioi korrosiboak gehiago xurgatzeko.Material murrizketa63.Robinson et al.[64]-k erakutsi zuen disoluzioaren tenperatura igotzean hobien hazkunde-tasa azkartu egiten dela eta disoluzioaren ioien difusio-abiadura ere handitzen dela.Tenperatura 65 °C-ra igotzen denean, Cl- ioiak dituen disoluzio batean oxigenoaren disoluzioak erreakzio katodiko prozesua moteltzen du, pitting-abiadura murriztu egiten da.Han20-k tenperaturak 2205 duplex altzairu herdoilgaitzaren korrosio-portaeran duen eragina ikertu du CO2 ingurunean.Emaitzek erakutsi zuten tenperaturaren igoerak korrosio produktuen kopurua eta materialaren gainazalean uzkurtzeko barrunbeen eremua handitu zuela.Era berean, tenperatura 150 °C-ra igotzen denean, gainazaleko oxido-filma hausten da, eta krateren dentsitatea da handiena.Lu4-k tenperaturak 2205 duplex altzairu herdoilgaitzaren korrosio-portaeran duen eragina ikertu zuen, CO2a duen ingurune geotermiko batean pasibaziotik aktibaziora arte.Haien emaitzek erakusten dute 150 °C-tik beherako proba-tenperaturan, eratutako pelikulak egitura amorfo bereizgarria duela, eta barruko interfazeak nikel-aberastutako geruza bat duela, eta 300 °C-ko tenperaturan, ondoriozko korrosio-produktuak nanoeskalako egitura du. .-FeCr2O4, CrOOH eta NiFe2O4 polikristalinoak.
irudian.11 2205 DSS-ren korrosioaren eta filmaren eraketa-prozesuaren diagrama bat da.Erabili aurretik, 2205 DSS-ak film pasibatzaile bat osatzen du atmosferan.Cl- eta CO2-ko eduki handia duten disoluzioak dituen disoluzioa simulatzen duen ingurune batean murgilduta egon ondoren, bere gainazala azkar inguratzen da hainbat ioi erasokorrez (Cl-, CO32-, etab.).).J. Banas 65-ek ondorioztatu zuen CO2 aldi berean dagoen ingurune batean, materialaren gainazaleko film pasibatzailearen egonkortasuna gutxitu egingo dela denborarekin, eta eratutako azido karbonikoak ioien eroankortasuna areagotu egiten duela pasibatzean. geruza.filma eta ioien disoluzioaren azelerazioa film pasibatzaile batean.film pasiboa.Horrela, laginaren gainazaleko film-geruza oreka dinamikoan dago disoluzio- eta errepasibazio-fasean66, Cl-k gainazaleko film-geruzaren eraketa-tasa murrizten du eta filmaren gainazaleko ondoko eremuan zulo txikiak agertzen dira. 3. irudian erakusten da. Erakutsi.11a eta b irudietan ikusten den bezala, korrosio-hobi ezegonkor txikiak agertzen dira aldi berean.Tenperatura igotzen den heinean, film-geruzan disoluzioko ioi korrosiboen jarduera handitu egiten da, eta hobi ezegonkor txikien sakonera handitzen da film-geruza gardena guztiz barneratu arte, 11c irudian ikusten den moduan.Disolbatzaileen tenperatura gehiago handitzen denean, disolbatutako CO2-aren edukia bizkortzen da disoluzioan, eta horrek disoluzioaren pH-balioa gutxitzea dakar, SPP gainazaleko korrosio-hobi ezegonkor txikienen dentsitatea handitzea. , hasierako korrosio-hobien sakonera hedatu eta sakondu egiten da, eta laginaren gainazaleko filma pasibatzailea Lodiera txikiagotzean, filma pasibatzeak zuloak izateko joera handiagoa du 11d irudian erakusten den moduan.Eta emaitza elektrokimikoek, gainera, tenperaturaren aldaketak filmaren osotasunean eta dentsitatean eragin jakin bat duela baieztatu zuten.Horrela, ikus daiteke Cl- kontzentrazio handiak dituzten CO2z asetutako disoluzioen korrosioa Cl-67,68 kontzentrazio baxuak dituzten disoluzioen korrosioaren aldean nabarmen desberdina dela.
Korrosio-prozesua 2205 DSS film berri baten eraketa eta suntsiketarekin.(a) 1. prozesua, (b) 2. prozesua, (c) 3. prozesua, (d) 4. prozesua.
2205 DSSren batez besteko pitting tenperatura kritikoa 100 g/l Cl– eta CO2 saturatua duen soluzio simulatu batean 66,9 ℃ da, eta pitting sakonera maximoa 12,9 µm da, eta horrek 2205 DSS-ren korrosioarekiko erresistentzia murrizten du eta pittingarekiko sentsibilitatea areagotzen du.tenperatura igoera.
Argitalpenaren ordua: 2023-02-16