Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Environment

Metalen tegen corrosie en de efficiëntie van corrosie remmers in minder geleidende Media

Published: November 3, 2018 doi: 10.3791/57757

Summary

Het testen van processen gekoppeld aan materiële corrosie kan vaak moeilijk zijn vooral in niet-waterige omgevingen. Hier presenteren we verschillende methoden voor het testen van de kortetermijn- en langetermijnmaatregelen van corrosie gedrag van niet-waterige omgevingen zoals biobrandstoffen, met name de scripts die bio-ethanol.

Abstract

Materiële corrosie kunnen een beperkende factor voor verschillende materialen in vele toepassingen. Het is dus nodig om beter te begrijpen van corrosie processen, te voorkomen dat ze en minimaliseren van de schade verbonden met hen. Een van de belangrijkste kenmerken van corrosie processen is de corrosiesnelheid. De meting van corrosie tarieven is vaak zeer moeilijk of zelfs onmogelijk is met name in minder geleidende, niet-waterige omgevingen zoals biobrandstoffen. Hier presenteren wij vijf verschillende methoden voor de bepaling van corrosie tarieven en de efficiëntie van anti-corrosie bescherming in biobrandstoffen: (i) een statische test, (ii) een dynamische beproeving, (iii) een statische test met een reflux koeler en Electrochemische metingen (iv) in een twee-elektrode plaatsing en (v) in een arrangement van drie-elektrode. De statische test is voordelig vanwege de lage eisen op materiaal- en instrumentale. De dynamische proef zorgt voor het testen van de tarieven van de corrosie van metalen voorwerpen tegen strengere voorwaarden. De statische test met een reflux koeler staat voor het testen in omgevingen met hogere viscositeit (bijvoorbeeld, motor oliën) bij hogere temperaturen in het bijzijn van oxidatie of een inerte atmosfeer. De Electrochemische metingen bieden een meer evenwichtig beeld op corrosie processen. De gepresenteerde cel geometrieën en regelingen (de twee-elektrode en drie-elektrode-systemen) maken het mogelijk metingen uit te voeren in biobrandstof omgevingen zonder basis elektrolyten die kunnen een negatieve invloed hebben op de resultaten en ze laden met meetfouten. De gepresenteerde methoden maken het mogelijk om te bestuderen van de agressiviteit van de corrosie van een omgeving, de corrosiebestendigheid van metalen voorwerpen en de efficiëntie van corrosie-remmers met representatieve en reproduceerbare resultaten. De resultaten verkregen met behulp van deze methoden kunnen helpen om te begrijpen van corrosie processen meer in detail om te minimaliseren van de schade door corrosie.

Introduction

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Corrosie veroorzaakt grote materiële en economische schade over de hele wereld. Het veroorzaakt aanzienlijke materiële schade als gevolg van de gedeeltelijke of volledige materiële desintegratie. De vrijgegeven deeltjes kunnen worden opgevat als onzuiverheden; zij kunnen negatief veranderen de samenstelling van het omringende milieu of de functionaliteit van verschillende apparaten. Ook kan corrosie veroorzaken negatieve visuele veranderingen van materialen. Er is dus een noodzaak voor een beter begrip corrosie in meer detail maatregelen te ontwikkelen ter voorkoming van corrosie en minimaliseren van de potentiële risico's1.

Gezien de milieuvraagstukken en de beperkte fossiele brandstoffen is er een groeiende interesse in alternatieve brandstoffen, waaronder biobrandstoffen uit hernieuwbare energiebronnen een belangrijke rol spelen. Er zijn een aantal verschillende potentieel beschikbare biobrandstoffen, maar bio-ethanol uit biomassa geproduceerde momenteel is het meest geschikte alternatief voor vervanging (of mengen met) gasolines. Het gebruik van bio-ethanol wordt geregeld door de richtlijn 2009/28/EG in de Europese Unie2,3.

Ethanol (ethanol) heeft een wezenlijk verschillende eigenschappen in vergelijking met gasolines. Het is zeer polaire, geleidende, volledig mengbaar met water, etc. deze eigenschappen maken ethanol (en brandstof mengt met ethanol ook) agressieve in termen van corrosie4. Voor brandstoffen met lage ethanol inhoud, kan besmetting met kleine hoeveelheden water kan leiden tot scheiding van de water-ethanol-fase van de koolwaterstof fase en dit sterk bijtende. Watervrij ethanol zelf kan agressief zijn voor sommige minder edele metalen en veroorzaken "droge corrosie"5. Met bestaande auto's, kan corrosie optreden in sommige metalen onderdelen (met name van koper, messing, aluminium of carbon staal), die in contact met de brandstof komen. Bovendien, polar contaminanten (vooral chloriden) kunnen bijdragen tot de corrosie als een bron van besmetting vormt; zuurstof-oplosbaarheid en oxidatie reactie (die kunnen optreden in mengsels van ethanol-benzine (EGBs) en een bron van zure stoffen) kunnen ook spelen een belangrijke rol6,7.

Een van de mogelijkheden over de bescherming van metalen tegen corrosie is het gebruik van zogenaamde corrosie-inhibitoren die het mogelijk maken om aanzienlijk vertragen (remmen) corrosie verwerkt8. De selectie van corrosie remmers hangt af van het type corrosieve omgeving, de aanwezigheid van corrosie stimulatoren, en met name het mechanisme van een bepaalde inhibitor. Op dit moment is er geen veelzijdige database of indeling beschikbaar waarmee eenvoudige oriëntatie in corrosie-inhibitoren.

Corrosie omgevingen kunnen worden onderverdeeld in waterige of niet-waterige, zoals de intensiteit en de aard van corrosie processen in deze omgevingen aanzienlijk verschillen. Voor niet-waterige omgevingen is elektrochemische corrosie verbonden met verschillende chemische reacties typisch, overwegende dat alleen elektrochemische corrosie (zonder andere chemische reacties) treedt op in een waterige omgeving. Elektrochemische corrosie is bovendien veel meer intensieve in waterige omgevingen9.

In niet-waterige, vloeibare organische omgevingen, corrosie zijn afhankelijk van de mate van de polariteit van de organische stoffen. Dit is geassocieerd met de vervanging van waterstof in bepaalde functionele groepen door metalen, die is verbonden met de wijziging van de kenmerken van de processen van de corrosie van elektrochemische tot chemische, waarvoor lagere corrosie zijn typisch voor vergelijking met elektrochemische processen. Niet-waterige omgevingen hebben meestal lage waarden van elektrische geleidbaarheid9. Geleidbaarheid in een biologische omgeving te vergroten, is het mogelijk om toe te voegen zogenaamde ondersteunende elektrolyten zoals tetraalkylammonium tetrafluoroborates of perchloraten. Helaas, deze stoffen kunnen inhibitive eigenschappen hebben, of, integendeel, het verhogen van corrosie tarieven10.

