JoVE Logo

Sign In

A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.

In This Article

  • Summary
  • Abstract
  • Introduction
  • Protocol
  • النتائج
  • Discussion
  • Disclosures
  • Acknowledgements
  • Materials
  • References
  • Reprints and Permissions

Summary

اختبار العمليات المرتبطة بتآكل المواد غالباً ما يكون من الصعب خاصة في البيئات غير المائية. نقدم هنا، أساليب مختلفة لاختبار قصيرة الأجل وطويلة الأجل لسلوك التآكل لبيئات غير المائية مثل الوقود الأحيائي، ولا سيما تلك التي تحتوي على الإيثانول.

Abstract

يمكن أن يكون تآكل المواد عاملاً مقيداً لمواد مختلفة في العديد من التطبيقات. وبالتالي، من الضروري أن أفضل فهم عمليات التآكل والوقاية منها وتقليل الأضرار المرتبطة بها. واحدة من الخصائص الأكثر أهمية لعمليات التآكل هو معدل التآكل. قياس معدلات التآكل غالباً صعبة جداً أو حتى من المستحيل خاصة في بيئات أقل موصلة غير المائية مثل الوقود الأحيائي. نقدم هنا، خمسة أساليب مختلفة لتحديد معدلات التآكل وكفاءة الحماية مكافحة التآكل في أنواع الوقود الأحيائي: (ط) اختبار ثابت، (ثانيا) اختبار ديناميكي، (ثالثا) اختبار ثابت مع قياسات الكهروكيميائية وبرودة ارتداد (الرابع) في ترتيب القطب اثنين و (v) في ترتيب ثلاث قطب كهربائي. الاختبار الثابت مفيد بسبب مطالبها منخفضة على المواد والمعدات مفيدة. يسمح اختبار ديناميكي للاختبار لمعدلات التآكل للمواد المعدنية في ظروف أشد قسوة. اختبار ثابت مع ارتداد برودة يسمح للتجارب التي أجريت في بيئات مع اللزوجة أعلى (مثلاً، زيوت محركات) عند درجات الحرارة الأعلى حضور الأكسدة أو جو خامل. القياسات الكهروكيميائية تقديم نظرة أكثر شمولاً على عمليات التآكل. الهندسات عرض الخلية والترتيبات (نظم قطب كهربائي اثنين وثلاثة قطب كهربائي) تجعل من الممكن إجراء القياسات في بيئات الوقود الحيوي دون الشوارد الأساسية التي يمكن أن تحدث أثرا سلبيا على النتائج وتحميلها مع أخطاء القياس. طرق عرض تجعل من الممكن لدراسة العدوانية التآكل من بيئة والمقاومة للتآكل للمواد المعدنية، وكفاءة مثبطات التآكل مع الممثل واستنساخه بالنتائج. يمكن أن تساعد النتائج التي تم الحصول عليها باستخدام هذه الأساليب لفهم عمليات التآكل بمزيد من التفصيل إلى أدنى حد من الأضرار الناجمة عن التآكل.

Introduction

أسباب التآكل مادية وأضرار اقتصادية العالم. يتسبب في خسائر مادية كبيرة بسبب تفكك المواد كاملة أو جزئية. يمكن أن يفهم الجسيمات المفرج عنهم كشوائب؛ فيمكنهم تغيير سلبا على تكوين البيئة المحيطة أو الأداء الوظيفي لمختلف الأجهزة. أيضا، يمكن أن يسبب التآكل التغييرات البصرية السلبية للمواد. وبالتالي، هناك حاجة إلى فهم عمليات التآكل بمزيد من التفصيل على وضع تدابير لمنع التآكل وتقليل المخاطر المحتملة1.

وبالنظر إلى القضايا البيئية واحتياطيات الوقود الأحفوري محدودة، هناك اهتمام متزايد في أنواع الوقود البديلة، من بينها الوقود الحيوي من مصادر الطاقة المتجددة دوراً هاما. وهناك عدد من مختلف أنواع الوقود الأحيائي يحتمل أن تكون متاحة، ولكن الإيثانول المنتجة من الكتلة الحيوية حاليا هو البديل الأكثر ملاءمة للبنزين استبدال (أو المزج مع). استخدام الإيثانول ينظمها التوجيه 2009/28/المفوضية الأوروبية في الاتحاد الأوروبي2،3.

