Name: Metallkorrosion und die Effizienz von Korrosionsinhibitoren in weniger leitfähigen Medien (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-11-03T13:00:00.000+00:00
Duration: 10 min 5 s
Description: Lernen Sie Methoden zur Korrosionsprüfung metallischer Werkstoffe in Bioethanol und anderen nichtwässrigen Medien. Diese Verfahren ermöglichen die Bewertung von Korrosionsinhibitoren in Kraftstoffsystemen.

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Diese Forschung wurde von der institutionellen Unterstützung für die langfristigen konzeptionellen Entwicklung der Forschungsorganisation (Registernummer CZ60461373) zur Verfügung gestellt durch das Ministerium für Bildung, Jugend und Sport, der Tschechischen Republik, die Operational finanziert. Prag - Rahmenprogramm für Wettbewerbsfähigkeit (CZ.2.16/3.1.00/24501) und "nationale Nachhaltigkeit" Programm (NPU ich LO1613) MSMT-43760/2015).

(1) die statische Immersion Korrosionstest in Metall-flüssig-Systemen
<ol><li>100 – 150 mL der bewährte flüssige Korrosion Umwelt für die Prüfung der Beständigkeit von metallischen Werkstoffen oder die Effizienz von Korrosionsinhibitoren hinzufügen (d. h., aggressive EGB kontaminiert mit Wasser und Spur Mengen von Chloriden, Sulfaten und Essigsäure) in eine 250 mL Flasche, ausgestattet mit einem Haken zum Aufhängen einer analysierten Probe (Abbildung 1).</li>
	<li>Passen Sie die Oberfläche der metallischen Proben durch Schleifen mit Schleifpapier (1200-Netz) und Polieren unter fließendem Wasser, damit die Oberfläche gleichmäßig angepasst ist. Dann Entfetten der Probenoberfläche gründlich mit ca. 25 mL Aceton und etwa 25 mL Ethanol, trocknen Sie es frei oder mit Zellstoff Gewebe, und Wägen Sie die Probe auf einer Analysenwaage mit einer Genauigkeit von vier Dezimalstellen. Hinweis: Die Probenbehandlung muss immer auf die gleiche Weise durchgeführt werden, sonst können Messungen durch einen Fehler geladen werden. Es ist wichtig, immer Schleifpapier mit der gleichen Körnung verwenden und der verwendeten Sandpapers müssen Einweg, d. h., ein Stück Schleifpapier für jede Probe und Messung. Die Oberfläche muss gleichmäßig eingestellt werden, es kann nicht enthalten alle Oberflächenfehler wie z. B. Kratzer, Gruben, etc.
</li>
	<li>Nach der Oberflächenbehandlung, hängen die metallische Probe in die Flüssigkeit in der Flasche, so dass es nicht an der Unterseite der Flasche liegt, siehe Abbildung 1. Verschließen Sie die Flasche fest genug, um Flüssigkeit verdampfen und Luft eindringen zu verhindern.</li>
	<li>Wählen Sie das Volume der getesteten Flüssigkeit, so dass das Flüssigmetall/Oberflächen-Verhältnis etwa 10 cm31 cm2 minimal ist.</li>
	<li>In regelmäßigen Abständen entfernen Sie die metallische Probe aus der Flasche zu, spülen Sie ihn mit etwa 25 mL Aceton und verwenden Sie Pulpagewebe zu trocknen und entfernen die Oberflächenschicht des überschüssigen Korrosionsprodukte zu. Dann Wägen Sie die Probe auf einer Analysenwaage mit einer Genauigkeit von vier Dezimalstellen. Nach dem wiegen, Rückkehr der Probenmaterials zurück in die Flasche. Hinweis: Die Intervalle für das entfernen und die Proben sollte für jede Probe eine visuelle Beurteilung der Veränderungen in der Oberfläche der Probe während des Tests anhand individuell gewählt werden. Kürzere Intervalle (z.B.8 h oder weniger) sollte angewendet werden, wenn intensive Oberflächenveränderungen eingehalten werden und die Intervalle länger (z.B.24 h, 48 h) als weniger intensiv werden können oder keine Oberflächenveränderungen sichtbar sind. Beim Vergleich zwischen den beiden Stichproben erforderlich ist, muss die Dauer der Prüfung übereinstimmen.</li>