Er zijn verschillende methoden voor korte en lange termijn testen van corrosie tarieven van metalen of de efficiëntie van corrosie-remmers, namelijk met of zonder milieu verkeer, dat wil zeggen, statische en dynamische corrosie, respectievelijk testen 11 , 12 , 13 , 14 , 15. voor beide methoden, is de berekening van de tarieven van de corrosie van metalen materialen berust op gewicht verliezen van de geteste materialen gedurende een bepaalde tijdsperiode. Onlangs, elektrochemische methoden worden steeds belangrijker in corrosie studies vanwege hun hoge efficiëntie en korte meting tijden. Bovendien bieden zij vaak meer informatie en een meer evenwichtig beeld op corrosie processen. De meest gebruikte methoden zijn elektrochemische impedantie spectroscopie (EIS), potentiodynamic polarisatie en de meting van de stabilisatie van de potentiële tijdig corrosie (in een vlakke, twee-elektrode of in een arrangement van drie elektrode)16 ,17,18,19,20,21,22,23.

Hier presenteren wij vijf methoden voor de korte termijn en lange termijn testen van de agressiviteit van de corrosie van een omgeving, de corrosiebestendigheid van metalen voorwerpen en de efficiëntie van corrosie-inhibitoren. Alle methoden zijn geoptimaliseerd voor metingen in niet-waterige omgevingen en worden gedemonstreerd op EGBs. De methoden toestaan voor het verkrijgen van de vertegenwoordiger en reproduceerbare resultaten, die helpen kunnen om te begrijpen van corrosie processen meer in detail te voorkomen en corrosie-schade te minimaliseren.

Voor de corrosieproef van statische onderdompeling in metaal-vloeistof systemen, statische corrosietests in metaal-vloeistof systemen kunnen worden uitgevoerd in een simpel apparaat bestaande uit een fles van 250 mL voorzien van een haak voor het ophangen van een geanalyseerde monster, Zie Figuur 1.

Voor de dynamische corrosieproef met vloeibare oplage, kan metalen corrosie-inhibitoren of de agressiviteit van vloeistoffen (brandstoffen) getest worden in een apparaat van de stroom met de oplage van de vloeistof gepresenteerd in Figuur 2. Het flow-apparaat bestaat uit een gehard deel en een reservoir van de geteste vloeistof. In het gehard deel is de geteste vloeistof in contact met een metalen monster in aanwezigheid van zuurstof van de lucht of in een inerte atmosfeer. De levering van gas (lucht) wordt gewaarborgd door een frit met de buis bereiken de bodem van de kolf. Het reservoir van de geteste vloeistof met ongeveer 400-500 mL van de geteste vloeistof is verbonden met een koeler reflux waarmee voor de aansluiting van het apparaat met de atmosfeer. In de koeler, is het verdampte gedeelte van de vloeistof bevroren bij-40 ° C. De slangenpomp zorgt voor het verpompen van de vloeistof in een geschikt tempo van ongeveer 0,5 Lh--1 via een gesloten circuit van chemisch stabiel en inerte materialen (bijvoorbeeld, Teflon, Viton, Tygon) uit het deel van de opslag in het gehard deel, van waarmee de vloeistof wordt geretourneerd via de overloop in het deel van de opslag.

Voor de corrosieproef van statische onderdompeling met een reflux koeler in de aanwezigheid van gasvormige middellange, corrosie-inhibitoren, kan de weerstand van metalen of de agressiviteit van een vloeibare omgeving getest worden in het apparaat weergegeven in Figuur 3. Het apparaat bestaat uit twee delen. Het eerste deel bestaat uit een twee-necked, gehard 500 mL-kolf met een thermometer. De kolf bevat een voldoende hoeveelheid van een vloeibare omgeving. Het tweede deel bestaat uit (i) een koeler met een gezamenlijke om een strakke verbinding met de kolf, (ii) een hanger voor het plaatsen van de metalen monsters en (iii) een frit met een buis voor de levering van gas (lucht) bereiken de bodem van de kolf ingeslepen terugvloeiing. Het apparaat is verbonden met de sfeer via de koeler die vloeibare verdamping vermijdt.

Het toestel voor de Electrochemische metingen in de twee-elektrode-regeling wordt voorgesteld in afbeelding 4. De elektroden zijn gemaakt van metalen bladen (3 x 4 cm, van zacht staal), die volledig zijn ingesloten in epoxide hars aan de ene kant om te beschermen hen tegen de corrosieve omgeving. Beide elektroden zijn geschroefd aan de matrijs, zodat de afstand tussen hen ongeveer 1 mm22 is.

De Electrochemische metingen in de drie-elektrode regeling bestaan uit werken, verwijzing en ondersteunende elektroden geplaatst in de meetcel zodat een kleine afstand tussen de elektroden wordt gewaarborgd; Zie Figuur 5. Als de referentie-elektrode, kalomel- of argent-chloride elektroden met een zoutbrug met ofwel (i) een 3 molL--1-oplossing van kaliumnitraat (KNO3) of (ii) een 1 molL--1-oplossing van lithium chloride (LiCl) in ethanol kan worden gebruikt. Een platina-draad, gaas of op een plaat kan worden gebruikt als de ondersteunende elektrode. De elektrode werken bestaat uit (i) een meetinstrument deel (geteste materiaal met een schroefdraad) en (ii) een gehechtheid van de schroef geïsoleerd uit de omgeving van corrosie, Zie Figuur 6. De elektrode moet voldoende worden geïsoleerd door een anti-underflow zegel.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