الإيثانول (الإيثانول) له خصائص مختلفة إلى حد كبير بالمقارنة مع البنزين. أنها شديدة القطبية، وموصلة والامتزاج تماما بالمياه، و ما إلى ذلك هذه الخصائص تجعل الإيثانول (ويمزج وقود الإيثانول الذي يتضمن أيضا) العدوانية من ناحية التآكل4. لأنواع الوقود ذات محتوى منخفض من الإيثانول، التلوث بكميات صغيرة من المياه يمكن أن يسبب انفصال المرحلة المائية-الإيثانول من مرحلة الهيدروكربونية ويمكن أن يكون هذا التآكل عالية. الإيثانول اللامائى نفسها يمكن أن تكون العدوانية لبعض المعادن النبيلة أقل وتسبب "الجاف للتآكل"5. مع السيارات الموجودة، ويمكن أن يحدث تآكل في بعض أجزاء معدنية (لا سيما من النحاس والنحاس والألومنيوم أو الصلب الكربوني) التي تتلامس مع الوقود. وعلاوة على ذلك، الملوثات القطبية (لا سيما كلوريدات) قد تسهم في تآكل كمصدر للتلوث؛ يمكن أيضا أن تلعب التفاعلات الذوبان وأكسدة الأكسجين (التي يمكن أن تحدث في مزيج البنزين والإيثانول (اجبس) وأن تكون مصدرا للمواد الحمضية)6،دوراً هاما7.

أحد الاحتمالات على كيفية حماية المعادن من التآكل هو استعمال مثبطات التآكل ما يسمى التي تجعل من الممكن درجة كبيرة تبطئ (تمنع) عمليات التآكل8. ويتوقف اختيار مثبطات التآكل على نوع البيئة المسببة للتآكل، ووجود المنبهات التآكل، ولا سيما بشأن إليه مثبط معينة. حاليا، لا يوجد قاعدة بيانات متعددة أو التصنيف المتاحة التي ستمكن التوجه بسيطة في مثبطات التآكل.

يمكن تقسيم البيئات التآكل إلى مائي أو غير مائي، كما الكثافة وطبيعة عمليات التآكل في هذه البيئات تختلف اختلافاً كبيرا. لبيئات غير المائية، التآكل الكهروكيميائية المرتبطة بالتفاعلات الكيميائية المختلفة نموذجي، بينما يحدث فقط من التآكل الكهروكيميائية (دون غيرها من التفاعلات الكيميائية) في البيئات المائية. وعلاوة على ذلك، التآكل الكهروكيميائية مكثفة أكثر في البيئات المائية9.

في بيئات غير المائية السائلة العضوية، تعتمد عمليات التآكل على درجة الاستقطاب للمركبات العضوية. ويرتبط هذا مع استبدال الهيدروجين في بعض المجموعات الوظيفية بالمعادن، الذي يرتبط بتغيير خصائص عمليات التآكل من الكهروكيميائية للمواد الكيميائية، التي أدنى معدلات التآكل نموذجية في مقارنة مع العمليات الكهروكيميائية. عادة ما يكون البيئات المائية عدم انخفاض قيم الموصلية الكهربائية9. زيادة الموصلية في البيئات العضوية، من الممكن إضافة ما يسمى الشوارد الداعمة مثل تيترافلوروبوراتيس تيترالكيلامونيوم أو كلورات. لسوء الحظ، هذه المواد يمكن لها خصائص مثبطة، أو، على العكس من ذلك، زيادة معدلات التآكل10.

هناك عدة طرق للأجلين القصير والطويل اختبار التآكل أسعار المواد المعدنية أو كفاءة مثبطات التآكل، أي مع أو بدون تعميم البيئة، أي، والتآكل والدينامية اختبار، على التوالي 11 , 12 , 13 , 14 , 15-لكلا الأسلوبين، يستند في حساب معدلات التآكل للمواد المعدنية الخسائر الوزن للمواد التي تم اختبارها على مدى فترة زمنية معينة. في الآونة الأخيرة، أصبحت أكثر أهمية في دراسات التآكل نظراً للكفاءة العالية وأوقات قصيرة قياس الطرق الكهروكيميائية. وعلاوة على ذلك، أنها غالباً ما توفر المزيد من المعلومات وطريقة عرض أكثر شمولاً في عمليات التآكل. الأساليب الأكثر استخداماً هي المعاوقة الكهروكيميائية التحليل الطيفي (EIS)، والاستقطاب بوتينتيوديناميك والقياس لتحقيق الاستقرار في التآكل المحتملة في الوقت المناسب (في مستو، اثنين قطب كهربائي أو في إطار ترتيب قطب ثلاثة)16 17، ،،من1820،19،21،،من2223.

نقدم هنا، خمس طرق للقصير الأجل والطويل الأجل اختبار لعدوانية التآكل من بيئة والمقاومة للتآكل للمواد المعدنية وكفاءة مثبطات التآكل. كل الأساليب هي الأمثل للقياسات في بيئات غير المائية وهي برهنت في اجبس. الأساليب التي تسمح بالحصول على نتائج الممثل واستنساخه، والتي يمكن أن تساعد على فهم عمليات التآكل بمزيد من التفصيل لمنع وتقليل الأضرار التآكل.