	<li>Berechnen Sie aus dem Gewicht der metallischen Probe die Gewichtsabnahme von der Beginn des Experiments im Zusammenhang mit der Oberfläche der Probe für die bestimmten Belichtungszeit. Nach Auftreten der Steady-State in der Metall-Liquid-System (keine Zunahme der Gewichtsverlust im Laufe der Zeit beobachtet worden), das Experiment zu beenden.</li>
	<li>Berechnen Sie die Korrosionsrate nach dem Verfahren in Schritt 4 (vor dem Beizen) präsentiert oder in Schritt 5 (nach dem Beizen der Oberflächenkorrosion Produkte). Hinweis: Korrosionsraten erhalten nach dem Beizen von Oberflächenkorrosion verwendeten Produkte sind für die Bewertung der Effizienz von Korrosionsinhibitoren für weitere Details siehe Vertreter Ergebnisse.</li>
</ol>(2) die dynamischen Korrosionstest mit Zirkulation der Flüssigkeit
<ol><li>500 mL der bewährte flüssige Korrosion Umwelt in den vier-necked Kolben der Speicherteil des Apparates hinzugeben. Schmieren Sie die Mattscheibe Gelenke des Kolbens mit einem Silikonfett und fixieren Sie (i) ein Reflux Kühler, (Ii) ein Thermometer, (Iii) eine Saug Kapillare an eine Pumpe angeschlossen und (iv) den Überlauf an der temperierten Teil auf den Hals des Kolbens nach Abbildung 2 angeschlossen .</li>
	<li>Schalten Sie den Kryostaten mit dem Kühler verbunden und stellen Sie die Temperatur auf-40 ° c Füllen Sie den geschlossenen Kühlkreislauf mit Ethanol.</li>
	<li>Verwenden Sie die Kapillare für Kraftstoff Pumpen zum Vorwärmen Spirale der temperierten Teil die Pumpe herstellen bringt einen vorgewärmten Brennstoff über den Boden der Messzelle. Schalten Sie die Pumpe und legen Sie die gewünschten Kraftstoff-Durchfluss (500 mL × h-1). Schalten Sie den Thermostat des temperierten Teils und stellen Sie die Temperatur auf den gewünschten Wert (40 ° C).</li>
	<li>Einmal die temperierten Bereich mit Kraftstoff gefüllt ist und der Kraftstoff beginnt zu fließen über der Überlauf Teil zurück in den Speicher Kolben, offene Messzelle, die aus zwei Teilen besteht über eine Mattscheibe Gelenk verbunden und hängen Sie den Boden, poliert, entfettet und Probe (gewogen Blech mit entsprechenden Proportionen) auf dem Kleiderbügel. Hinweis: Die Probenbehandlung erfolgt nach dem Verfahren in Schritt 1.2vorgestellt.</li>
	<li>Schließen Sie die Fritte an das Rohr für Zuluft mit einem Druckbehälter über einen Druckregler und ein Durchflussmesser und der gewünschten Gasvolumenstrom auf der Durchflussmesser (20 – 30 mL × min-1).</li>
	<li>In regelmäßigen Abständen entfernen Sie die metallische Probe aus dem temperierten Teil und befolgen Sie die Anweisungen in Schritt 1.5.</li>
	<li>Befolgen Sie die Anweisungen in Schritte 1.6 und 1.7.</li>
</ol>(3) die statische Immersion Korrosionsprüfung mit einem Reflux Kühler im Beisein von gasförmigen Medium
<ol><li>Hinzugeben Sie 200 – 300 mL der Probe (z. B.geprüfte Motoröl mit einem aggressiven E100-Kraftstoff) in den temperierten Kolben.</li>
	<li>Hang ein Boden poliert, entfettet und wog Probe an den Haken des Kühlers. Die Mattscheibe Gelenk des Kühlers mit einem Silikonfett schmieren und den Kühler in die Flasche zu beheben. Hinweis: Die Probenbehandlung erfolgt nach dem Verfahren in Schritt 1.2vorgestellt.</li>
	<li>Schließen Sie die Fritte an das Rohr für die Luftversorgung mit einem Druckbehälter über einen Druckregler und ein Durchflussmesser und der gewünschten Gasvolumenstrom (80 mL × min-1) auf der Durchflussmesser.</li>
	<li>Stellen Sie die Temperatur auf 80 ° C auf dem Thermostat zum Temperieren von Kolben und auf-40 ° C auf den Kryostaten mit dem Kühler verbunden.</li>
	<li>Entfernen Sie nach einem angemessenen Zeitraum (z. B.14 Tage) die metallische Probe aus dem Gerät und befolgen Sie die Anweisungen in Schritt 1.5.</li>
	<li>Befolgen Sie die Anweisungen in Schritte 1.6 und 1.7.</li>
</ol>4. Berechnung der Korrosionsrate von Gewichtsverluste
<ol><li>Berechnen Sie von der Korrosion Verluste nach den Methoden, die in Schritten 1-3dargestellten erhalten den Wert der Korrosionsrate nach den Gleichungen 1 und 2. <img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/57757/57757eq1.jpg">(1) <img alt="Equation 2" src="/files/ftp_upload/57757/57757eq2.jpg">(2) wobei nPm ist die Korrosionsrate in G·m−2·h−1, ρ ist die Dichte des metallischen Werkstoffs in G·cm−3, Δm ist der durchschnittliche Gewichtsverlust in g, S ist die Oberfläche von metallischen Material in t2und T ist die Zeit (in Stunden) vom Anfang des Tests auf die Entfernung der Metallplatte für die Messung.</li>
</ol>(5) Beizen von Korrosionsprodukten auf der Metalloberfläche
<ol><li>Die korrodierten Proben von Baustahl in einer 10 Gew.% % Lösung von Chelaton III bei 50 ° C für 5 min einlegen. Entfernen Sie dann die Probe aus der Lösung, mit einer Bürste unter fließendem Wasser reinigen Sie, spülen sie mit Aceton, trocken und wiegen Sie es. Danach setzen Sie die Probe wieder in die Chelaton-Lösung und wiederholen Sie den Vorgang, bis man ein konstantes Gewicht erhält.</li>
	<li>Beizen der korrodierten Proben aus Messing, Bronze oder Kupfer in einer 10 Vol. % Lösung von Schwefelsäure unter Stickstoff (Entfernen der gelösten Luftsauerstoff) für 1 min sprudeln. Entfernen Sie dann die Probe aus der Lösung, mit einer Bürste unter fließendem Wasser reinigen Sie, spülen sie mit Aceton, trocken und wiegen Sie es. Danach setzen Sie die Probe wieder in der sauren Lösung und wiederholen Sie den Vorgang, bis ein konstantes Gewicht erreicht ist.</li>
</ol>(6) elektrochemischen Messungen in der zwei-Elektroden-Anordnung
<ol><li>Entfernen Sie die Elektrodensystem von der Messzelle, Schrauben sie, passen Sie die Oberfläche der Elektroden nach dem Verfahren in Schritt 1.2 (ohne Verwiegung) vorgestellt und dann das Elektrodensystem wieder komplett.</li>
	<li>Füllen Sie die Messzelle mit 80 mL der bewährte flüssige Korrosion Umwelt und schließen Sie es durch das Elektrodensystem. Setzen Sie die ganze Zelle in einen geerdeten Faraday-Käfig. So dass eine Elektrode des Systems als Referenzelektrode fungiert und der zweiten Elektrode als eine Arbeits- und eine Hilfselektrode gleichzeitig schließen Sie Galvanostat und Potentiostaten an der Elektrodensystem an.</li>
	<li>In der Gerätesoftware legt die Sequenz mit der offenen Kreislauf mögliche Messungen (OCP, Stabilisierung der Korrosionspotenzial in ein offener Stromkreis) und der elektrochemischen Impedanzmessung Spektroskopie (EIS). Die Stabilisierung führen für mindestens 30 min, die mögliche Veränderung zu minimieren.</li>
	<li>Verpflichten sich die EIS-Messungen bei ausreichend hoher Amplitude entsprechend der Leitfähigkeit Korrosion Umwelt (Kraftstoff). Hinweis: Je niedriger die Kraftstoff-Leitfähigkeit ist die höhere Amplitudenwerte benötigt werden. Wählen Sie für Kraftstoffe, die mehr als 80 Vol.-% Ethanol enthält die Amplitudenwerte im Bereich von 5 – 10 mV. Wählen Sie für Kraftstoffe, die im Bereich von 10 – 80 Vol.-% Ethanol enthält die Amplitudenwerte im Bereich von 10 – 50 mV. Wählen Sie für Kraftstoffe, die weniger als 10 Vol.-% Ethanol enthält die Amplitudenwerte im Bereich von 50 – 80 mV.</li>
	<li>Verpflichten sich die Impedanz-Messungen in einem ausreichend Frequenzbereich (1 – 5 mHz), die tief- und auch Hochfrequenz-Teile der Spektren bewerten zu können.</li>
	<li>Bestimmen Sie die Zellkonstante Ks für jede Elektrode durch Messung in n-Heptan, hat eine Permittivität von ca. 1,92 nach folgender Gleichung: <img alt="Equation 3" src="/files/ftp_upload/57757/57757eq3.jpg">(3) wobei C die Kapazität, gewonnen aus dem Hochfrequenz-Teil des Impedanz-Spektrums in n-Heptan-Metall-System in einer planaren Elektrodenanordnung gemessen ist ist εR die Dielektrizitätszahl von n-Heptan und ε0 ist die Relative Permittivität des Vakuums.</li>
	<li>Verwenden Sie die erhaltenen Zellkonstante, für die Berechnung der Kraftstoff Permittivität ε und die Neuberechnung der Widerstand R nach den folgenden Gleichungen: <img alt="Equation 4" src="/files/ftp_upload/57757/57757eq4.jpg">(4) <img alt="Equation 5" src="/files/ftp_upload/57757/57757eq5.jpg">(5)</li>
</ol>(7) elektrochemischen Messungen in der drei-Elektroden-Anordnung
<ol><li>Passen Sie der Messteil die Arbeitselektrode aus dem geprüften metallischen Material gemäß dem Verfahren in Schritt 1.2 (ohne Verwiegung) vorgestellt an und Schrauben Sie ihn auf die Elektrode-Erweiterung.</li>
	<li>Füllen Sie die Messzelle mit 100 mL der bewährte flüssige Korrosion Umwelt und schließen Sie es mit einer Kappe, wodurch die Arbeitselektrode aus dem bewährten Material und Hilfselektrode aus Platin Draht geführt werden. Drehen Sie den Draht, d. h., Hilfselektrode gleichmäßig um die Arbeitselektrode. Einfügen Sie durch den Seiteneingang der Zelle die Bezugselektrode mit einer Brücke, dass es so nah an der Arbeitselektrode wie möglich ist. Hinweis: Elektroden nicht gegenseitig berühren.</li>
	<li>Legen Sie die Zelle in eine geerdete Faraday-Zelle und verbinden Sie die Elektroden über ein Kabel mit dem Galvanostat und Potentiostaten ausgestattet mit der entsprechenden Software.</li>
	<li>Legen Sie in der Software verwendeten Messgeräte den Messablauf mit der Messung von (i) die OCP für einen ausreichend langen Zeitraum (mindestens 60 min), (Ii) das EIS im Bereich von etwa 1 MHz – 1 mHz auf einen Amplitudenwert von 5 – 20 mV und (Iii) die polarizati Eigenschaften (Tafel Scan) im Bereich von 200-500 mV zu Korrosion Potential.</li>
	<li>Berechnen Sie die Stromdichte jCorr nach dem Stern-Geary Gleichung: <img alt="Equation 6" src="/files/ftp_upload/57757/57757eq6.jpg">(6) <img alt="Equation 7" src="/files/ftp_upload/57757/57757eq7.jpg">(7) wo jCorr ist die Korrosion Stromdichte, bein und bk sind konstanten Tafel und Rp ist der Polarisation Widerstand aus den EIS-Messungen geschätzt. Darüber hinaus berechnen Sie die momentane Korrosionsrate von Materialgewicht Verluste. Bestimmen Sie die Materialgewicht Verluste aus der Stromdichte von Faraday´s Gesetz wie folgt: <img alt="Equation 8" src="/files/ftp_upload/57757/57757eq8.jpg">(8) <img alt="Equation 9" src="/files/ftp_upload/57757/57757eq9.jpg">(9) wobei m die Masse des Stoffes in g ist; I ist der Strom; t ist die Zeit; A ist die Proportionalitätskonstante als das elektrochemische Äquivalent des Stoffes, gemessen in Kg· C−1; F ist die Faraday-Konstante (9.6485 × 104 C·mol−1); und z ist die Anzahl der Elektronen ein Molekül schließen musste. 22
</li>
</ol>8. Berechnung des Wirkungsgrades von Korrosionsinhibitoren
<ol><li>Verwenden Sie die erhaltenen Werte der Polarisation Widerstand oder Korrosion Rate um zu berechnen, die Effizienz von Korrosionsinhibitoren nach den folgenden Gleichungen: <img alt="Equation 10" src="/files/ftp_upload/57757/57757eq10.jpg">(10) oder <img alt="Equation 11" src="/files/ftp_upload/57757/57757eq11.jpg">(11) Wo befindet sich Ef die Effizienz von Korrosionsinhibitoren in %; Rich ist der Polarisation Widerstand des Materials; nich ist die Korrosionsrate von Material in einem Metall-Fuel-System mit der Korrosionsinhibitor; R0 ist der Polarisation Widerstand; n0 ist die Korrosionsrate in der Metall-Fuel-System ohne die Korrosionsinhibitor.</li>
</ol>

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</ol>

Die Autoren haben nichts preisgeben.

Das grundlegende Prinzip der dynamischen Test und beide statischen Tests ist die Bewertung der Gewichtsverluste von metallischen Proben in Metall-Korrosion Umwelt (Kraftstoff) Systeme je nach Zeit bis Steady State erreicht ist (d.h.keine weitere Gewichtsabnahme erfolgt). Die Korrosionsrate des Metalls in die Korrosion Umwelt errechnet sich aus der Gewichtsverlust und die Zeit. Der Vorteil der langfristigen statische Korrosionstest (Schritt 1) ist die Zuverlässigkeit der Ergebni...

Korrosion verursacht große materielle und wirtschaftliche Schäden auf der ganzen Welt. Es verursacht erhebliche materielle Verluste durch teilweise oder vollständige materielle Zerfall. Die freigesetzten Teilchen versteht sich als Verunreinigungen; Sie können sich negativ auf die Zusammensetzung der Umgebung oder die Funktionalität der verschiedenen Geräte ändern. Darüber hinaus kann Korrosion verursachen negative optische Veränderungen der Materialien. Deshalb müssen verstehen Korrosionsvorgänge ausführlicher, Massnahmen zur Verhinderung von Korrosion und minimieren Sie ihre potenziellen Risiken1zu entwickeln.
In Anbetracht Umweltthemen und die begrenzten fossilen Energiereserven ist ein zunehmendes Interesse an alternativen Kraftstoffen, unter denen Biokraftstoffe aus erneuerbaren Quellen eine wichtige Rolle spielen. Es gibt eine Reihe verschiedener potenziell verfügbaren Biokraftstoffe jedoch Bioethanol aus Biomasse produziert derzeit ist die am besten geeignete Alternative für Benzin ersetzen (oder mischen mit). Die Nutzung von Bioethanol wird durch die Richtlinie 2009/28/EG in der Europäischen Union2,3geregelt.
Ethanol (Bioethanol) hat deutlich andere Eigenschaften im Vergleich zu Benzin. Es ist stark polaren, leitfähige, vollständig mischbar mit Wasser, etc. machen diese Eigenschaften Ethanol (und Kraftstoff vermischt mit Ethanol auch) in Bezug auf Korrosion4aggressiv. Für Kraftstoffe mit geringen Ethanol-Anteil kann Kontamination durch kleine Mengen von Wasser kann aus der Kohlenwasserstoff-Phase Trennung von der Wasser-Ethanol-Phase führen und das hochkorrosiv. Wasserfreiem Ethanol selbst kann für einige weniger Edelmetalle aggressiv und verursachen "trockene Korrosion"5. Bei vorhandenen Autos kann Korrosion in einigen metallischen Teilen (vor allem aus Kupfer, Messing, Aluminium oder Stahl) auftreten, die den Kraftstoff in Berührung. Darüber hinaus können polare Verunreinigungen (insbesondere Chloride) zur Korrosion als Quelle der Verunreinigung beitragen; Sauerstoff Löslichkeit und Oxidation Reaktionen (das können auftreten, in Ethanol-Benzin-Mischungen (EGBs) und eine Quelle von säurehaltigen Substanzen) können auch spielen eine wichtige Rolle6,7.
Eine der Möglichkeiten wie man Metalle vor Korrosion zu schützen ist die Verwendung von sogenannten Korrosionsinhibitoren, die es ermöglichen, erheblich verlangsamen (hemmen) Korrosion Prozesse8. Die Wahl von Korrosionsinhibitoren hängt von der Art der korrosiven Umgebungen, die Anwesenheit von Korrosion Stimulatoren und insbesondere über den Mechanismus des gegebenen Inhibitor. Derzeit gibt es keine vielseitige Datenbank oder Klassifikation zur Verfügung, die einfache Orientierung im Korrosionsinhibitoren ermöglichen würde.
Korrosion-Umgebungen können unterteilt werden in wässrigen oder wässrig, wie die Intensität und der Art der Korrosionsvorgänge in diesen Umgebungen erheblich unterscheiden. Für nichtwässrigen Umgebungen ist elektrochemische Korrosion verbunden mit verschiedenen chemischen Reaktionen typisch, während nur elektrochemische Korrosion (ohne andere chemischen Reaktionen) in wässrigen Umgebungen auftritt. Elektrochemische Korrosion ist übrigens viel intensiver in wässrigen Umgebungen9.
In nichtwässrigen, flüssigen organischen Umgebungen hängt Korrosionsvorgänge vom Grad der Polarität der organischen Verbindungen. Dies ist verbunden mit dem Ersatz von Wasserstoff in einigen funktionellen Gruppen durch Metalle, verbunden mit der Änderung der Eigenschaften der Korrosionsvorgänge von elektrochemischen gegenüber chemischen, ist für die geringere Korrosionsraten typisch in Vergleich mit elektrochemischen Prozesse. Nicht-wässrige Umgebungen verfügen in der Regel niedrige Werte der elektrischen Leitfähigkeit9. Zur Erhöhung der Leitfähigkeit in Bio-Umgebungen ist es möglich, hinzuzufügen, so genannte unterstützende Elektrolyte wie Tetraalkylammonium Tetrafluoroborates oder Perchlorate. Leider können diese Stoffe hemmende Eigenschaften haben, oder, im Gegenteil, erhöhen Korrosion Rate10.
Es gibt mehrere Methoden für kurz- und langfristige Prüfung der Korrosion, die Preise von metallischen Werkstoffen oder die Effizienz von Korrosionsinhibitoren, nämlich mit oder ohne Umwelt Verkehr, d. h., statische und dynamische Korrosion bzw. testen 11 , 12 , 13 , 14 , 15. für beide Methoden basiert die Berechnung der Korrosionsraten von metallischen Werkstoffen auf Gewichtsverluste der getesteten Materialien über einen bestimmten Zeitraum. Vor kurzem, elektrochemische Methoden werden immer wichtiger in Korrosion Studien aufgrund ihrer hohen Effizienz und kurze Messzeiten. Darüber hinaus können sie weitere Informationen und einen umfassenderen Blick auf Korrosionsvorgänge oft bieten. Die am häufigsten verwendeten Methoden sind elektrochemische Impedanz Spektroskopie (EIS), potentiodynamischer-Polarisation und die Messung über die Stabilisierung der Korrosionspotenzial rechtzeitig (in eine planare, zwei-Elektroden oder in einer drei Elektrodenanordnung)16 ,17,18,19,20,21,22,23.
Hier präsentieren wir Ihnen fünf Methoden für das kurz- und langfristige Tests der Korrosion Aggressivität der Umgebung, die Korrosionsbeständigkeit metallischer Werkstoffe und die Effizienz von Korrosionsinhibitoren. Alle Methoden sind für Messungen in nichtwässrigen Umgebungen optimiert und sind auf EGBs demonstriert. Die Methoden können für den Erhalt der repräsentativen und reproduzierbare Ergebnisse, die helfen können, um Korrosionsprozesse genauer zu verhindern und zu minimieren Korrosionsschäden zu verstehen.
Für die statische eintauchen Korrosionstest in Metall-flüssig-Systemen statischen Korrosionstests in Metall-Liquid-Systeme können in einem einfachen Apparat, bestehend aus einem 250 mL-Flasche, ausgestattet mit einem Haken zum Aufhängen einer analysierten Probe durchgeführt werden, siehe Abbildung 1.
Für die dynamischen Korrosionstest mit Zirkulation der Flüssigkeit kann in einem Fluss-Apparat mit der Auflage des flüssigen Mediums in Abbildung 2dargestellt Metall Korrosionsinhibitoren oder die Aggressivität von Flüssigkeiten (Brennstoffe) getestet werden. Der Fluss Apparatur besteht aus einem temperierten und ein Reservoir der getesteten Flüssigkeit. Im temperierten Teil ist die getestete Flüssigkeit in Kontakt mit einer metallischen Probe in Gegenwart von Luftsauerstoff oder in inerter Atmosphäre. Die Gasversorgung (Luft) wird durch eine Fritte mit der u-Bahn erreichen die Unterseite des Kolbens gewährleistet. Das Reservoir der getesteten Flüssigkeit mit ca. 400-500 mL der getesteten Flüssigkeit ist mit einem Reflux Kühler verbunden, die für die Verbindung des Geräts mit der Atmosphäre ermöglicht. In den kühleren wird der verdampfte Teil der Flüssigkeit bei-40 ° c eingefroren. Die peristaltische Pumpe ermöglicht für das Pumpen der Flüssigkeit mit einer geeigneten Geschwindigkeit von etwa 0,5 Lh–1 über einen geschlossenen Kreislauf aus chemisch stabil und inerte Materialien (z.B.Teflon, Viton, Tygon) aus dem Speicherteil in den temperierten Teil von die Flüssigkeit über den Überlauf in den Speicherteil zurückgibt.
Für die statische eintauchen Korrosionsprüfung mit einem Reflux Kühler im Beisein von gasförmigen Medium, Korrosionsinhibitoren kann den Widerstand metallischer Werkstoffe oder die Aggressivität einer flüssigen Umgebung in der Vorrichtung, die in Abbildung 3dargestellten getestet werden. Das Gerät besteht aus zwei Teilen. Der erste Teil besteht aus einer zwei-necked, gehärtetem 500 mL-Flasche mit einem Thermometer. Die Flasche enthält eine ausreichende Menge an einer flüssigen Umgebung. Der zweite Teil besteht aus (i) ein Rückfluß Kühler mit einer Mattscheibe gemeinsame, eine enge Verbindung mit der Flasche, (Ii) ein Aufhänger für die Platzierung der metallischen Proben und (Iii) eine Fritte mit einem Schlauch für die Gasversorgung (Luft) erreichen die Unterseite des Kolbens zu erreichen. Das Gerät ist in die Atmosphäre über dem Kühler verbunden, die flüssigen Verdampfung verhindert.
Der Apparat für die elektrochemischen Messungen in der zwei-Elektroden-Anordnung ist in Abbildung 4dargestellt. Die Elektroden bestehen aus Blech (3 x 4 cm, aus Baustahl), die vollständig in Epoxid-Harz auf der einen Seite zum Schutz vor korrosiven Umgebung eingebettet sind. Beide Elektroden werden mit der Matrix verschraubt, so dass der Abstand zwischen ihnen ca. 1 mm22 beträgt.
Die elektrochemischen Messungen in der drei-Elektroden-Anordnung bestehen aus arbeiten, Referenz und zusätzliche Elektroden in der Messzelle, so dass ein kleiner Abstand zwischen den Elektroden gewährleistet ist; siehe Abbildung 5. Als Bezugselektrode, Kalomel oder Argent-Chlorid Elektroden mit einer Salzbrücke, die entweder (i) eine 3 MolL–-1-Lösung von Kaliumnitrat (KNO3) oder (Ii) eine 1 MolL–-1-Lösung von Lithiumchlorid (LiCl) in Ethanol kann verwendet werden. Ein Platindraht, Netz oder Platte kann als die Hilfselektrode verwendet werden. Die Arbeitselektrode besteht aus (i) einem Messteil (geprüfte Material mit einem Gewinde) und (Ii) eine Verschraubung von der Korrosion Umgebung isoliert, siehe Abbildung 6. Die Elektrode muss durch eine Anti-Unterlauf Siegel ausreichend isoliert werden.

<table><tbody><tr><td>Schwefelsäure</td><td>Penta s.r.o., Tschechische Republik</td><td>20450-11000</td><td>p.a. 96 % CAS: 7664-93-9 http://www.pentachemicals.eu/</td></tr> <tr><td>essigsäure</td><td>Penta s.r.o., Tschechische Republik</td><td>20000-11000</td><td>p.a. 99 % CAS: 64-19-7 http://www.pentachemicals.eu/</td></tr> <tr><td>Natriumsulfat wasserfrei Penta</td><td>s.r.o., Tschechische Republik</td><td>25770-31000</td><td>p.a. 99,9 % CAS: 7757-82-6 http://www.pentachemicals.eu/</td></tr> <tr><td>Natriumchlorat</td><td>Penta s.r.o., Tschechische Republik</td><td></td><td>p.a. 99,9 % CAS:&nbsp; 7681-52-9 http://www.pentachemicals.eu/</td></tr> <tr><td>demineralisiertes</td> <td>Wasser-Ethanol</td><td></td><td></td></tr> <tr><td></td><td>Penta s.r.o., Tschechische Republik</td><td>71250-11000</td><td>p.a. 99 %&nbsp; CAS: 64-17-5 http://www.pentachemicals.eu/</td></tr> <tr><td>Benzinfraktionen</td><td>Cesk&aacute; rafinersk&aacute; a.s., Kralupy nad Vltavou, Tschechische Republik</td><td></td><td>gemäß EN 228 (57,4 Vol.-% gesättigte Kohlenwasserstoffe, 13,9 Vol.-% Olefine, 28,7 Vol.-% aromatische Kohlenwasserstoffe und 1 mg/kg Schwefel)</td></tr><tr><td>Aceton</td><td>Penta s.r.o., Tschechien</td><td>pur 99 %</td>Toluen Penta s.r.o., Tschechien rein 99 %NameUnternehmen<>Katalognummer<>KommentarePotenciostat/Galvanostat/ZRAReferenz 600 <td></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td></td><td>Gamry Instruments, USA</td><td></td><td>https://www.gamry.com/</td></tr> <tr><td>1250 Frequenzganganalysator</td><td>Solarthrone</td><td></td><td></td></tr><tr><td>SI 1287 Elektronische Interferenz</td><td>Solarthrone</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Name</td><td>Unternehmen</td><td><>Katalognummer<</td><td>strong>Kommentare</td></tr><tr><td>Software</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Framework 5.68</td><td>Gamry Instruments, USA</td><td></td><td>https://www.gamry.com/</td></tr> <tr><td>Echem Analyst 5.68</td><td>Gamry Instruments, USA</td><td></td><td>https://www.gamry.com/</td></tr> <tr><td>Corrware 2.5b</td><td>Scribner</td><td></td><td>http://www.scribner.com/</td></tr> <tr><td>CView 2.5b</td><td>Scribner</td><td></td><td>http://www.scribner.com/ </td></tr><tr><td>Zview 3.2c</td><td>Scribner</td><td></td><td>http://www.scribner.com/</td></tr> <tr><td>MS Excel 365</td><td>Microsoft</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Name</td><td>Unternehmen</td><td>Katalognummer</td><td>Kommentare</td></tr><tr><td>Grinder</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Kompak 1031</td><td>MTH (Materialprüfung Hrazdil)</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

metallkorrosion und die effizienz von korrosionsinhibitoren in weniger leitfähigen medien

Metal Corrosion and the Efficiency of Corrosion Inhibitors in Less Conductive Media

Materiellen Korrosion kann ein limitierender Faktor für verschiedene Werkstoffe in vielen Anwendungen. So ist es notwendig, besser Korrosionsvorgänge verstehen, verhindern, dass sie und die mit ihnen verbundenen Schäden zu minimieren. Eines der wichtigsten Merkmale von Korrosionsprozessen ist die Korrosionsrate. Die Messung der Korrosionsraten ist oft sehr schwierig oder sogar unmöglich, vor allem in weniger leitfähigen, nichtwässrigen Umgebungen wie Biokraftstoffe. Hier stellen wir fünf verschiedene Methoden zur Bestimmung der Korrosionsraten und die Effizienz des Korrosionsschutzes in Biokraftstoffe: (i) einen statischen Test, (Ii) ein dynamischer Test, (Iii) einen statischen Test mit einem Reflux Kühler und elektrochemische Messungen (iv) in einer zwei-Elektroden-Anordnung und (V) in einer drei-Elektroden-Anordnung. Die statische Prüfung ist vorteilhaft wegen seiner niedrigen Anforderungen an Material und instrumentaler Ausrüstung. Der dynamische Test ermöglicht die Prüfung der Korrosionsraten metallischer Werkstoffe bei erschwerten Bedingungen. Die statische Prüfung mit einem Reflux Kühler kann für die Prüfung in Umgebungen mit höherer Viskosität (z.B. Motoröle) bei höheren Temperaturen in Gegenwart von Oxidation oder inerter Atmosphäre. Die elektrochemischen Messungen liefern einen umfassenderen Blick auf Korrosionsvorgänge. Die vorgestellten Zelle Geometrien und Arrangements (zwei-Elektroden und drei-Elektroden-Systeme) machen es möglich, zur Durchführung von Messungen in Biokraftstoff-Umgebungen ohne base Elektrolyte, die haben eines negativen Einfluss auf die Ergebnisse und laden Sie sie mit Messfehler. Die vorgestellten Methoden ermöglichen es, die Korrosion Aggressivität von einer Umgebung, die Korrosionsbeständigkeit metallischer Werkstoffe und die Effizienz von Korrosionsinhibitoren mit repräsentativen und reproduzierbare Ergebnisse zu studieren. Die erzielten Ergebnisse mit diesen Methoden können helfen, um Korrosionsvorgänge genauer um die Schäden durch Korrosion zu minimieren zu verstehen.

Die oben genannten Methoden wurden verwendet, um die Korrosion von Baustahl (bestehend aus 0,16 Gew.-% des C, 0,032 Gew.-% des P, 0,028 Gew.% % S und Balance F)22 in der Umgebung von Ethanol-Benzin-Mischungen (EGBs) mit 10 und 85 Vol.-% Ethanol messen (E10 und (E85), beziehungsweise. Für die Zubereitung von diesen EGBs, Benzin in Übereinstimmung mit den Anforderungen der EN 228 mit 57,4 Vol.% gesättigte Kohlenwasserstoffe, 13,9 Vol. % von Olefinen, 28,7 Vol.-% von...

Die Prüfung der Prozesse im Zusammenhang mit materiellen Korrosion kann oft schwierig, vor allem in nichtwässrigen Umgebungen. Hier präsentieren wir Ihnen verschiedene Methoden zur kurz- und langfristigen Prüfung des Korrosionsverhalten nichtwässrigen Umgebungen wie Biokraftstoffe, vor allem diejenigen, die mit Bioethanol.

Metallkorrosion und die Effizienz von Korrosionsinhibitoren in weniger leitfähigen Medien

Material corrosion can be a limiting factor for different materials in many applications. Thus, it is necessary to better understand corrosion processes, ...

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.

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Research

Forschung

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Environment

Umwelt

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