1. de corrosieproef van de statische onderdompeling in metaal-vloeistof systemen

  1. Voeg 100 – 150 mL van de geteste vloeibare corrosie omgeving voor het testen van de weerstand van metalen of de efficiëntie van corrosie remmers (d.w.z., agressieve EGB besmet met water en het spoor hoeveelheid chloriden, sulfaten en azijnzuur) in een 250 mL fles voorzien van een haak voor het ophangen van een geanalyseerde monster (Figuur 1).
  2. Pas aan het oppervlak van de metalen monsters door slijpen met behulp van schuurpapier (1200 mesh) en polijsten onder stromend water zodat het oppervlak gelijkmatig wordt aangepast. Vervolgens monster ontvetten grondig met ongeveer 25 mL aceton en ongeveer 25 mL ethanol, droog het vrij of met behulp van pulp weefsel, en wegen van het monster op een analytische balans met een nauwkeurigheid van vier decimalen.
    Opmerking: De behandeling van het monster moet altijd op dezelfde wijze worden uitgevoerd, anders metingen door een fout kunnen worden geladen. Het is van cruciaal belang om altijd gebruik maken van schuurpapier met de dezelfde korrelgrootte en de gebruikte sandpapers moeten wegwerp, dat wil zeggen, een stukje schuurpapier voor elk monster en de meting. Het oppervlak gelijkmatig moet worden aangepast, het kan niet bevatten geen oppervlak gebreken zoals krassen, putjes, enz.
  3. Na de oppervlaktebehandeling, hang u het metalen monster in de vloeistof in de fles zodat het ligt niet op de bodem van de fles, Zie Figuur 1. Sluit de fles strak genoeg om te voorkomen dat vloeibare verdamping en lucht worden ingevoerd.
  4. Kies het volume van de geteste vloeistof zodat de oppervlakte verhouding van vloeistof/metaal ongeveer 10 cm31 cm2 minimaal is.
  5. Met regelmatige tussenpozen het metalen monster uit de fles te verwijderen, spoel het met ongeveer 25 mL aceton en gebruiken van pulp weefsel droog het te verwijderen van de bovenlaag van overtollige corrosie producten. Weeg vervolgens het monster op een analytische balans met een nauwkeurigheid van vier decimalen. Na weging, het monster te keren terug in de fles.
    Opmerking: De intervallen voor het verwijderen en met een gewicht van de monsters moeten worden gekozen individueel voor ieder getest monster gebaseerd op een visuele beoordeling van de wijzigingen in het monster oppervlak tijdens de test. Kortere intervallen (bijvoorbeeld8 h of minder) moeten worden toegepast als intensieve oppervlak veranderingen worden waargenomen en de intervallen langer (bijvoorbeeld24 uur, 48 uur) kunnen worden als het minder intensieve of geen oppervlakte wijzigingen zichtbaar zijn. Als vergelijking tussen de monsters vereist is, moet de duur van de test hetzelfde zijn.
  6. Berekenen van het gewicht van de metalen monster, het gewichtsverlies vanaf het begin van het experiment dat betrekking heeft op het oppervlak van het monster voor de bepaalde blootstellingstijd. Nadat steady state in de metaal-liquid-systeem heeft plaatsgevonden (geen toename van het gewichtsverlies na verloop van tijd heeft waargenomen), het experiment te beëindigen.
  7. Berekenen van de corrosiesnelheid volgens de procedure in stap 4 (voor het beitsen) ingediend of in stap 5 (na het beitsen van de producten van oppervlakte corrosie).
    Opmerking: Corrosie rates verkregen na het beitsen van de oppervlakte corrosie producten worden gebruikt voor de beoordeling van de efficiëntie van corrosie-remmers, voor meer details, Zie Vertegenwoordiger resultaten.

2. de dynamische corrosieproef met vloeibare oplage

  1. Voeg 500 mL van het milieu van de geteste vloeibare corrosie in de maatkolf van vier Rondbodemkolf van het opslag-onderdeel van het apparaat. Smeren van de ingeslepen gewrichten van de kolf met een Siliconenvet en op te lossen (i) een reflux koeler, (ii) een thermometer, (iii) een zuig capillair verbonden aan een pomp en (iv) de overloop verbonden met het gehard deel op de hals van de kolf volgens Figuur 2 .
  2. Inschakelen van de cryostaat verbonden met de koeler en de temperatuur instellen tot-40 ° C. Vul het gesloten circuit van koeling met ethanol.
  3. Gebruik het capillair voor brandstof pompen te verbinden met de pomp de preheating spiraal van het gehard deel, dat een voorverwarmde brandstof via de onderkant van de meetcel brengt. Zet de pomp en selecteer het gewenste brandstof debiet (500 mL × h-1). Zet de thermostaat van het gehard deel en de temperatuur ingesteld op de gewenste waarde (40 ° C).
  4. Zodra het gehard gedeelte is gevuld met brandstof en de brandstof begint te stromen de overloop deel terug in de opslag kolf, open de meetcel die uit twee delen bestaat aangesloten via een gezamenlijke geslepen glas en hang de grond, gepolijst, ontvet en gewogen monster) metalen plaat met de juiste verhoudingen) op de hanger.
    Opmerking: De behandeling van het monster wordt uitgevoerd volgens de procedure in stap 1.2gepresenteerd.
  5. De frit verbinden met de buis voor de aanvoer van lucht met een drukvat via een drukregelaar en een debietmeter en stel de gewenste gasstroom op de debietmeter (20-30 mL × min-1).
  6. Met regelmatige tussenpozen het metalen monster uit het gehard deel verwijderen en volg de instructies in stap 1.5gepresenteerd.
  7. Volg de instructies in de stappen 1.6 en 1.7gepresenteerd.

3. de corrosieproef van de statische onderdompeling met een Reflux koeler in de aanwezigheid van gasvormige Medium

  1. Voeg 200-300 mL van het onderzochte monster (bijvoorbeeldgeteste motorolie met een agressieve E100 brandstof) in de maatkolf van gehard.
  2. Hangen van een geslepen, gepolijste, ontvette en gewogen monster op de haak van de koeler. Smeren van de ingeslepen gewricht van de koeler met een Siliconenvet en monteren van de koeler in de kolf.
    Opmerking: De behandeling van het monster wordt uitgevoerd volgens de procedure in stap 1.2gepresenteerd.
  3. De frit verbinden met de buis voor de aanvoer van lucht met een drukvat via een drukregelaar en een debietmeter en stel de gewenste gasstroom (80 mL × min-1) op de debietmeter.
  4. Stel de temperatuur tot 80 ° C op de thermostaat voor kolf ontlaten en tot-40 ° C op de cryostaat aangesloten op de koeler.
  5. Na een passende periode (bijvoorbeeld14 dagen), het metalen monster uit het apparaat verwijderen en volg de instructies in stap 1.5gepresenteerd.
  6. Volg de instructies in de stappen 1.6 en 1.7gepresenteerd.