لاختبار التآكل الغمر ثابتة في نظم المعدن السائل، اختبارات التآكل ثابتة في نظم المعدن السائل يمكن أن يؤديها في جهاز بسيط يتكون من زجاجة 250 مل مزودة بخُطاف لمعلقة عينة تم تحليلها، انظر الشكل 1.

لاختبار التآكل الحيوي مع دوران السائل، يمكن اختبار مثبطات تآكل المعادن أو العدوانية من السوائل (الوقود) في جهاز تدفق مع تداول السائلة المتوسطة المعروضة في الشكل 2. جهاز تدفق، يتكون من جزء خفف وخزان السائل باختبارها. في الجزء خفف، اختبار السائل على اتصال بعينه معدنية حضور أكسجين الهواء، أو في جو خامل. وتكفل أطل الإمداد بالغاز (الهواء) مع أنبوب التوصل إلى أسفل قارورة. خزان السائل تم اختبارها تحتوي على حوالي 400-500 مل سائل تم اختبارها متصل مع برودة الجزر التي يسمح للاتصال على الجهاز مع الغلاف الجوي. في برودة، يتم تجميد الجزء تبخر السائل في-40 درجة مئوية. مضخة تمعجية يسمح لضخ السائل بمعدل مناسب حول 0.5 Lh1 عبر دائرة مغلقة من كيميائيا مستقرة وخاملة المواد (مثلاً، تفلون، Viton، تيجون) من الجزء التخزين في الجزء خفف، من ويعود السائل عبر تجاوز السعة في الجزء التخزين.

لاختبار التآكل الغمر ثابتة مع الجزر برودة حضور الغازية المتوسطة، مثبطات التآكل، يمكن اختبار مقاومة المواد المعدنية أو العدوانية من البيئة السائلة في الجهاز الذي قدم في الشكل 3. يحتوي الجهاز على جزأين. الجزء الأول يتكون من قارورة 500 مل العنق اثنين، وخفف حرارة. قارورة تحتوي على كمية كافية من البيئة السائلة. الجزء الثاني يتكون من (ط) ارتداد برودة مع زجاج أرضية مشتركة لتحقيق اتصال ضيق مع قارورة، (ثانيا) شماعات لوضع العينات المعدنية وأطل (ثالثا) مع أنبوب للإمداد بالغاز (الهواء) التوصل إلى أسفل قارورة. الجهاز متصل بالغلاف الجوي عن طريق برودة أن يتجنب تبخر السائل.

ويرد في الشكل 4الأجهزة للقياسات الكهروكيميائية في الترتيب الثاني-القطب. أقطاب كهربائية مصنوعة من صفائح معدنية (3 × 4 سم، من الفولاذ الطري)، الذي متأصلة تماما في الراتنج إيبوكسيد على جانب واحد لحمايتهم من تآكل البيئة المحيطة. كلا أقطاب أبله إلى مصفوفة حيث تكون المسافة بينهما حوالي 1 ملم22.

القياسات الكهروكيميائية في ترتيب ثلاث قطب كهربائي يتكون من العامل ومرجع ومساعد كهربائي وضع في الخلية قياس بحيث يكفل مسافة صغيرة بين الأقطاب؛ انظر الشكل 5. كقطب مرجعي أو كالومل أو أقطاب ارجنت-كلوريد مع جسر ملح الذي يحتوي على (ط) حل13 مولمن نترات البوتاسيوم (كنو3) أو (الثاني) حل11 مولمن كلوريد الليثيوم (ليكل) في يمكن استخدام الإيثانول. يمكن استخدام سلك البلاتين، وشبكة أو لوحة كمسري الإضافية. الكهربائي العامل يتكون من (ط) جزء قياس (اختبار المواد مع مؤشر ترابط المسمار) ومرفق المسمار (ثانيا) معزولة عن البيئة التآكل، انظر الشكل 6. يجب أن تكون معزولة القطب بما فيه الكفاية بختم المضادة تجاوز الحد الأدنى.

Protocol

1-اختبار التآكل الغمر ثابتة في نظم المعدن السائل

  1. إضافة 100-150 مل بيئة اختبار التآكل السائل لاختبار مقاومة المواد المعدنية أو كفاءة مثبطات التآكل (أي، الابتدائي العدوانية ملوثة بكميات المياه والتتبع من الكلوريدات، الكبريتات وحامض الخليك) في زجاجة 250 مل مزودة بخُطاف لمعلقة عينة تم تحليلها (الشكل 1).
  2. ضبط سطح العينات المعدنية باستخدام ورق زجاج (مش 1200) طحن وتلميع تحت الماء الجاري حتى أن يعدل السطح بالتساوي. ثم، ديجرياسي على سطح العينة جيدا بحوالي 25 مل من الأسيتون وحوالي 25 مل من الإيثانول أو الجافة بحرية أو استخدام اللب الأنسجة، ووزن العينة على توازن التحليلي بدقة من أربعة منازل عشرية.
    ملاحظة: يجب أن يتم علاج عينة دائماً بنفس الطريقة، وإلا يمكن تحميل القياسات بخطأ. من المهم دائماً استخدام الصنفرة بنفس حجم الحبوب وساندبابيرس المستخدمة يجب أن تستعمل لمرة واحدة، أي، قطعة واحدة من الصنفرة لكل عينة والقياس. يجب تعديل السطح بالتساوي، وأنه لا يمكن أن تحتوي على أي عيوب سطحية مثل الخدوش والحفر، إلخ
  3. بعد المعالجة السطحية، يتعطل العينة المعدنية إلى السائل في الزجاجة ذلك لأنها لا تقع في الجزء السفلي من الزجاجة، انظر الشكل 1. إغلاق الزجاجة محكم ما يكفي لمنع دخول التبخر والهواء السائل.
  4. اختر حجم السائل المختبرة حيث أن نسبة السائل/المعادن السطحية هو حوالي 10 سم3سم 12 الحد الأدنى.
  5. على فترات منتظمة، إزالة عينات معدنية من الزجاجة وشطفه مع حوالي 25 مل الأسيتون، واستخدام أنسجة اللب الجافة وإزالة الطبقة السطحية من منتجات التآكل الزائد. ثم وزن العينة على توازن التحليلي بدقة من أربعة منازل عشرية. بعد وزنها، إرجاع العينة مرة أخرى إلى الزجاجة.
    ملاحظة: الفواصل الزمنية لإزالة ووزن العينات ينبغي اختيار فردي لكل عينة تم اختبارها على أساس تقييم بصرية للتغيرات التي طرأت على سطح العينة أثناء الاختبار. وينبغي تطبيق فترات أقصر (مثلاً، 8 ساعة أو أقل) عندما يلاحظ التغييرات السطحية مكثفة، ويمكن أن تصبح الفترات أطول (مثلاً، 24 ساعة، 48 ساعة) عند أقل كثافة أو لا التغييرات السطحية مرئية. عند المقارنة بين العينات المطلوبة، يجب أن تكون مدة الاختبار نفسه.
  6. من وزن العينة المعدنية، حساب فقدان الوزن من بداية التجربة المتعلقة بسطح العينة لوقت التعرض معين. بعد حدوث حالة ثابتة في نظام المعدن السائل (أي زيادة في الوزن مع مرور الوقت وقد لوحظ،) إنهاء التجربة.
  7. حساب معدل التآكل وفقا للإجراءات المعروضة في الخطوة 4 (التخليل) أو في الخطوة 5 (بعد تخليل المنتجات التآكل السطحي).
    ملاحظة: معدلات التآكل التي تم الحصول عليها بعد تخليل التآكل السطحي المنتجات المستخدمة لتقييم كفاءات مثبطات التآكل، للحصول على مزيد من التفاصيل، انظر نتائج الممثل.

2-اختبار التآكل الحيوي مع دوران السائل

  1. إضافة 500 مل بيئة اختبار التآكل السائل في قارورة أربعة العنق الجزء التخزين على الجهاز. تليين مفاصل قارورة الزجاج الأرض مع الشحوم سيليكون وإصلاحها (ط) ارتداد برودة (ثانيا) مقياس حرارة والشعرية شفط (ثالثا) متصل بمضخة والتجاوز (رابعا) متصل بالجزء خفف في أعناق من قارورة وفقا رقم 2 .
  2. قم بتشغيل كريوستات متصل ببرودة وتعيين درجة الحرارة إلى-40 درجة مئوية. ملء الدائرة التبريد مغلقة مع الإيثانول.
  3. استخدام شعري للضخ لتوصيل المضخة إلى دوامة التسخين الجزء خفف، الذي يجلب مسخن وقود عبر الجزء السفلي من الخلية قياس الوقود. قم بتشغيل المضخة وضبط معدل تدفق الوقود المطلوب (× 500 مل ح-1). تحويل الحرارة الجزء خفف وضبط درجة حرارة إلى القيمة المطلوبة (40 درجة مئوية).
  4. حالما يتم ملء الجزء خفف بالوقود والوقود الذي يبدأ بالتدفق عبر الجزء الفائض مرة أخرى إلى تخزين قارورة، فتح الخلية قياس يتكون من جزأين متصلة عبر زجاج أرضية مشتركة وقطع الأرض، مصقول، الدسم ووزنه (عينة الصفائح الحديدية مع النسب المناسبة) على شماعات.
    ملاحظة: يتم تنفيذ معاملة العينة وفقا للإجراءات الواردة في الخطوة 1.2.
  5. الاتصال أطل الأنبوب للتموين الجوي مع وعاء ضغط عن طريق منظم ضغط ومقياس التدفق وتعيين معدل تدفق الغاز المطلوب على مقياس التدفق (دقيقة × 20-30 مل-1).
  6. عند فواصل زمنية منتظمة، إزالة عينات معدنية من الجزء خفف واتبع الإرشادات التي تظهر في الخطوة 1، 5.
  7. اتبع الإرشادات المعروضة في خطوات 1.6 و 1.7.

3-اختبار التآكل الغمر ثابتة مع ارتداد برودة حضور الغازية المتوسطة

  1. إضافة 200-300 مل العينة المختبرة (مثلزيت المحرك اختبار يتضمن وقود E100 عدوانية) في قارورة خفف.
  2. تعليق أرض الواقع، مصقول، الدسم ووزن العينة على هوك برودة. تليين المشترك الزجاج الأرض من برودة مع الشحوم سيليكون وإصلاح برودة إلى قارورة.
    ملاحظة: يتم تنفيذ معاملة العينة وفقا للإجراءات الواردة في الخطوة 1.2.
  3. الاتصال أطل الأنبوب للعرض الجوي مع وعاء ضغط عن طريق منظم ضغط ومقياس التدفق وتعيين معدل تدفق الغاز المطلوب (80 مل × مين-1) على مقياس التدفق.
  4. تعيين درجة الحرارة إلى 80 درجة مئوية على الحرارة لتلطيف قارورة وإلى-40 درجة مئوية في كريوستات متصل ببرودة.
  5. وبعد فترة مناسبة (مثلاً، 14 يوما)، إزالة عينات معدنية من الجهاز واتبع الإرشادات المعروضة في الخطوة 1، 5.
  6. اتبع الإرشادات المعروضة في خطوات 1.6 و 1.7.

4-حساب معدل التآكل من الخسائر الوزن

  1. من خسائر التآكل التي تم الحصول عليها وفقا للأساليب التي عرضت في الخطوات 1-3، حساب قيمة معدل التآكل طبقاً المعادلات 1 و 2.
    figure-protocol-5417(1)
    figure-protocol-5489(2)
    حيث نم هو معدل التآكل في g·m ·h21، ρ هي كثافة المواد المعدنية في g·cm−3، Δm هو فقدان الوزن المتوسط في g، S هي المساحة السطحية للمعادن الفلزية المواد في م2 وتي هو الوقت (بالساعات) من بداية الاختبار إلى إزالة لوحة معدنية للقياس.

5-تخليل المنتجات التآكل على السطح المعدني

  1. مخلل عينات متآكلة من الفولاذ الطري في حل 10% بالوزن من شيلتون الثالث عند 50 درجة مئوية لمدة 5 دقائق. ثم إزالة العينة من الحل وتنظيفه باستخدام فرشاة تحت الماء الجاري، وشطفه مع الأسيتون، الجافة وتزن عليه. وبعد ذلك، وضع العينة إلى حل شيلتون وكرر الإجراء حتى يتم الحصول على وزن ثابت.
  2. مخلل عينات متآكلة من النحاس أو البرونز أو النحاس في حل المجلد % 10 من حامض الكبريتيك تحت النيتروجين الفقاعي (لإزالة الأوكسجين الذائب الهواء) لمدة 1 دقيقة. ثم إزالة العينة من الحل وتنظيفه باستخدام فرشاة تحت الماء الجاري، وشطفه مع الأسيتون، الجافة وتزن عليه. وبعد ذلك، وضع العينة إلى حل حمض وكرر الإجراء حتى يتم الحصول على وزن ثابت.

6-الكهروكيميائية القياسات في الترتيب الثاني-القطب

  1. إزالة النظام الكهربائي من الخلية قياس وفك ذلك، ضبط سطح الأقطاب وفقا للإجراءات المعروضة في الخطوة 1، 2 (بدون وزنها) وثم أكمل النظام الكهربائي مرة أخرى.
  2. تعبئة الخلية قياس مع 80 مل بيئة اختبار التآكل السائل وإغلاقه عن طريق النظام الكهربائي. وضع الخلية كلها في قفص فاراداي على الأرض. الاتصال جالفانوستات وبوتينتيوستات إلى النظام الكهربائي حيث أن قطب واحد من النظام بمثابة قطب إشارة ومسرى الثانية بمثابة عامل ومسرى مساعدة في نفس الوقت.
  3. في البرمجيات، وأداة تعيين تسلسل تتضمن القياسات المحتملة الدائرة المفتوحة (الفوسفاط، تحقيق الاستقرار للتآكل المحتمل في دائرة مفتوحة) والقياس الطيفي (EIS) المعاوقة الكهروكيميائية. الاستقرار أداء مدة 30 دقيقة على الأقل للتقليل من التغيير المحتملة.
  4. إجراء القياسات البيئية في سعة عالية بما فيه الكفاية وفقا الموصلية بيئة التآكل (الوقود).
    ملاحظة: انخفاض الموصلية الوقود، هناك حاجة إلى قيم السعة أعلى. لأنواع الوقود التي تحتوي على المجلد أكثر من 80 في المائة من الإيثانول، اختر قيم السعة في نطاق 5 – 10 mV. لأنواع الوقود التي تحتوي على الإيثانول في المجموعة من 10-80 المجلد %، اختر قيم السعة في مجموعة السيارات من 10 – 50. لأنواع الوقود التي تحتوي على المجلد أقل من 10 في المائة من الإيثانول، اختر قيم السعة في النطاق المتوسط 50 – 80.
  5. إجراء قياسات مقاومة في مجموعة كافية من الترددات (1 – 5 ميغاهرتز) ليتمكن من تقييم أجزاء منخفضة وعالية التردد أيضا من الأطياف.
  6. تحديد الخلية الثابت Ks لكل قطب بالقياس في n-هيبتان، الذي لديه سماحية لحوالي 1.92 وفقا للمعادلة التالية:
    figure-protocol-8180(3)
    حيث C هو السعة التي تم الحصول عليها من الجزء عالية التردد من الطيف مقاومة تقاس في ترتيب مستو قطب كهربائي في نظام n-هيبتان-المعادن، اليوروr هو العازل n-هيبتان، و اليورو 0 هو العازل من الفراغ.
  7. استخدام ثابت الخلية التي يتم الحصول عليها لحساب سماحية الوقود اليورو وإعادة حساب المقاومة R وفقا للمعادلات التالية:
    figure-protocol-8640(4)
    figure-protocol-8712(5)

7-الكهروكيميائية القياسات في ترتيب ثلاث قطب كهربائي

  1. ضبط الجزء قياس القطب العامل من مادة معدنية تم اختبارها وفقا للإجراءات المعروضة في الخطوة 1، 2 (بدون وزنها) والمسمار أنه على امتداد القطب.
  2. تعبئة الخلية قياس مع 100 مل بيئة اختبار التآكل السائل وإغلاقه بغطاء من خلالها قيادة مسرى العامل من المواد التي تم اختبارها ومسرى مساعدة من سلك البلاتين. تويست الأسلاك، أي، القطب الإضافية، بالتساوي حول مسرى العامل. من خلال إدخال الجانب من الخلية، إدراج مسرى مرجع مع جسر حيث أنها قريبة من مسرى العمل قدر الإمكان.
    ملاحظة: أقطاب لا يمكن لمس كل منهما الآخر.
  3. إدراج الخلية إلى خلية فاراداي على الأرض وتوصيل أقطاب كهربائية عن طريق نظام كابل جالفانوستات وبوتينتيوستات مجهزة بالبرامج المناسبة.
  4. في البرنامج لأجهزة القياس المستخدمة، تعيين تسلسل قياس تحتوي على قياس الفوسفاط (ط) لفترة زمنية طويلة بما فيه الكفاية (على الأقل 60 دقيقة)، (ثانيا) نظام المعلومات البيئية في المجموعة من حوالي 1 ميجا هرتز-1 ميجا هرتز بقيمة سعة من 5 – 20 mV وبولاريزاتي (الثالث) في خصائص (طفيل المسح الضوئي) في نطاق mV 200 – 500 إلى احتمال التآكل.
  5. حساب كثافة التيار jكور وفقا للمعادلة ستيرن جيري:
    figure-protocol-9968(6)
    figure-protocol-10040(7)
    حيث يكور هو كثافة التيار التآكل و ب و بك ثوابت طفيل و آرف هو مقاومة الاستقطاب المقدر من القياسات البيئية. وعلاوة على ذلك، حساب معدل التآكل لحظية من الخسائر المادية الوزن. تحديد الخسائر المادية الوزن من الكثافة الحالية من القانون Faraday´s على النحو التالي:
    figure-protocol-10456(8)
    figure-protocol-10528(9)
    حيث m هو كتلة المادة زاي؛ الأول هو الحالية؛ t هو الزمن؛ (أ) هو ثابت التناسب عينت ما يعادل الكهروكيميائية للجوهر، تقاس في kg· ج1؛ F هو ثابت فاراداي (9.6485 × 104 C·mol1)؛ و z هو عدد الإلكترونات اللازمة لاستبعاد جزيء واحد. 22

8-حساب كفاءة مثبطات التآكل

  1. استخدام القيم التي تم الحصول عليها من معدل الاستقطاب المقاومة أو التآكل لحساب كفاءة مثبطات التآكل وفقا للمعادلات التالية:
    figure-protocol-11119(10)
    أو
    figure-protocol-11200(11)
    حيث هو هو كفاءة مثبطات التآكل في المائة؛ Rأنا هو مقاومة الاستقطاب من المواد؛ nأنا هو معدل التآكل للمواد في نظام الوقود المعادن التي تحتوي على مثبطات التآكل؛ R0 هو مقاومة الاستقطاب؛ ن0 هو معدل التآكل في نظام الوقود المعدنية دون مثبط التآكل.

النتائج

واستخدمت الأساليب المذكورة أعلاه لقياس البيانات التآكل من الصلب (تتألف من 0.16 في المائة بالوزن من ج، 0.032% بالوزن من ف، 0.028% بالوزن من S والتوازن و)22 في البيئة من البنزين والإيثانول يمزج (اجبس) التي تحتوي على 10 و 85% vol. الإيثانول (E10 و E85)، على التوالي. واستخدمت لإعدا?...

Discussion

المبدأ الأساسي لاختبار ديناميكي وكلا الاختبارين ثابت هو تقييم الخسائر الوزن من عينات معدنية في نظم البيئة تآكل المعادن (الوقود) تبعاً للوقت حتى يتم تحقيق حالة ثابتة (أيحدوث لا زيادة الوزن). ويحسب معدل تآكل المعادن في بيئة التآكل من فقدان الوزن والوقت. ميزة اختبار التآكل ثابتة طويلة ال...

Disclosures

الكتاب ليس لها علاقة بالكشف عن.

Acknowledgements

وتم تمويل هذا البحث من الدعم المؤسسي لتطوير مفاهيم طويل الأجل لمنظمة البحوث (رقم تسجيل الشركة CZ60461373) المقدمة من وزارة التربية والتعليم والشباب والرياضة، الجمهورية التشيكية، العمليات برنامج براغ-القدرة التنافسية (CZ.2.16/3.1.00/24501) و "البرنامج الوطني للاستدامة" (نبو أنا LO1613) مسمت-43760/2015).

Materials

NameCompanyCatalog NumberComments
sulfuric acidPenta s.r.o., Czech Republic20450-11000p.a. 96 %
CAS: 7664-93-9
http://www.pentachemicals.eu/
acetic acidPenta s.r.o., Czech Republic20000-11000p.a. 99 %
CAS: 64-19-7
http://www.pentachemicals.eu/
sodium sulphate anhydrousPenta s.r.o., Czech Republic25770-31000p.a. 99,9 %
CAS: 7757-82-6
http://www.pentachemicals.eu/
sodium chloratePenta s.r.o., Czech Republicp.a. 99,9 %
CAS: 7681-52-9
http://www.pentachemicals.eu/
demineralized water-
ethanolPenta s.r.o., Czech Republic71250-11000p.a. 99 % 
CAS: 64-17-5
http://www.pentachemicals.eu/
gasoline fractionsCeská rafinerská a.s., Kralupy nad Vltavou, Czech Republicin compliance with EN 228 (57.4 vol. % of saturated hydrocarbons, 13.9 vol. % of olefins, 28.7 vol. % of aromatic hydrocarbons, and 1 mg/kg of sulfur)
AcetonPenta s.r.o., Czech Republicpure 99 %
ToluenPenta s.r.o., Czech Republicpure 99 %
NameCompanyCatalog NumberComments
Potenciostat/Galvanostat/ZRA
Reference 600Gamry Instruments, USAhttps://www.gamry.com/
1250 Frequency Response AnalyserSolarthrone
SI 1287 Elecrtochemical InterferenceSolarthrone
NameCompanyCatalog NumberComments
Software
Framework 5.68Gamry Instruments, USAhttps://www.gamry.com/
Echem Analyst 5.68Gamry Instruments, USAhttps://www.gamry.com/
Corrware 2.5bScribnerhttp://www.scribner.com/
CView 2.5bScribnerhttp://www.scribner.com/
Zview 3.2cScribnerhttp://www.scribner.com/
MS Excel 365Microsoft
NameCompanyCatalog NumberComments
Grinder
Kompak 1031MTH (Materials Testing Hrazdil)

References

  1. Revie, R. W., Uhlig, H. H. . Corrosion and corrosion control: An Introduction to corrosion science and engineering, 4th edition. , (2008).
  2. Edwards, R., Mahieu, V., Griesemann, J. -. C., Larivé, J. -. F., Rickeard, D. J. Well-to-wheels analysis of future automotive fuels and powertrains in the European context. Report No. 0148-7191. SAE Technical Paper. , (2004).
  3. . Directive 2009/28/ES. On the promotion of the use of energy from renewable rources and amending and subsequently repealing Directives 2001/77/EC and 2003/77/EC Available from: https://eur-lex.europa.eu/legal-content/EN/ALL/?uri=celex%3A32009L0028 (2009)
  4. Tshiteya, R. . Properties of alcohol transportation fuels. , (1991).
  5. Battino, R., Rettich, T. R., Tominaga, T. The solubility of oxygen and ozone in liquids. Journal of Physical and Chemical Reference Data. 12 (2), 163-178 (1983).
  6. Hsieh, W. -. D., Chen, R. -. H., Wu, T. -. L., Lin, T. -. H. Engine performance and pollutant emission of an SI engine using ethanol-gasoline blended fuels. Atmospheric Environment. 36 (3), 403-410 (2002).
  7. Pereira, R. C., Pasa, V. M. Effect of mono-olefins and diolefins on the stability of automotive gasoline. Fuel. 85 (12), 1860-1865 (2006).
  8. Schweitzer, P. A. . Fundamentals of corrosion: mechanisms, causes, and preventative methods. , (2009).
  9. Migahed, M., Al-Sabagh, A. Beneficial role of surfactants as corrosion inhibitors in petroleum industry: a review article. Chemical Engineering Communications. 196 (9), 1054-1075 (2009).
  10. Macák, J., #268;ernoušek, T., Jiříček, I., Baroš, P., Tomášek, J., Pospíšil, M. Elektrochemické korozní testy v kapalných biopalivech (Electrochemical Corrosion Tests in Liquid Biofuels) (in Czech). Paliva. 1 (1), 1-4 (2009).
  11. Nesic, S., Schubert, A., Brown, B. Thin channel corrosion flow cell. International patent. , (2009).
  12. Blum, S. C., Sartori, G., Robbins, W. K., Monette, L. M. -. A., Vogel, A., Yeganeh, M. S. Process for assessing inhibition of petroleum corrosion. International Patent. , (2003).
  13. . . Ochrana proti korozi. Inhibitory koroze kovů a slitin v neutrálních vodních prostředích. Laboratorní metody stanovení ochranné účinnosti (in Czech). , (1990).
  14. Matějovský, L., Baroš, P., Pospíšil, M., Macák, J., Straka, P., Maxa, D. Testování korozních vlastností lihobenzínových směsí na oceli, hliníku mědi a mosazi (Testing of Corrosion Properties of Ethanol-Gasoline Blends on Steel, Aluminum, Copper and Brass) (in Czech). Paliva. 5 (2), 54-62 (2013).
  15. Cempirkova, D., Hadas, R., Matějovský, L., Sauerstein, R., Ruh, M. Impact of E100 Fuel on Bearing Materials Selection and Lubricating Oil Properties. SAE Technical Paper. , (2016).
  16. Yoo, Y., Park, I., Kim, J., Kwak, D., Ji, W. Corrosion characteristics of aluminum alloy in bio-ethanol blended gasoline fuel: Part 1. The corrosion properties of aluminum alloy in high temperature fuels. Fuel. 90 (3), 1208-1214 (2011).
  17. Bhola, S. M., Bhola, R., Jain, L., Mishra, B., Olson, D. L. Corrosion behavior of mild carbon steel in ethanolic solutions. Journal of Materials Engineering and Performance. 20 (3), 409-416 (2011).
  18. Jafari, H., Idris, M. H., Ourdjini, A., Rahimi, H., Ghobadian, B. EIS study of corrosion behavior of metallic materials in ethanol blended gasoline containing water as a contaminant. Fuel. 90 (3), 1181-1187 (2011).
  19. Traldi, S., Costa, I., Rossi, J. Corrosion of spray formed Al-Si-Cu alloys in ethanol automobile fuel. Key Engineering Materials. , 352-357 (2001).
  20. Nie, X., Li, X., Northwood, D. O. Corrosion Behavior of metallic materials in ethanol-gasoline alternative fuels. Material Science Forum. 546, 1093-1100 (2007).
  21. Sridhar, N., Price, K., Buckingham, J., Dante, J. Stress corrosion cracking of carbon steel in ethanol. Corrosion. 62 (8), 687-702 (2006).
  22. Matějovský, L., Macák, J., Pospíšil, M., Baroš, P., Staš, M., Krausová, A. Study of Corrosion of Metallic Materials in Ethanol-Gasoline Blends: Application of Electrochemical Methods. Energy & Fuels. 31 (10), 10880-10889 (2017).
  23. Matějovský, L., Macák, J., Pospíšil, M., Staš, M., Baroš, P., Krausová, A. Study of Corrosion Effects of Oxidized Ethanol-Gasoline Blends on Metallic Materials. Energy Fuels. 32 (4), 5145-5156 (2018).

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Explore More Articles

141

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Privacy

Terms of Use

Policies

Research

Education

ABOUT JoVE

Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved