Diese Methoden können helfen, die Fragen über die Korrosionsbeständigkeit metallischer Materialien, die Korrosionsaggressivität verschiedener Umgebungen und die Effizienz von Korrosionsinhibitoren in verschiedenen Umgebungen zu beantworten. Der Hauptvorteil dieser Methoden besteht darin, dass sie sowohl in wässrigen als auch in nicht wässrigen Umgebungen angewendet werden können. Diese Methode kann in der Automobil- und Kraftstoffindustrie nützlich sein, um die Korrosionswirkung von Ethanol-Benzinmischungen auf verschiedene Baustoffe in Kraftstoffsystemen zu untersuchen.
Demonstriert wird das Verfahren lukas Matejovsky, ein Mitglied meines Teams. Um die statische Tauchkorrosion von Metallflüssigkeitssystemen zu testen, fügen Sie zunächst 100 bis 150 Milliliter der getesteten Flüssigkeitskorrosionsumgebung zu einer 250-Milliliter-Flasche hinzu, die mit einem Haken zum Aufhängen einer analysierten Probe ausgestattet ist, und verwenden Sie 1, 200-Mesh-Schleifpapier, um die Oberfläche der metallischen Probe unter fließendem Wasser zu schleifen und zu polieren, um eine gleichmäßige Anpassung der Oberflächen zu erreichen. Anschließend die Probenoberfläche mit etwa 25 Milliliter Aceton und etwa 25 Milliliter Ethanol gründlich entfetten.
Nach dem Trocknen die Probe auf einer analytischen Waage auf eine Genauigkeit von vier Dezimalstellen wiegen und die metallische Probe in der Flasche aufhängen, so dass die Probe in der Flüssigkeit auftaucht, aber nicht auf dem Boden der Flasche liegt. Schließen Sie dann die Flasche fest genug, um Flüssigkeitsverdunstung und Lufteintritt zu verhindern. Entfernen Sie die metallische Probe in regelmäßigen Abständen aus der Flasche, um sie mit etwa 25 Milliliter Aceton zu spülen, wobei Zellstoffgewebe verwendet wird, um überschüssige Korrosionsprodukte von der Oberfläche zu entfernen.
Wiegen Sie dann die Probe auf vier Dezimalstellen, und geben Sie die Probe an die Flasche zurück. Wenn das Gleichgewicht innerhalb des Metallflüssigkeitssystems erreicht wird, beenden Sie das Experiment. Für einen dynamischen Korrosionstest 500 Milliliter der getesteten Flüssigkeitskorrosionsumgebung in den vierhalsigen Kolben des Lagerteils des Geräts geben und die geschliffenen Glasfugen des Kolbens mit einem Silikonfett schmieren.
Befestigen Sie einen Refluxkühler, ein Thermometer, eine Ansaugkapillare, die mit einer Pumpe verbunden ist, und den Mitlauf, der mit dem gehärteten Teil verbunden ist, an den Hälsen des Kolbens. Und stellen Sie den Kryostat mit dem Kühler auf 40 Grad Celsius verbunden. Füllen Sie den geschlossenen Kühlkreislauf mit Ethanol.
Verbinden Sie die Pumpe mit der Kapillare für das Kraftstoffpumpen an die Vorwärmspirale des gehärteten Kolbens, der vorgewärmten Kraftstoff über den Boden der Messzelle bringt. Stellen Sie den gewünschten Pumpenkraftstoffdurchfluss auf 500 Milliliter pro Stunde und den Thermostat für den gehärteten Teil des Kolbens auf 40 Grad Celsius ein. Sobald der gehärtete Teil des Kolbens mit Treibstoff gefüllt ist und der Kraftstoff über den Overhead-Teil zurück in den Lagerkolben fließt, öffnen Sie die Messzelle, die aus zwei Teilen besteht, die über ein gemahlenes Glasgelenk verbunden sind, und hängen Sie den Boden, poliert, entfettet und gewogene Probe auf den Aufhänger.
Verwenden Sie einen Druckbehälter, um die Frikte über einen Druckregler und einen Durchflussmesser mit dem Rohr für die Luftzufuhr zu verbinden, und stellen Sie den gewünschten Gasdurchfluss auf dem Durchflussmesser auf 20 bis 30 Milliliter pro Minute ein. Entfernen Sie dann die metallische Probe aus dem gehärteten Teil des Kolbens und spülen Sie sie, polieren und wiegen Sie die Probe, um den Oberflächenverlust der Probe im Laufe der Zeit zu bestimmen, wie gerade gezeigt. Für einen statischen Tauchkorrosionstest 200 bis 300 Milliliter der flüssigen Testprobe in den gehärteten Kolben geben und eine gemahlene, polierte, entfettete und gewogene Metallprobe am Haken des Refluxkühlers aufhängen.
Schmieren Sie das gemahlene Glasgelenk mit dem Silikonfett an den Kühler und fixieren Sie den Kühler in den Kolben. Schließen Sie die Frikte mit einem Druckbehälter über einen Druckregler und einen Durchflussmesser an das Rohr für die Luftzufuhr an und stellen Sie den gewünschten Gasdurchfluss auf 80 Milliliter pro Minute auf den Durchflussmesser ein. Dann stellen Sie die Temperatur auf 80 Grad Celsius auf dem Thermostat für die Temperaturdesäuerung, und tun 40 Grad Celsius auf dem Kryostat mit dem Kühler verbunden.
Nach der entsprechenden experimentellen Expositionsdauer die metallische Probe aus dem Gerät entfernen und spülen, polieren und wiegen, um den Oberflächenverlust der Probe über die Zeit zu bestimmen, wie gerade gezeigt. Für elektrochemische Messungen in einer Zwei-Elektroden-Anordnung entfernen Sie zunächst das Elektrodensystem aus der Messzelle und schrauben Sie das System ab. Passen Sie die Oberfläche der Elektroden an, wie gerade gezeigt, und montieren Sie das Elektrodensystem wieder zusammen.
Füllen Sie die Messzelle mit 80 Millilitern der getesteten Flüssigkeitskorrosionsumgebung und schließen Sie die Messzelle durch das Elektrodensystem. Legen Sie die ganze Zelle in einen geerdeten Faraday-Käfig und verbinden Sie galvanostat und potentiostat mit dem Elektrodensystem, so dass eine Elektrode des Systems als Referenzelektrode fungiert und die andere Elektrode als funktionierende und gleichzeitig als Hilfselektrode fungiert. Stellen Sie in der Messsoftware die Sequenz mit den Freikreispotentialmessungen und der elektrochemischen Impedanzspektroskopie-Messung ein und führen Sie die Stabilisierung mindestens 30 Minuten lang durch, um die potenzielle Veränderung zu minimieren.
Erfassen Sie dann die elektrochemische Impedanzspektroskopie-Messung mit einer ausreichend hohen Amplitude, entsprechend der Leitfähigkeit der Korrosionsumgebung und in einem ausreichenden Frequenzbereich, um die Auswertung der nieder- und hochfrequenten Teile der Spektren zu ermöglichen. Passen Sie bei elektrochemischen Messungen in einer Drei-Elektroden-Anordnung den Messteil der Arbeitselektrode aus dem geprüften metallischen Material wie gezeigt an und schrauben Sie das Teil an die Elektrodenverlängerung. Füllen Sie die Messzelle mit 100 Millilitern der getesteten Flüssigkeitskorrosionsumgebung und schließen Sie die Zelle mit einer Kappe, durch die die Arbeitselektrode aus dem getesteten Material und die Hilfselektrode aus dem Platindraht geführt werden.
Stellen Sie sicher, dass die Hilfselektrode um die Arbeitselektrode gedreht ist. Legen Sie die Referenzelektrode mit einer Brücke durch den Seiteneingang der Zelle ein, so dass die Referenzelektrode so nah wie möglich an der Arbeitselektrode ist, ohne dass sich die Elektroden berühren. Legen Sie die Zelle in eine geerdete Faraday-Zelle ein und verbinden Sie die Elektroden über ein Kabelsystem mit dem galvanostat und potentiostat, die mit der entsprechenden Software ausgestattet sind.
Stellen Sie dann in der Software der verwendeten Messgeräte den Messablauf, der die Messung des Freikreispotentials enthält, für mindestens 20 Minuten die elektrochemische Impedanzspektroskopie im Bereich von etwa einem Megahertz bis einem Millihertz und einen Amplitudenwert von fünf bis 20 Millivolt und die Polarisationseigenschaften zwischen 200 und 500 Millivolt zum Korrosionspotenzial ein. In einem statischen Korrosionstest reichen 1, 200 Stunden aus, um die Stabilisierung der Kraftstoffsysteme E10 und E85 zu erreichen, während 340 Stunden für die Stabilisierung innerhalb des dynamischen Korrosionssystems erforderlich sind. Die Effizienz des Korrosionsinhibitors zeigt sich auch in beiden Kraftstoffen, da bei der Anwendung des Inhibitors wesentlich geringere Materialverluste beobachtet werden.
Die Entfernung der Oberflächenkorrosionsprodukte durch Beizen ermöglicht die Erfassung realer Materialverluste, die für die Berechnung der Effizienz der Korrosionsinhibitoren wichtig sind. Wenn die Leitfähigkeit einer Umgebung gering ist, besteht das Spektrum nur aus einem hochfrequenten Halbkreis, der es ermöglicht, die Eigenschaften zu bewerten, die nur die verwendete Umgebung charakterisieren. Wenn die Leitfähigkeit einer Umgebung hoch genug ist, besteht das Spektrum aus hoch- und niederfrequenten Regionen, die zwei relativ gut getrennte Halbkreise bilden.
Hierbei werden die Tafel-Kurven aus leichtem Stahl in der Umgebung des aggressiven E85-Brennstoffs ohne Inhibitor vor und nach der potenziellen Verlustabsenkungskompensation sowie in Gegenwart eines aminbasierten Inhibitors dargestellt. Beim Versuch dieser Methoden ist es wichtig, sich daran zu erinnern, den Wang-Fehler zu minimieren und die Anpassung der Probenoberfläche sorgfältig durchzuführen. Für die statischen und dynamischen Prüfungen kann die Korrosionsbeständigkeit der metallischen Werkstoffe oder die Korrosionsaggressivität der verschiedenen Umgebungen anhand der Korrosionsrate der getesteten Materialien während der Prüfung bewertet werden.
Für die elektrochemischen Verfahren kann die Korrosionsbeständigkeit der metallischen Werkstoffe oder die Korrosionsaggressivität der verschiedenen Umgebungen anhand der Polarisationskorrekturstäbe bewertet werden. Alle vorgestellten Methoden ermöglichen es uns, die Effizienz von Korrosionsinhibitoren zu testen.