4. berekening van de corrosiesnelheid van gewicht verliezen

  1. Bereken de waarde van de corrosiesnelheid volgens vergelijkingen 1 en 2uit de corrosie verliezen verkregen volgens de methoden gepresenteerd in stappen 1-3.
    Equation 1(1)
    Equation 2(2)
    waar nPm is de corrosiesnelheid in g·m−2h−1, ρ is de dichtheid van de metaalachtig materiaal in g·cm−3, Δm is het gemiddelde gewichtsverlies in g, S is het oppervlak van de metalen materiaal in m2en T is de tijd (in uren) vanaf het begin van de test voor de verwijdering van de metalen plaat voor het meten.

5. beitsen van de corrosie produkten op het metaaloppervlak

  1. Augurk de gecorrodeerde monsters van zacht staal in een 10 pm %-oplossing van chelaton III bij 50 ° C gedurende 5 minuten. Verwijder vervolgens het monster uit de oplossing, schoon met een borstel onder stromend water, spoelen met aceton, droge en wegen. Na dat, het monster terug te zetten in de chelaton oplossing en herhaal de procedure totdat een constant gewicht wordt verkregen.
  2. Augurk de gecorrodeerde monsters uit messing, brons of koper in een 10 vol. %-oplossing van zwavelzuur onder stikstof doorgeven (Schakel opgeloste lucht zuurstof) voor 1 min. Verwijder vervolgens het monster uit de oplossing, schoon met een borstel onder stromend water, spoelen met aceton, droge en wegen. Na dat, het monster terug te zetten in de zure oplossing en herhaal de procedure totdat een constant gewicht wordt verkregen.

6. de elektrochemische metingen in de twee-Electrode-regeling

  1. Verwijderen van het elektrode-systeem van de meetcel, losschroeven van het aanpassen van het oppervlak van de elektroden volgens de procedure in stap 1.2 gepresenteerd (zonder gewicht) en vult u vervolgens het elektrode-systeem opnieuw.
  2. Vul de meetcel met 80 mL van het geteste vloeibare corrosie milieu en sluit het via het systeem van de elektrode. Zet de hele cel in een geaard kooi van Faraday. Sluit de galvanostat en de potentiostaat aan het elektrode-systeem zodat een elektrode van het systeem als een referentie-elektrode fungeert en de tweede elektrode als een werkende en een ondersteunende elektrode op hetzelfde moment fungeert.
  3. In de instrument software, stelt u de volgorde waarin de potentiële metingen van open stroomkring (OCP, stabilisatie van corrosie mogelijke in een open kring) en de elektrochemische impedantie spectroscopie (EIS) meting. De stabilisatie voor minstens 30 min om te minimaliseren van de mogelijke verandering uitvoeren.
  4. Verbinden zich ertoe de metingen van de EIS bij voldoende hoge amplitude volgens de geleidbaarheid van corrosie milieu (brandstof).
    Opmerking: Hoe lager de geleiding van de brandstof is, de hogere amplitude waarden nodig zijn. Voor brandstoffen die meer dan 80 vol. % ethanol bevatten, kiest u de amplitude-waarden in het bereik van 5-10 mV. Kies voor brandstoffen met ethanol in de range van 10 – 80 vol. %, de amplitude-waarden in het bereik van 10-50 mV. Voor brandstoffen die minder dan 10 vol. % ethanol bevatten, kiest u de amplitude-waarden in het bereik van 50-80 mV.
  5. Zich ertoe verbinden de impedantie metingen op een voldoende aantal frequenties (1 – 5 mHz) te evalueren van de lage- en hoge-frequentie ook delen van de spectra.
  6. De celconstante Ks voor elke elektrode bepalen door meting in n-heptaan, die een permittiviteit van ongeveer 1.92 volgens de volgende vergelijking heeft:
    Equation 3(3)
    waar is C de capaciteit die is verkregen uit het hoge-frequentie-deel van het spectrum van de impedantie gemeten in een vlakke elektrode-arrangement in het systeem van n-heptaan-metal, εr de relatieve permittiviteit van n-heptaan en ε0 is de relatieve permittiviteit van het vacuüm.
  7. Gebruik de verkregen celconstante voor de berekening van de brandstof permittiviteit ε en voor de herberekening van de soortelijke weerstand R volgens de volgende vergelijkingen:
    Equation 4(4)
    Equation 5(5)

7. de elektrochemische metingen in de drie-Electrode-regeling

  1. Aanpassen van het meetinstrument deel van de elektrode van de werken van de geteste metaalachtig materiaal volgens de procedure in stap 1.2 gepresenteerd (zonder gewicht) en schroef het op de elektrode-extensie.
  2. Vul de meetcel met 100 mL van het geteste vloeibare corrosie milieu en sluit deze met een dop waarmee de elektrode van de werken van het geteste materiaal en de ondersteunende elektrode van de platina-draad worden geleid. Draai de draad, dat wil zeggen, ondersteunende elektrode, gelijkmatig rond de elektrode werken. Door de toetreding van de kant van de cel, invoegen de referentie-elektrode met een brug zodat er zo dicht mogelijk bij de elektrode van de werken mogelijk.
    Opmerking: Elektroden kunnen niet elkaar raken.
  3. De cel invoegen in een geaard Faraday-cel en de elektroden via een kabelsysteem aansluit op de galvanostat en potentiostaat uitgerust met de juiste software.
  4. In de software van de gebruikte meetinstrumenten, stel de meten reeks met het meten van (i) de OCP voor een voldoende lange periode (minstens 60 min), (ii) de EIS in het bereik van ongeveer 1 MHz – 1 mHz bij een amplitude-waarde van 5 – 20 mV en (iii) de polarizati over kenmerken (Tafel scan) in de range van 200-500 mV op de corrosie-mogelijkheden.
  5. Bereken de stroomdichtheid jcorr volgens het Stern-Geary vergelijking:
    Equation 6(6)
    Equation 7(7)
    waar jcorr is de stroomdichtheid corrosie, been en bk zijn Tafel constanten en Rp is de weerstand van de polarisatie geschatte vanuit de metingen van de EIS. Bovendien, berekenen de momentane corrosiesnelheid van de materiële gewicht verliezen. Bepalen de materiële gewicht verliezen van de stroomdichtheid van Faraday´s recht als volgt:
    Equation 8(8)
    Equation 9(9)
    waar m = de massa van de stof in g; Ik is de huidige; t = de; A is de constante van de evenredigheid uitgeroepen tot de elektrochemische equivalent van de stof, gemeten in kg· C−1; F is de constante van Faraday (9.6485 × 104 C·mol−1); en z is het aantal elektronen die nodig zijn voor het uitsluiten van één molecuul. 22

8. berekening van de efficiëntie van corrosie remmers

  1. De verkregen waarden van polarisatie weerstand of corrosie tarief gebruiken voor het berekenen van de efficiëntie van de corrosie-inhibitoren volgens de volgende vergelijkingen:
    Equation 10(10)
    of
    Equation 11(11)
    waar Ef is de efficiëntie van corrosie remmers in %; Rik is de weerstand van de polarisatie van materiaal; nik is de corrosiesnelheid van materiaal in een metaal-brandstof systeem met de corrosieremmer; R0 is de polarisatie weerstand; n0 is de corrosiesnelheid in de metaal-brandstof systeem zonder de corrosie-inhibitor.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

De hierboven genoemde methoden werden gebruikt voor het meten van de gegevens van de corrosie van zacht staal (bestaande uit 0.16 pm % van C, 0.032 pm % van P, 0.028 pm % S en evenwicht F)22 in de omgeving van mengsels van ethanol-benzine (EGBs) met 10 en 85 vol. % ethanol (E10 en E85), respectievelijk. Voor de bereiding van deze EGBs, benzine voldoet aan de eisen van de EN 228 met 57,4 vol. % verzadigde koolwaterstoffen 13.9 vol. % van olefinen, 28.7 vol. % van aromatische koolwaterstoffen en 1 mgkg werd-1 van zwavel gebruikt. De agressiviteit van deze brandstoffen werd verhoogd door de toevoeging van water en het spoor hoeveelheid chloriden (3 mgkg-1), sulfaten (3 mgkg-1) en azijnzuur (50 mgkg-1). De E10-brandstof bevatte 0,5 vol. % van het water zodat geen scheiding waterige-ethanol en koolwaterstof fasen is opgetreden. De brandstof E85 besmet was met 6 vol. % water. 22 de geteste corrosieremmer bevatte octadecylamin en de concentratie van de Inhibitor van de omwenteling in brandstoffen 200 mgL--1. De verkregen gegevens worden weergegeven in tabel 1.

Het tijdsverloop van de statische en dynamische proeven is voorgesteld in Figuur 7 en figuur 8. De verslaafdheden van gewicht verliest gepresenteerd in deze cijfers zijn met betrekking tot de oppervlakte van het onderzochte monster van metalen. Deze gewicht verliezen kunnen worden herleid naar het verloop van de corrosiesnelheid volgens de procedure in stap 4gepresenteerd. Dit wordt weergegeven voor de verontreinigde E85 brandstof in Figuur 7 en figuur 8. Van beide cijfers is het duidelijk dat de perioden van 1200 h en 340 h voldoende waren om de stabilisatie van de milde staal-E10 (E85) brandstofsystemen voor statische en dynamische proeven, respectievelijk. Ook blijkt de efficiëntie van de corrosieremmer uit beide brandstoffen, als substantieel lagere materiaal verliezen werden waargenomen wanneer de Inhibitor van de omwenteling werd toegepast. De efficiëntie van de Inhibitor van de omwenteling, Zie tabel 1, werden berekend na het experiment en na het afbijten van het oppervlak van het monster in de oplossing van chelaton III, Zie stap 5.1. De verwijdering van de producten van oppervlakte corrosie door beitsen kan we verkrijgen van echte materiële schade die belangrijk voor de berekening van de efficiëntie van corrosie-inhibitoren zijn. Beitsen veroorzaakt een stijging van de echte corrosiesnelheid zoals gedocumenteerd door de resultaten gepresenteerd in tabel 1. Dit kan worden waargenomen met name voor de dynamische beproeving met de oplage van de corrosieve omgeving, waar het metaal-milieu-systeem veel meer wordt benadrukt en de materiële weerstand is sterk gedaald. Volgens de voorwaarden van de test en de corrosie-milieu, het metaal is gelijkmatig bedekt door een dikke laag van corrosie producten (Zie Figuur 9).

Sommige monsters van de corrosie-omgevingen kunnen niet worden getest door de dynamische proef vanwege hun hoge viscositeit. Dergelijke monsters (bijvoorbeeldmotorolie besmet met een onverbrande brandstof E100) kan worden getest door een statische test onder een koeler reflux bij hoge temperaturen (Zie stap 3). Tabel 2 presenteert de verkregen resultaten van de tarieven van de corrosie van zacht staal en twee monsters van messing die werden getest in de geoxideerde motorolie (kunstmatig leeftijd olie in een atmosfeer van de zuurstof op 650 kPa en 160 ° C) met een totale zuur aantal (TAN) 3,5 mg KOHg- 1 met 15 vol. % van een azeotropisch, agressieve E100 brandstof (die 6 vol. % water bevatten en traceren van de hoeveelheden contaminanten, zie de brandstof agressiviteit hierboven).

Tegenwoordig, elektrochemische methoden zoals elektrochemische impedantie, metingen van polarisatie kenmerken, corrosie potentieel, etc. hebben een groot potentieel en kunnen informeren niet alleen over de eigenschappen van omgevingen (permittiviteit, soortelijke weerstand), maar ook over de eigenschappen van de elektrode zoals polarisatie weerstand en de capaciteit van een dubbele-laag. Elektrochemische methoden hebben ook een groot belang voor de metingen in niet-waterige omgevingen. Als gevolg van lage geleidingsvermogen van niet-waterige omgevingen, kunnen geleidbaarheid zouten worden toegepast ter vermindering van de soortelijke weerstand en ter vergroting van de geleidbaarheid van een omgeving zodat elektrode eigenschappen (corrosie gegevens) kunnen ook worden gemeten. Echter geleidbaarheid zouten Wijzig niet vaak alleen de eigenschappen van corrosie omgevingen, maar zij kunnen ook negatieve effecten hebben op de corrosie van de verkregen gegevens, bijvoorbeeld, zij corrosieve of inhibitive eigenschappen kunnen hebben. Deze effecten kunnen worden vermeden door het uitvoeren van de metingen zonder deze zouten in speciale cellen met een aangepaste geometrie, Zie stap 6 en 7, zodat de afstanden tussen de elektroden zijn zo klein mogelijk.

Figuur 10 en figuur 11 Toon impedantie spectra gemeten in de twee-elektrode-regeling. De vorm van impedantie spectra is afhankelijk van de geleidbaarheid van een gebruikte omgeving (brandstof). Wanneer de geleiding van een omgeving is lage (benzine, EGBs met maximaal 10 vol. % ethanol) het spectrum bestaat uit slechts een halve cirkel (het deel van hoge-frequentie). Deze halve cirkel maakt het mogelijk om te evalueren van de eigenschappen die kenmerkend zijn voor de gebruikte omgeving (soortelijke weerstand, hoge-frequentie capaciteit voor de berekening van de permittiviteit). Het deel van de lagefrequentie-karakterisering van de elektrode eigenschappen ontbreekt volledig. Wanneer de geleiding van een milieu hoog genoeg is, bestaan de spectra van beide delen van hoge - en lage-frequentie die vormen twee relatief goed afgescheiden halve cirkels, Zie Figuur 11. Nogmaals, het hoogfrequent deel informeert over de eigenschappen van een omgeving, terwijl de lagefrequentie-capacitieve lus wordt geassocieerd met de reactie van een elektrische double layer op de fase parallel interface en polarisatie weerstand, die is de belangrijkste corrosie hoeveelheid en kenmerkt de momentane corrosiesnelheid. Het spectrum kan worden geëvalueerd volgens de gelijkwaardig circuit dat wordt weergegeven in Figuur 11. De resultaten van het gemeten en geëvalueerd voor zacht staal in een vlakke elektrode-regeling worden gepresenteerd in tabel 1.

De drie-elektrode-regeling laat ons toe om te meten de polarisatie kenmerken opgenomen in tabel 1 (dat wil zeggen, polarisatie weerstand, corrosie potentieel, corrosie stroomdichtheid en Tafel constanten van de kathodische en anodic delen van de Tafel polarisatie curve). Deze kenmerken kunnen worden gebruikt om te berekenen van de momentane corrosiesnelheid van Stern-Geary vergelijking, Zie stap 7.5. De meting van de polarisatie kenmerken is moeilijk, met name in omgevingen met lage geleidingsvermogen, als de gemeten gegevens aanzienlijk is geladen door een potentieel verlies (drop-iR ) dat is sterk afhankelijk van de soortelijke weerstand van een omgeving en de afstand van de arbeids- en referentie-elektroden. Dit potentiële verlies kan worden geminimaliseerd, geschat en afgetrokken van de gegevens van de polarisatie op basis van de impedantie spectroscopie uitgevoerd vóór de meting van de polarisatie curve of van de impedantie-spectroscopie na de meting van de polarisatie curve. De weerstand van de geëvalueerde polarisatie uit de vorige impedantie-spectrum is belangrijk voor de berekening van de corrosiesnelheid en de soortelijke weerstand voor de berekening van de daling van de iR . Figuur 12 presenteert de curve van de Tafel van zacht staal in de omgeving van de agressieve E85 brandstof zonder de Inhibitor van de omwenteling vóór en na de compensatie van de daling van de iR (blauw en rood, respectievelijk). Ook deze afbeelding ziet u het lineaire gebied van de kathode en anode onderdelen die worden gebruikt voor het verkrijgen van de coëfficiënten van de Tafel. Figuur 11 vergelijkt ook de curve van de Tafel van de zacht staal gemeten in de omgeving van de agressieve E85 brandstof met een amine gebaseerde remmer, waar de gehele curve verschoven meer naar kathode potentieel (op meer negatieve waarden) en lagere is huidige dichtheden die tot een lager tarief van de momentane corrosie van de zacht staal leiden.

Figure 1
Figuur 1: blootstelling van zacht staal in de agressieve E85 brandstof tijdens de statische test Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.

Figure 2
Figuur 2: schema van stroom laboratoriumapparatuur voor dynamisch testen: (1) oppervlakteharden silicon bad, frit voor luchttoevoer, (3) (4) luchtinlaat, (5) sample hanger, spiraal, (6) overloop voorverwarming in de opslag kolf (7) opslag kolf, (8) koeler, (9) cryostaat, (10) peristaltische pomp, (11) thermometer. Aangepast met toestemming van ref14. Copyright 2013. Faculteit van milieutechnologie, Universiteit voor scheikunde en technologie Praag. Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.

Figure 3
Figuur 3: regeling van apparatuur voor het testen van corrosie gevolgen van oliën voor bouwmaterialen in aanwezigheid van zuurstof bij constante temperatuur. (1, 2) koeling, (3) reflux, spiraal koeler met een gezamenlijke ingeslepen en een haak voor monster opknoping (4) thermometer, (5) de kolf met een ingeslepen gezamenlijke met monster, (6) thermostaat, (7) frit met de buis voor de levering van gas (lucht), (8) de zuurstoftoevoer, (9) monster met een hanger. 15 Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.

Figure 4
Figuur 4: Geometrie van een planaire rangschikking van het twee-elektrode met de afstand tussen de elektroden van ongeveer 1 mm en een celconstante van ongeveer 0.810-3 cm-1. Aangepast met toestemming van ref10. Copyright 2009. Faculteit van milieutechnologie, Universiteit voor scheikunde en technologie Praag. Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.

Figure 5
Figuur 5: geometrische opstelling van elektroden in de meetcel: (a) de verbinding voor het meten van de cel te potentiostaat, (b) werken elektrode (WE), referentie-elektrode (RE), counter (ondersteunende) elektrode (CE). Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.

Figure 6
Figuur 6: de bouw van de elektrode werken: (1) werken (meten) deel, (2) Teflon zegel met een Teflon tape, (3) uitbreiding voor aansluiting van de elektrode met een draad geïsoleerd op beide uiteinden door een glazen buis, (4) de moer voor het trekken van de elektrode en druk op de buis aan de werkende elektrode door middel van een zegel. Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.

Figure 7
Figuur 7: de tijdsevolutie van de corrosiesnelheid van zacht staal in de besmette E85 brandstof en corrosie verliezen van zacht staal in de besmette E10 en E85 brandstoffen voor de toevoeging van een corrosieremmer tijdens de statische test Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.

Figure 8
Figuur 8: de tijdsevolutie van de corrosiesnelheid van zacht staal in de besmette E85 brandstof en corrosie verliezen van zacht staal in de besmette E10 en E85 brandstoffen voor de toevoeging van een corrosieremmer tijdens de dynamische test Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.

Figure 9
Figuur 9: het oppervlak van zacht staal getest in de omgeving van de agressieve E85 brandstof zonder de corrosie-inhibitor (A, C) en met de Inhibitor van de omwenteling (B, D) tijdens de statische (A, B) en de dynamische proef (C, D). Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.

Figure 10
Figuur 10: impedantie spectrum gemeten in de besmette E10-brandstof voor zacht staal in een vlakke, twee-elektrode rangschikking na 30 min van blootstelling en het gelijkwaardig circuit gebruikt voor evaluatie (rechterbovenhoek). Rbrandstof is de weerstand van het milieu en CPEbrandstof is de ruimtelijke capaciteit van het milieu. Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.

Figure 11
Figuur 11: impedantie spectrum gemeten in de besmette E85 brandstof voor zacht staal in een vlakke, twee-elektrode rangschikking na 30 min van blootstelling en het gelijkwaardig circuit gebruikt voor evaluatie (rechterbovenhoek). Rbrandstof is de weerstand van het milieu, CPEbrandstof is de ruimtelijke capaciteit van het milieu, Rp is de weerstand van polarisatie en CPEdl is het verlies van de capaciteit van de dubbele laag. Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.

Figure 12
Figuur 12: polarisatie curven van zacht staal in de omgeving van de besmette E85 brandstof gemeten in een drie-elektrode arrangement. Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.

Methode Met de parameter E10 + 0,5% van de H2O E10 + 0,5% van de H2O + remmer E85 + 6% van de H2O E85 + 6% van de H2O + remmer
Statische test Corrosiesnelheid voordat beitsen (mm × jaar-1) 0.1 0,03 9.5 1.2
Corrosiesnelheid na beitsen (mm × jaar-1) 5.5 1,3 17,9 3.4
Remmer rendement (%) 76.3 80,7
Dynamische proef Corrosiesnelheid voordat beitsen (mm × jaar-1) 1 0,6 24,3 0.1
Corrosiesnelheid na beitsen (mm × jaar-1) 13,5 4,9 56,5 17,9
Remmer rendement (%) 63,4 68,4
Electrochemistry in een vlakke, twee-elektrode arrangement Soortelijke weerstand (kW × m) 6440 6180 2.83 2,79
Permittiviteit 2.9 3,0 21,8 21,5
Polarisatie weerstand - - 287,5 851.3
(kW × cm2)
Capaciteit van elektrische dubbellaagse (mF × cm-2) - - 20.4 8.1
Remmer rendement (%) - 66,3
Electrochemistry in een drie-elektrode-arrangement Polarisatie weerstand (kW × cm2) - - 20.4 49.6
Tafel bk (mV) - - 132,5 105
Tafel been (mV) - - 325,1 213.6
Corrosie potentiële (mV) - - -109.5 -165.1
Stroomdichtheid (mA × cm-2) - - 2 0.6
Momentane corrosiesnelheid (mm × jaar-1) - - 15,5 4.8
Remmer rendement (%) - 69.2

Tabel 1 : Corrosie gegevens van zacht staal en efficiëntie van een bepaald door vijf verschillende methoden remmer.

Materiaal Oorspronkelijke gewicht (g) Gewicht na beitsen (g) Voorbeeldgebied (m2) Corrosiesnelheid (μm × jaar-1)
Staal 7.8025 7.8012 0,001 2.5
Messing 1 11.8687 11.8619 0.0012 9,9
Messing 2 10.5686 10.5645 0.002 3.6

Tabel 2 : Corrosie tarieven (na beitsen) messing of stalen monsters blootgesteld in de omgeving van de motorolie besmet met een agressieve E 100 brandstof (15 vol. %) in 14 dagen van de statische test onder een koeler terugvloeiing.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Het basisprincipe van de dynamische proef en zowel statische tests is de evaluatie van gewicht verliezen van metalen monsters in metaal-corrosie milieu (brandstof) systemen afhankelijk van de tijd tot steady state is bereikt (dat wil zeggen, geen verdere gewichtsverlies optreedt). De corrosiesnelheid van het metaal in de omgeving van corrosie wordt berekend uit het verlies van het gewicht en tijd. Het voordeel van de langdurige statische corrosie test (stap 1) is de betrouwbaarheid van de verkregen resultaten, de eenvoud en de lage eisen op materiaal- en instrumentale. Aan de andere kant, is het een tijdrovende methode, als veel tijd nodig is om het bereiken van stabiele toestand van het metaal-brandstofsysteem te evalueren van de corrosie-tarieven.

Het belangrijkste voordeel van de gepresenteerde dynamische proef in vergelijking met de statische test is een aanzienlijke verkorting van de tijd van de meting tot steady-state in de metaal-brandstofsysteem. Het apparaat is zo ontworpen dat het is eenvoudig te bedienen en omgaan met de geteste materialen. De test kan worden uitgevoerd in een oxidatieve (lucht) of de sfeer van een inert (stikstof). Een ander voordeel is de mogelijkheid om te testen metaal-brandstof systemen op verschillende testomstandigheden (temperatuur, debiet van corrosie omgevingen en gasvormige media). Het apparaat staat ook, voor de voorspelling van brandstof veroudering, het testen van de kwaliteit van de brandstof of het testen van brandstof invloed op metalen en niet-metalen materialen. Metalen en omgevingen zijn getest op aanzienlijk strengere voorwaarden dan in vergelijking met de statische test. Het grootste nadeel van de methoden zijn hogere eisen op materiaal en instrumentale apparatuur en energieverbruik.

De statische test onder een reflux koeler (stap 3) zorgt voor het testen van materialen in een omgeving van viskeuze vloeistoffen (bijv. met een motor olie na het verstrijken van de houdbaarheid of besmet met biobrandstoffen) bij hoge temperaturen en in de aanwezigheid van een oxidatieve of een inerte atmosfeer. De nadelen zijn dezelfde als die voor de dynamische proef.

De gepresenteerde elektrochemische methoden kunnen informeren over de gang van de tijd van de corrosie-mogelijkheden, de momentane corrosie-tarieven, de processen die zich voordoen bij de metaal-milieu-interfaces, en ook over de eigenschappen van de transmissie van de corrosie omgevingen, zoals permittiviteit en milieu weerstand (geleidbaarheid). Deze methoden zijn relatief eenvoudige, snelle en betrouwbare en reproduceerbare resultaten opleveren. Aan de andere kant, hebben ze hogere eisen op instrumentale apparatuur (potentiostaat, galvanostat) die het mogelijk voor metingen in niet-waterige omgevingen maakt.

De gepresenteerde twee-elektrode elektrochemische systeem (stap 6) is zeer eenvoudig en eenvoudig te demonteren, waardoor voor de eenvoudige bediening van het oppervlak van de elektrode en de behandeling ervan door slijpen en polijsten voor metingen. Andere voordelen zijn het grote oppervlak van beide elektroden, dat voorziet in een nog verspreid de corrosie-dichtheid, en ook de kleine afstand tussen beide elektroden, die maakt het mogelijk metingen uit te voeren zelfs in minder geleidende omgevingen, zoals gasolines zonder basis elektrolyten. Het systeemontwerp voorziet in het meten van de eigenschappen van de elektrode voor de evaluatie van de tarieven van de momentane corrosie van metalen voorwerpen zelfs voor verontreinigde of geoxideerde E10 brandstoffen na langere blootstelling keer22,23. Bleek dat de belangrijkste beperkende factoren voor de corrosie gegevens metingen met behulp van EIS in een twee-elektrode-arrangement soortelijke weerstand van 4.7 MΩ·m en relatieve permittiviteit van brandstof van 2,6922,23 zijn.

Het voorgestelde drie-elektrode elektrochemische systeem (stap 7) maakt het mogelijk om te meten de polarisatie-kenmerken die niet kunnen worden gemeten in het twee-elektrode-systeem. Als gevolg van de geschikte cel geometrie is het mogelijk om te meten van de kenmerken van de polarisatie in minder geleidende, niet-waterige omgevingen zoals onbesmette EGBs met 40 vol. % ethanol22,23.

Om de gegevens verkregen uit de gepresenteerde methoden met elkaar te vergelijken, is het noodzakelijk om te houden van de verhouding van de vloeistof (brandstof) vs. metalen oppervlak, hetzelfde voor elke methode. Als dit niet het geval is, alleen de trends van de resultaten van de afzonderlijke methoden kunnen worden vergeleken met elkaar, zoals gepresenteerd in onze eerdere publicaties22,23, waar verschillende trends in de resultaten van elektrochemische methoden en statische tests) verschillende ratio's van metalen gebied en corrosieve voorbeeldomgeving) worden afhankelijk van de inhoud van de ethanol van de brandstof, de vervuiling en de graad van oxidatie (watergehalte, zure stoffen, peroxiden, etc.) vergeleken.

Voor alle gepresenteerde methoden is het nodig aandacht te besteden aan de behandeling van de metalen monsters. De behandeling van het monster moet altijd worden uitgevoerd op dezelfde wijze, anders metingen door een fout kunnen worden geladen. Het is van cruciaal belang om altijd gebruik maken van schuurpapier met de dezelfde korrelgrootte en de gebruikte sandpapers moeten wegwerp, dat wil zeggen, een stukje schuurpapier voor elk monster en de meting. Het oppervlak gelijkmatig moet worden aangepast, het kan niet bevatten oppervlak gebreken zoals krassen, putjes, enz.

Voor elektrochemische methoden is het belangrijk aandacht te besteden aan de elektroden tegen overloop, speciaal voor de werkende elektrode in een arrangement van drie-elektrode. Voor de elektrode van de werken is het ook belangrijk aandacht te besteden aan het contact tussen het werkende deel van de elektrode en de bijlage voor de bevestiging van potentiostaat. Elektroden moeten elkaar niet raken. Het is wenselijk dat de brug van de referentie-elektrode zo dicht mogelijk bij de werken-elektrode is. Het is wenselijk te gelijkmatig de auxiliary elektrode rond de elektrode werken zodat de stroomdichtheid ertussen gelijkmatig wordt verdeeld.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

De auteurs hebben niets te onthullen.

Acknowledgments

Dit onderzoek werd gefinancierd uit de institutionele steun voor de lange termijn conceptuele ontwikkeling van het onderzoek organisatie (ondernemingsnummer CZ60461373) geboden door het ministerie van onderwijs, jeugd en sport, de Tsjechische Republiek, de operationele Praag - concurrentievermogen (CZ.2.16/3.1.00/24501) en de "Nationale programma van duurzaamheid"-programma (Binengrenzen ik LO1613) MSMT-43760/2015).

Materials

Name Company Catalog Number Comments
sulfuric acid Penta s.r.o., Czech Republic 20450-11000 p.a. 96 %
CAS: 7664-93-9
http://www.pentachemicals.eu/
acetic acid Penta s.r.o., Czech Republic 20000-11000 p.a. 99 %
CAS: 64-19-7
http://www.pentachemicals.eu/
sodium sulphate anhydrous Penta s.r.o., Czech Republic 25770-31000 p.a. 99,9 %
CAS: 7757-82-6
http://www.pentachemicals.eu/
sodium chlorate Penta s.r.o., Czech Republic p.a. 99,9 %
CAS: 7681-52-9
http://www.pentachemicals.eu/
demineralized water -
ethanol Penta s.r.o., Czech Republic 71250-11000 p.a. 99 % 
CAS: 64-17-5
http://www.pentachemicals.eu/
gasoline fractions Ceská rafinerská a.s., Kralupy nad Vltavou, Czech Republic in 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)
Aceton Penta s.r.o., Czech Republic pure 99 %
Toluen Penta s.r.o., Czech Republic pure 99 %
Name Company Catalog Number Comments
Potenciostat/Galvanostat/ZRA
Reference 600 Gamry Instruments, USA https://www.gamry.com/
1250 Frequency Response Analyser Solarthrone
SI 1287 Elecrtochemical Interference Solarthrone
Name Company Catalog Number Comments
Software
Framework 5.68 Gamry Instruments, USA https://www.gamry.com/
Echem Analyst 5.68 Gamry Instruments, USA https://www.gamry.com/
Corrware 2.5b Scribner http://www.scribner.com/
CView 2.5b Scribner http://www.scribner.com/
Zview 3.2c Scribner http://www.scribner.com/
MS Excel 365 Microsoft
Name Company Catalog Number Comments
Grinder
Kompak 1031 MTH (Materials Testing Hrazdil)

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Revie, R. W., Uhlig, H. H. Corrosion and corrosion control: An Introduction to corrosion science and engineering, 4th edition. 4th edition, Wiley. Hoboken, USA. (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. European Union. 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. Meridian Corporation. Alexandria, VA. (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. CRC Press, Taylor Francis Group. Boca Raton, USA. (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. WO2009/015318A1 (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. WO2004/044094A1 (2003).
  13. Ochrana proti korozi. Inhibitory koroze kovů a slitin v neutrálních vodních prostředích. Laboratorní metody stanovení ochranné účinnosti (in Czech). Standard ČSN 03 8452 (038452) (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).
Metalen tegen corrosie en de efficiëntie van corrosie remmers in minder geleidende Media
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Matějovský, L., Macák, J., Pleyer, O., Staš, M. Metal Corrosion and the Efficiency of Corrosion Inhibitors in Less Conductive Media. J. Vis. Exp. (141), e57757, doi:10.3791/57757 (2018).More

Matějovský, L., Macák, J., Pleyer, O., Staš, M. Metal Corrosion and the Efficiency of Corrosion Inhibitors in Less Conductive Media. J. Vis. Exp. (141), e57757, doi:10.3791/57757 (2018).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter