Waiting
Login processing...

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

Environment

धातु जंग और कम प्रवाहकीय मीडिया में जंग अवरोधकों की दक्षता

Published: November 3, 2018 doi: 10.3791/57757

Summary

सामग्री जंग के साथ जुड़े प्रक्रियाओं का परीक्षण अक्सर गैर जलीय वातावरण में विशेष रूप से मुश्किल हो सकता है । यहां, हम अल्पकालिक और गैर के जंग व्यवहार की लंबी अवधि के परीक्षण के लिए विभिंन तरीकों वर्तमान ऐसे जैव ईंधन के रूप में जलीय वातावरण, विशेष रूप से युक्त लोगों को इथेनॉल ।

Abstract

सामग्री जंग कई अनुप्रयोगों में विभिन्न सामग्रियों के लिए एक सीमित कारक हो सकता है । इस प्रकार, यह बेहतर जंग प्रक्रियाओं को समझते हैं, उन्हें रोकने के लिए और उनके साथ जुड़े नुकसान को कम करने के लिए आवश्यक है. जंग प्रक्रियाओं का सबसे महत्वपूर्ण विशेषताओं में से एक जंग दर है । जंग दरों की माप अक्सर बहुत मुश्किल या भी असंभव है विशेष रूप से कम प्रवाहकीय, गैर जलीय वातावरण जैसे जैव ईंधन के रूप में । यहां, हम जंग दरों के निर्धारण और जैव ईंधन में विरोधी जंग संरक्षण की क्षमता के लिए पांच विभिंन तरीकों वर्तमान: (i) एक स्थिर परीक्षण, (ii) एक गतिशील परीक्षण, (iii) एक भाटा कूलर और विद्युत माप के साथ एक स्थिर परीक्षण (iv) में एक दो इलेक्ट्रोड व्यवस्था और (v) एक तीन इलेक्ट्रोड व्यवस्था में. स्थैतिक परीक्षण सामग्री और वाद्य यंत्रों पर अपनी कम मांग के कारण लाभप्रद है । गतिशील परीक्षण और अधिक गंभीर स्थिति में धातु सामग्री की जंग दरों के परीक्षण के लिए अनुमति देता है । एक भाटा कूलर के साथ स्थिर परीक्षण ऑक्सीकरण या एक निष्क्रिय वातावरण की उपस्थिति में उच्च तापमान पर उच्च चिपचिपापन (जैसे, इंजन तेलों) के साथ वातावरण में परीक्षण के लिए अनुमति देता है । विद्युत माप जंग प्रक्रियाओं पर एक अधिक व्यापक दृश्य प्रदान करते हैं । प्रस्तुत सेल geometries और व्यवस्था (दो इलेक्ट्रोड और तीन इलेक्ट्रोड प्रणाली) यह आधार इलेक्ट्रोलाइट्स कि परिणामों पर एक नकारात्मक प्रभाव हो सकता है और उन्हें लोड के बिना जैव ईंधन वातावरण में माप प्रदर्शन करने के लिए संभव बनाने माप त्रुटियां । प्रस्तुत तरीके यह एक पर्यावरण की जंग आक्रामकता, धातु सामग्री के संक्षारण प्रतिरोध, और प्रतिनिधि और reproducible परिणामों के साथ जंग अवरोधकों की दक्षता का अध्ययन करने के लिए संभव बनाते हैं । इन तरीकों का उपयोग कर प्राप्त परिणाम जंग की वजह से नुकसान को कम करने के लिए और अधिक विस्तार में जंग प्रक्रियाओं को समझने में मदद कर सकते हैं ।

Introduction

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

जंग दुनिया भर में महान सामग्री और आर्थिक क्षति का कारण बनता है । यह आंशिक या पूर्ण सामग्री विघटन के कारण काफी सामग्री नुकसान का कारण बनता है । स्पर्म कणों को अशुद्धियों के रूप में समझा जा सकता है; वे नकारात्मक आसपास के वातावरण या विभिंन उपकरणों की कार्यक्षमता की संरचना बदल सकते हैं । इसके अलावा, जंग सामग्री के नकारात्मक दृश्य परिवर्तन पैदा कर सकता है । इस प्रकार, जंग को रोकने और अपने संभावित जोखिम को कम करने के उपायों को विकसित करने के लिए अधिक विस्तार से जंग प्रक्रियाओं को समझने की जरूरत है1.

पर्यावरणीय मुद्दों और सीमित जीवाश्म ईंधन भंडार को ध्यान में रखते हुए, वहां वैकल्पिक ईंधन में एक बढ़ती हुई रुचि है, जो बीच में अक्षय स्रोतों से जैव ईंधन एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं । वहां विभिंन संभावित उपलब्ध जैव ईंधन की एक संख्या है, लेकिन बायोमास से उत्पादित इथेनॉल वर्तमान में प्रतिस्थापन (या के साथ सम्मिश्रण) पेट्रोल के लिए सबसे उपयुक्त विकल्प है । इथेनॉल के उपयोग के निर्देश 2009/28/यूरोपीय संघ2,3में चुनाव आयोग द्वारा विनियमित है ।

इथेनॉल (इथेनॉल) गैसोलीन के साथ तुलना में काफी अलग गुण है । यह अत्यधिक ध्रुवीय, प्रवाहकीय, पूर्ण रूप से जल से मिश्रणीय, आदि हैं. ये गुण इथेनॉल (और ईंधन भी इथेनॉल युक्त मिश्रणों)4जंग के मामले में आक्रामक बनाते हैं । कम इथेनॉल सामग्री के साथ ईंधन के लिए, पानी की छोटी मात्रा से संक्रमण हाइड्रोकार्बन चरण से पानी इथेनॉल चरण की जुदाई पैदा कर सकता है और यह अत्यधिक संक्षारक हो सकता है । निर्जल इथेनॉल ही कुछ कम नोबल धातुओं के लिए आक्रामक हो सकता है और कारण "सूखी जंग"5। मौजूदा कारों के साथ, जंग कुछ धातु भागों (विशेष रूप से तांबा, पीतल, एल्यूमीनियम या कार्बन इस्पात से) है कि ईंधन के साथ संपर्क में आने में हो सकता है । इसके अलावा, ध्रुवीय संदूषण (विशेष रूप से क्लोराइड) संदूषण के स्रोत के रूप में जंग में योगदान दे सकता है; ऑक्सीजन घुलनशीलता और ऑक्सीकरण प्रतिक्रियाओं (कि इथेनॉल में हो सकता है पेट्रोल मिश्रणों (EGBs) और अंलीय पदार्थों का एक स्रोत हो) भी एक महत्वपूर्ण भूमिका निभा सकते हैं6,7.

कैसे जंग से धातुओं की रक्षा के लिए पर संभावनाओं में से एक तथाकथित जंग अवरोधकों कि यह काफी नीचे (बाधित) जंग8प्रक्रियाओं को धीमा करने के लिए संभव बनाने का उपयोग है । जंग अवरोधकों के चयन संक्षारक पर्यावरण के प्रकार पर निर्भर करता है, जंग उत्तेजित करनेवालों की उपस्थिति, और विशेष रूप से एक दिया अवरोधक के तंत्र पर । वर्तमान में, कोई बहुमुखी डेटाबेस या उपलब्ध वर्गीकरण है कि जंग अवरोधकों में सरल अभिविन्यास सक्षम होता है ।

जंग वातावरण को जलीय या गैर जलीय में विभाजित किया जा सकता है, तीव्रता और इन वातावरण में जंग प्रक्रियाओं की प्रकृति के रूप में काफी अलग । गैर जलीय वातावरण के लिए, विद्युत जंग अलग रासायनिक प्रतिक्रियाओं के साथ जुड़ा हुआ है, विशिष्ट है, जबकि केवल विद्युत जंग (अन्य रासायनिक प्रतिक्रियाओं के बिना) जलीय वातावरण में होता है । इसके अलावा, विद्युत जंग अधिक जलीय वातावरण9में अधिक गहन है ।

गैर जलीय, तरल कार्बनिक वातावरण में, जंग प्रक्रियाओं कार्बनिक यौगिकों की ध्रुवीयता की डिग्री पर निर्भर करते हैं । यह धातु, जो विद्युत से जंग प्रक्रियाओं की विशेषताओं के परिवर्तन के साथ जुड़ा हुआ है द्वारा कुछ कार्यात्मक समूहों में हाइड्रोजन के प्रतिस्थापन के साथ जुड़ा हुआ है रासायनिक, जिसके लिए कम जंग दरों में विशिष्ट है विद्युत प्रक्रियाओं के साथ तुलना । गैर जलीय वातावरण आम तौर पर बिजली चालकता के कम मूल्य है9। कार्बनिक वातावरण में चालकता बढ़ाने के लिए, यह तथाकथित tetraalkylammonium tetrafluoroborates या perchlorates के रूप में समर्थन इलेक्ट्रोलाइट्स जोड़ने के लिए संभव है । दुर्भाग्य से, इन पदार्थों को बाधित गुण हो सकता है, या, इसके विपरीत, जंग10दरों में वृद्धि ।

वहां कम अवधि के लिए कई तरीके है और धातु सामग्री या जंग अवरोधकों, अर्थात् के साथ या बिना पर्यावरण संचलन, अर्थात्, स्थिर और गतिशील संक्षारण परीक्षण, क्रमशः की जंग दरों की लंबी अवधि के परीक्षण 11 , 12 , 13 , 14 , 15. दोनों तरीकों के लिए, धातु सामग्री की जंग दरों की गणना एक निश्चित समय अवधि में परीक्षण सामग्री के वजन घाटे पर आधारित है । हाल ही में, विद्युत तरीकों जंग अपने उच्च दक्षता और कम माप समय के कारण अध्ययन में और अधिक महत्वपूर्ण होते जा रहे हैं । इसके अलावा, वे अक्सर अधिक जानकारी और जंग प्रक्रियाओं पर एक अधिक व्यापक दृश्य प्रदान कर सकते हैं । सबसे अधिक इस्तेमाल किया तरीकों विद्युत प्रतिबाधा स्पेक्ट्रोस्कोपी (EIS), potentiodynamic ध्रुवीकरण और समय में जंग की क्षमता के स्थिरीकरण की माप कर रहे हैं (एक planar में, दो इलेक्ट्रोड या एक तीन इलेक्ट्रोड व्यवस्था में)16 ,१७,१८,१९,२०,२१,२२,२३.

यहाँ, हम एक पर्यावरण की जंग आक्रामकता के अल्पकालिक और दीर्घकालिक परीक्षण के लिए पांच तरीके, धातु सामग्री के संक्षारण प्रतिरोध और जंग अवरोधकों की दक्षता मौजूद है । तरीकों के सभी गैर जलीय वातावरण में माप के लिए अनुकूलित कर रहे है और EGBs पर प्रदर्शन कर रहे हैं । तरीके प्रतिनिधि और reproducible परिणाम प्राप्त करने के लिए अनुमति देते हैं, जो जंग को रोकने और जंग के नुकसान को कम करने के लिए और अधिक विस्तार में संक्षारण प्रक्रियाओं को समझने में मदद करता है ।

धातु में स्थिर विसर्जन जंग परीक्षण के लिए तरल सिस्टम, धातु में स्थिर जंग परीक्षण-तरल सिस्टम एक सरल एक २५० मिलीलीटर एक विश्लेषण नमूना फांसी के लिए हुक से सुसज्जित बोतल से मिलकर उपकरण में प्रदर्शन किया जा सकता है, 1 चित्रादेखें ।

तरल संचलन के साथ गतिशील जंग परीक्षण के लिए, धातु संक्षारण अवरोधों या तरल पदार्थ (ईंधन) की आक्रामकता के तरल माध्यम से चित्रा 2में प्रस्तुत के संचलन के साथ एक प्रवाह तंत्र में परीक्षण किया जा सकता है । प्रवाह तंत्र एक टेम्पर्ड हिस्सा और परीक्षण तरल के एक जलाशय के होते हैं । टेम्पर्ड भाग में, परीक्षण तरल हवा ऑक्सीजन की उपस्थिति में एक धातु के नमूने के साथ या एक निष्क्रिय वातावरण में संपर्क में है । गैस (हवा) की आपूर्ति कुप्पी के नीचे तक पहुँचने ट्यूब के साथ एक frit द्वारा सुनिश्चित किया जाता है । परीक्षण तरल के बारे में 400-500 मिलीलीटर युक्त तरल का जलाशय एक भाटा कूलर है कि वातावरण के साथ तंत्र के कनेक्शन के लिए अनुमति देता है के साथ जुड़ा हुआ है । कूलर में, तरल पदार्थ के सुखाया भाग में जमे हुए है-४० ° c । सिकुड़नेवाला पंप के बारे में ०.५ Lh के एक उपयुक्त दर पर तरल के पम्पिंग के लिए अनुमति देता है-1 रासायनिक स्थिर और निष्क्रिय सामग्री से एक बंद सर्किट के माध्यम से (जैसे, Teflon, Viton, Tygon) स्वभाव भाग में भंडारण भाग से, जो तरल का भंडारण भाग में ओवरफ़्लो के माध्यम से देता है ।

गैसीय माध्यम की उपस्थिति में एक भाटा कूलर के साथ स्थिर विसर्जन जंग परीक्षण के लिए, जंग अवरोधकों, धातु सामग्री या एक तरल वातावरण की आक्रामकता का प्रतिरोध चित्रा 3में प्रस्तुत तंत्र में परीक्षण किया जा सकता है । उपकरण दो भागों में शामिल हैं । पहला भाग एक दो गर्दन वाले, एक थर्मामीटर के साथ टेम्पर्ड ५०० मिलीलीटर कुप्पी के होते हैं । कुप्पी एक तरल वातावरण की पर्याप्त मात्रा में होता है । दूसरे भाग के होते है (i) एक जमीन के साथ एक तंग कनेक्शन प्राप्त करने के लिए संयुक्त कांच के साथ एक भाटा कूलर कुप्पी, (ii) धातु के नमूनों को रखने के लिए एक पिछलग्गू (iii) गैस के लिए एक ट्यूब के साथ एक frit (हवा) की कुप्पी के नीचे तक पहुंच आपूर्ति । तंत्र कूलर है कि तरल वाष्पीकरण से बचा जाता है के माध्यम से वातावरण से जुड़ा है ।

दो इलेक्ट्रोड व्यवस्था में विद्युत माप के लिए उपकरण चित्रा 4में प्रस्तुत किया है. इलेक्ट्रोड धातु चादरें से बना रहे हैं (3 x 4 cm, हल्के स्टील से), जो पूरी तरह से एक तरफ epoxide राल में एम्बेडेड हैं उन्हें आसपास के संक्षारक वातावरण से बचाने के लिए. दोनों इलेक्ट्रोड मैट्रिक्स के लिए इतना खराब है कि उन दोनों के बीच की दूरी के बारे में है 1 मिमी22

तीन इलेक्ट्रोड व्यवस्था में विद्युत माप काम करने से मिलकर बनता है, को मापने कक्ष में रखा संदर्भ और सहायक इलेक्ट्रोड ताकि इलेक्ट्रोड के बीच एक छोटी दूरी सुनिश्चित किया जाता है; चित्र 5देखें । संदर्भ इलेक्ट्रोड के रूप में, calomel या चांदी-क्लोराइड एक नमक पुल के साथ इलेक्ट्रोड के रूप में या तो (i) पोटेशियम नाइट्रेट का एक 3 molL-1समाधान (KNO3) या (ii) एक 1 molL-1समाधान में लिथियम क्लोराइड (LiCl) एथेनॉल का इस्तेमाल किया जा सकता है । एक प्लैटिनम तार, मेष या थाली सहायक इलेक्ट्रोड के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है । काम इलेक्ट्रोड के होते हैं (i) एक मापने भाग (एक पेंच धागे के साथ सामग्री का परीक्षण) और (ii) एक पेंच कुर्की जंग पर्यावरण से अलग, चित्रा 6देखें. इलेक्ट्रोड पर्याप्त रूप से एक विरोधी प्रवाह सील द्वारा पृथक किया जाना चाहिए.

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. धातु में स्थिर विसर्जन जंग परीक्षण-तरल सिस्टम

  1. धातु सामग्री या जंग अवरोधकों की दक्षता (यानी, आक्रामक EGB पानी से दूषित और क्लोराइड, सल्फेट और एसिटिक एसिड की मात्रा का पता लगाने की क्षमता के परीक्षण के लिए परीक्षण तरल जंग पर्यावरण के 150 मिलीलीटर जोड़ें) एक २५० मिलीलीटर की बोतल में एक विश्लेषण नमूना फांसी के लिए एक हुक से सुसज्जित (चित्रा 1) ।
  2. सैड (१२०० मेष) का उपयोग कर पीसने से धातु के नमूनों की सतह को समायोजित करें और चल रहे पानी के नीचे चमकाने ताकि सतह समान रूप से समायोजित हो । फिर, एसीटोन के बारे में 25 मिलीलीटर और इथेनॉल के बारे में 25 मिलीलीटर के साथ अच्छी तरह से नमूना सतह को चिकना, यह स्वतंत्र रूप से सूखी या लुगदी ऊतक का उपयोग कर, और चार दशमलव स्थानों की एक सटीकता के साथ एक विश्लेषणात्मक संतुलन पर नमूना वजन ।
    नोट: नमूना उपचार हमेशा एक ही तरीके से किया जाना चाहिए, अन्यथा माप एक त्रुटि के द्वारा लोड किया जा सकता है. यह हमेशा एक ही अनाज के आकार के साथ सैड का उपयोग करने के लिए महत्वपूर्ण है और इस्तेमाल किया सैड डिस्पोजेबल होना चाहिए, यानी, प्रत्येक नमूने और माप के लिए सैड का एक टुकड़ा. सतह समान रूप से समायोजित किया जाना चाहिए, यह खरोंच, गड्ढ़े, आदि जैसे किसी भी सतह दोषों को शामिल नहीं कर सकते
  3. सतह के उपचार के बाद, बोतल में तरल में धातु का नमूना लटका इतना है कि यह बोतल के तल पर झूठ नहीं है, चित्रा 1देखें । बंद बोतल काफी कसकर तरल वाष्पीकरण और हवा में प्रवेश को रोकने के लिए ।
  4. तरल/धातु की सतह के अनुपात के बारे में 10 सेमी3/1 सेमी2 न्यूनतम है ताकि परीक्षण तरल की मात्रा चुनें ।
  5. नियमित अंतराल पर, बोतल से धातु का नमूना निकालें, यह एसीटोन के बारे में 25 मिलीलीटर के साथ कुल्ला, और लुगदी ऊतक का उपयोग करने के लिए यह शुष्क और अतिरिक्त जंग उत्पादों की सतह परत को हटा दें । फिर, चार दशमलव स्थानों की शुद्धता के साथ एक विश्लेषणात्मक संतुलन पर नमूना तौलना । वजन के बाद, वापस बोतल में नमूना वापसी ।
    नोट: नमूने को हटाने और वजन के लिए अंतराल परीक्षण के दौरान नमूना सतह में परिवर्तन का एक दृश्य मूल्यांकन के आधार पर प्रत्येक परीक्षण नमूना के लिए व्यक्तिगत रूप से चुना जाना चाहिए. गहन सतह परिवर्तन स्वीकार्य होने पर छोटे अंतराल (उदा., 8 h या उससे कम) लागू किए जाने चाहिए और कम गहन या कोई सतह परिवर्तन दिखाई नहीं देने पर अंतराल (उदा., 24 h, ४८ h) हो सकते हैं । जब नमूनों के बीच तुलना की आवश्यकता होती है, तो परीक्षण अवधि समान होनी चाहिए ।
  6. धातु के नमूने के वजन से, दिए गए जोखिम समय के लिए नमूना सतह से संबंधित प्रयोग की शुरुआत से वजन घटाने की गणना । धातु में स्थिर राज्य के बाद तरल प्रणाली होती है (समय के साथ वजन घटाने में कोई वृद्धि नहीं मनाया गया है), प्रयोग समाप्त ।
  7. (पिकलिंग से पहले) चरण 4 में या चरण 5 में प्रस्तुत प्रक्रिया के अनुसार जंग दर की गणना (सतह जंग उत्पादों के पिकलिंग के बाद) ।
    नोट: जंग दरों की सतह जंग उत्पादों के पिकलिंग के बाद प्राप्त जंग अवरोधकों की क्षमता के मूल्यांकन के लिए उपयोग किया जाता है, अधिक जानकारी के लिए, प्रतिनिधि परिणामदेखें ।

2. तरल संचलन के साथ गतिशील जंग परीक्षण

  1. उपकरण के भंडारण भाग के चार गर्दन की कुप्पी में परीक्षण तरल जंग पर्यावरण के ५०० मिलीलीटर जोड़ें । एक सिलिकॉन तेल और फिक्स (मैं) एक भाटा कूलर के साथ कुप्पी के जमीन कांच जोड़ों चिकना, (२) एक थर्मामीटर, (३) एक पंप से जुड़ा एक सक्शन केशिका और (iv) चित्रा 2 के अनुसार कुप्पी के गर्दन पर टेम्पर्ड भाग से जुड़ा ओवरफ़्लो .
  2. कूलर से जुड़े cryostat को चालू करें और तापमान को-४० डिग्री सेल्सियस पर सेट करें । इथेनॉल के साथ बंद शीतलक सर्किट भरें ।
  3. तेल के लिए केशिका का प्रयोग करें टेम्पर्ड हिस्सा है, जो मापने सेल के नीचे के माध्यम से एक गरम ईंधन लाता है की कचौरी सर्पिल पंप से कनेक्ट करने के लिए । पंप पर मुड़ें और वांछित ईंधन प्रवाह की दर निर्धारित (५०० एमएल × एच-1) । टेम्पर्ड भाग के थर्मोस्टेट पर बारी और वांछित मूल्य (४० डिग्री सेल्सियस) के लिए तापमान निर्धारित किया है ।
  4. एक बार तड़का हिस्सा ईंधन से भर जाता है और ईंधन के प्रवाह को ओवरफ्लो भाग के माध्यम से भंडारण कुप्पी में वापस शुरू होता है, मापने सेल है कि दो एक जमीन कांच संयुक्त के माध्यम से जुड़े भागों के होते है और जमीन लटका, पॉलिश, चिकना और तौला नमूना ( हैंगर पर उचित अनुपात के साथ धातु शीट) ।
    नोट: नमूना उपचार चरण १.२में प्रस्तुत की गई कार्यविधि के अनुसार किया जाता है ।
  5. एक दबाव नियामक और एक flowmeter के माध्यम से एक दबाव पोत के साथ हवा की आपूर्ति के लिए ट्यूब के लिए frit कनेक्ट और flowmeter पर वांछित गैस प्रवाह दर निर्धारित (20-30 मिलीलीटर × मिन-1) ।
  6. नियमित अंतराल पर, टेम्पर्ड भाग से धातु का नमूना निकालें और चरण १.५में प्रस्तुत निर्देशों का पालन करें ।
  7. १.६ और १.७ चरणों में प्रस्तुत किए गए निर्देशों का पालन करें ।

3. गैसीय माध्यम की उपस्थिति में एक भाटा कूलर के साथ स्थिर विसर्जन जंग परीक्षण

  1. 200-300 मिलीलीटर का परीक्षण नमूना जोड़ें (उदाहरणके लिए, परीक्षण इंजन तेल एक आक्रामक E100 ईंधन युक्त) टेम्पर्ड कुप्पी में ।
  2. रुको एक जमीन, पॉलिश, चिकना और कूलर के हुक पर तौला नमूना । एक सिलिकॉन तेल के साथ कूलर के ग्राउंड ग्लास संयुक्त चिकना और कुप्पी में कूलर ठीक ।
    नोट: नमूना उपचार चरण १.२में प्रस्तुत की गई कार्यविधि के अनुसार किया जाता है ।
  3. एक दबाव नियामक और एक flowmeter के माध्यम से एक दबाव पोत के साथ हवा की आपूर्ति के लिए ट्यूब करने के लिए frit कनेक्ट और flowmeter पर वांछित गैस प्रवाह दर (८० एमएल × मिन-1) निर्धारित किया है ।
  4. कूलर से जुड़े cryostat पर ८० डिग्री सेल्सियस के लिए थर्मोस्टेट पर कुप्पी और-४० डिग्री सेल्सियस के लिए तापमान सेट करें ।
  5. एक उचित अवधि के बाद (जैसे, 14 दिन), उपकरण से धातु का नमूना निकालें और कदम १.५में प्रस्तुत निर्देशों का पालन करें ।
  6. १.६ और १.७ चरणों में प्रस्तुत किए गए निर्देशों का पालन करें ।

4. वजन घाटे से जंग दर की गणना

  1. जंग से 1-3 कदम में प्रस्तुत तरीकों के अनुसार प्राप्त नुकसान, समीकरण 1 और 2के अनुसार जंग दर के मूल्य की गणना ।
    Equation 11
    Equation 22
    कहां nPm g · m− 2· h− 1में संक्षारण दर है, दर्षाया में धातु सामग्री का घनत्व है g · cm− 3, Δm जी में औसत वजन कम है, एस धातु की सतह क्षेत्र है एम2में सामग्री, और टी माप के लिए धातु की थाली को हटाने के लिए परीक्षण की शुरुआत से समय (घंटे में) है ।

5. धातु की सतह पर जंग उत्पादों के पिकलिंग

  1. अचार 5 मिनट के लिए ५० डिग्री सेल्सियस पर chelaton III के 10 wt.% समाधान में हल्के स्टील के जीर्णशीर्ण नमूने । फिर, समाधान से नमूना निकालें, यह पानी चल रहा है, यह एसीटोन के साथ कुल्ला, सूखी और यह वजन के तहत एक ब्रश का उपयोग कर साफ । उसके बाद, नमूना वापस chelaton समाधान में डाल दिया है और एक निरंतर वजन प्राप्त किया है जब तक प्रक्रिया को दोहराने ।
  2. अचार में पीतल, पीतल या तांबे से जीर्णशीर्ण नमूनों को 10 vol.% नाइट्रोजन bubbling के तहत सल्फर एसिड का समाधान (हटाने के लिए एयर ऑक्सीजन भंग) 1 मिनट के लिए । फिर, समाधान से नमूना निकालें, यह पानी चल रहा है, यह एसीटोन के साथ कुल्ला, सूखी और यह वजन के तहत एक ब्रश का उपयोग कर साफ । उसके बाद, नमूना वापस एसिड समाधान में डाल दिया है और जब तक एक निरंतर वजन प्रक्रिया को दोहराने प्राप्त है ।

6. दो इलेक्ट्रोड व्यवस्था में विद्युत माप

  1. मापने सेल से इलेक्ट्रोड प्रणाली को हटा दें, यह पेंच, कदम १.२ (वजन के बिना) में प्रस्तुत की प्रक्रिया के अनुसार इलेक्ट्रोड की सतह को समायोजित करें और फिर इलेक्ट्रोड प्रणाली फिर से पूरा करें.
  2. परीक्षण तरल जंग पर्यावरण के ८० मिलीलीटर के साथ मापने सेल भरें और इलेक्ट्रोड प्रणाली के माध्यम से इसे बंद । पूरी सेल को एक पिसे हुए फैराडे पिंजरे में डाल दें । galvanostat और potentiostat इलेक्ट्रोड सिस्टम के लिए कनेक्ट करें ताकि एक इलेक्ट्रोड सिस्टम का एक संदर्भ इलेक्ट्रोड के रूप में कार्य करता है और दूसरा इलेक्ट्रोड एक कार्य और एक ही समय में एक सहायक इलेक्ट्रोड के रूप में कार्य करता है ।
  3. साधन सॉफ्टवेयर में, खुला सर्किट संभावित माप (OCP, एक खुले सर्किट में जंग क्षमता के स्थिरीकरण) और विद्युत प्रतिबाधा स्पेक्ट्रोस्कोपी (EIS) माप से युक्त अनुक्रम सेट. स्थिरीकरण क्षमता परिवर्तन को कम से कम 30 मिनट के लिए प्रदर्शन ।
  4. जंग पर्यावरण (ईंधन) की चालकता के अनुसार पर्याप्त रूप से उच्च आयाम पर EIS माप शुरू ।
    नोट: कम ईंधन चालकता है, उच्च आयाम मूल्यों की जरूरत है । इथेनॉल के ८० vol% से अधिक युक्त ईंधन के लिए, 5 की सीमा में आयाम मूल्यों-10 एमवी चुनें । 10 की सीमा में इथेनॉल से युक्त ईंधन के लिए-80 vol.%, 10 की सीमा में आयाम मूल्यों-50 एमवी चुनें । इथेनॉल के 10 से कम vol% से युक्त ईंधन के लिए, 50 की सीमा में आयाम मूल्यों-80 एमवी चुनें ।
  5. आवृत्तियों की एक पर्याप्त रेंज में प्रतिबाधा माप शुरू (1-5 मेगाहर्ट्ज) स्पेक्ट्रा के कम और भी उच्च आवृत्ति भागों का मूल्यांकन करने में सक्षम होने के लिए.
  6. प्रत्येक इलेक्ट्रोड के लिए n-हेप् में माप द्वारा सेल स्थिरांक Ks निर्धारित करें, जो निम्न समीकरण के अनुसार १.९२ के बारे में permittivity है:
    Equation 33
    जहां सी समाई प्रतिबाधा स्पेक्ट्रम के उच्च आवृत्ति भाग से प्राप्त की है n-हेप्-धातु प्रणाली में एक planar इलेक्ट्रोड व्यवस्था में मापा, εआर एन के रिश्तेदार permittivity-हेप्, और ε0 है निर्वात का रिश्तेदार permittivity है.
  7. प्राप्त सेल स्थिरांक का उपयोग ईंधन permittivity ε की गणना के लिए और प्रतिरोधकता R की पुनर्गणना के लिए निंन समीकरणों के अनुसार करें:
    Equation 44
    Equation 55

7. तीन इलेक्ट्रोड व्यवस्था में विद्युत माप

  1. १.२ कदम (वजन के बिना) में प्रस्तुत प्रक्रिया के अनुसार परीक्षण धातु सामग्री से काम इलेक्ट्रोड के मापने के भाग को समायोजित करें और इलेक्ट्रोड विस्तार पर यह पेंच.
  2. परीक्षण तरल जंग पर्यावरण के १०० मिलीलीटर के साथ मापने सेल भरें और यह एक टोपी के माध्यम से जो परीक्षण सामग्री से काम इलेक्ट्रोड और प्लैटिनम तार से सहायक इलेक्ट्रोड के नेतृत्व कर रहे हैं के साथ बंद करो । तार मोड़, यानी, सहायक इलेक्ट्रोड, समान रूप से काम कर इलेक्ट्रोड के आसपास. कक्ष के पक्ष प्रविष्टि के माध्यम से, एक पुल के साथ संदर्भ इलेक्ट्रोड डालें ताकि यह संभव के रूप में काम कर रहे इलेक्ट्रोड के करीब है.
    नोट: इलेक्ट्रोड एक दूसरे को छू नहीं सकते.
  3. एक आधार फैराडे सेल में सेल डालें और galvanostat और potentiostat उपयुक्त सॉफ्टवेयर से सुसज्जित करने के लिए एक केबल प्रणाली के माध्यम से इलेक्ट्रोड कनेक्ट.
  4. इस्तेमाल मापने उपकरणों के सॉफ्टवेयर में, माप अनुक्रम (i) एक पर्याप्त रूप से लंबे समय अवधि के लिए OCP (), (ii) EIS के बारे में 1 मेगाहर्ट्ज-1 मेगाहर्ट्ज की श्रेणी में एक आयाम के मान पर सेट करें 5 – 20 एमवी और (iii) polarizati विशेषताओं पर (टाफेल स्कैन) 200 की रेंज में-जंग क्षमता के लिए 500 एमवी ।
  5. कड़ी-Geary समीकरण के अनुसार वर्तमान घनत्व jcorr की गणना करें:
    Equation 66
    Equation 77
    जहां जंमूcorr जंग वर्तमान घनत्व है, बी और बीकश्मीर टाफेल लगातार कर रहे हैं, और आरपी ध्रुवीकरण EIS माप से अनुमानित प्रतिरोध है । इसके अलावा, सामग्री वजन घाटे से तात्कालिक जंग दर की गणना । फैराडे ´ एस कानून से वर्तमान घनत्व से सामग्री वजन घाटे का निर्धारण निंनानुसार है:
    Equation 88
    Equation 99
    जहां एम जी में पदार्थ का द्रव्यमान होता है; मैं वर्तमान है; टी समय है; एक समानता लगातार पदार्थ के समकक्ष विद्युत के रूप में निर्दिष्ट है, किलो में मापा · C− 1; F फैराडे स्थिरांक है (९.६४८५ × 104 ग · य मोल− 1); और जेड एक अणु को बाहर करने के लिए आवश्यक इलेक्ट्रॉनों की संख्या है । 22

8. संक्षारण अवरोधकों की दक्षता की गणना

  1. निम्नलिखित समीकरणों के अनुसार जंग अवरोधकों की दक्षता की गणना करने के लिए ध्रुवीकरण प्रतिरोध या जंग दर के प्राप्त मूल्यों का प्रयोग करें:
    Equation 1010
    या
    Equation 1111
    जहां एफ % में जंग अवरोधकों की क्षमता है; आरमैं सामग्री के ध्रुवीकरण प्रतिरोध है; nमैं एक धातु में माल की जंग दर-ईंधन जंग अवरोधक युक्त प्रणाली है; आर0 ध्रुवीकरण प्रतिरोध है; एन0 जंग अवरोधक बिना धातु ईंधन प्रणाली में जंग दर है ।

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

उपर्युक्त विधियों हल्के इस्पात के जंग डेटा को मापने के लिए इस्तेमाल किया गया (०.१६ wt से मिलकर । का% C, ०.०३२ wt.% of P, ०.०२८ wt.% S और शेष F) इथेनॉल के वातावरण में पेट्रोल मिश्रणों (EGBs) 10 और ८५ vol.% से युक्त इथेनॉल (E10 और E85), क्रमशः । इन EGBs की तैयारी के लिए, एन २२८ की आवश्यकताओं के अनुपालन में गैसोलीन संतृप्त हाइड्रोकार्बन के ५७.४ vol.%, १३.९ vol.% olefins, २८.७ vol.% खुशबूदार हाइड्रोकार्बन, और 1 mgkg-1 सल्फर का इस्तेमाल किया गया था । इन ईंधनों की बुद्धिमता में पानी के जोड़ और क्लोराइड की मात्रा का पता लगाने से वृद्धि हुई (३ mgkg-), सल्फेट (३ mgkg-) और एसिटिक अम्ल (५० mgkg-). E10 ईंधन जल का ०.५ vol.% निहित है कि कोई जलीय-इथेनॉल और हाइड्रोकार्बन चरणों के लिए जुदाई हुई । E85 ईंधन पानी की 6 vol.% से दूषित था । 22 परीक्षण जंग अवरोधक निहित octadecylamin और ईंधन में अवरोध करनेवाला की एकाग्रता २०० mgL-1था । प्राप्त डेटा तालिका 1में प्रस्तुत किया गया है ।

स्थिर और गतिशील परीक्षणों के समय पाठ्यक्रम चित्रा 7 और चित्रा 8में प्रस्तुत किया है । वजन की निर्भरता इन आंकड़ों में प्रस्तुत हारता परीक्षण धातु नमूने की सतह क्षेत्र से संबंधित हैं । ये वजन घाटे के चरण 4में प्रस्तुत की प्रक्रिया के अनुसार जंग दर के पाठ्यक्रम के लिए पुनर्परिकलित किया जा सकता है । यह आंकड़ा 7 और चित्रा 8में दूषित E85 फ्यूल के लिए दिखाया गया है । दोनों आंकड़ों से, यह स्पष्ट है कि १२०० एच और ३४० एच की समय अवधि पर्याप्त स्थिर और गतिशील परीक्षणों के लिए हल्के इस्पात-E10 (E85) ईंधन प्रणालियों के स्थिरीकरण को प्राप्त करने के लिए पर्याप्त थे, क्रमशः । इसके अलावा, जंग अवरोध करनेवाला की क्षमता दोनों ईंधन में स्पष्ट है, के रूप में काफी कम सामग्री नुकसान जब अवरोधक लागू किया गया था मनाया गया । अवरोधक क्षमता, देखें तालिका 1, प्रयोग के बाद और chelaton III के समाधान में नमूना सतह के पिकलिंग के बाद परिकलित किए गए थे, चरण ५.१देखें । पिकलिंग द्वारा सतह जंग उत्पादों को हटाने हमें असली सामग्री घाटा है कि जंग अवरोधकों की क्षमता की गणना के लिए महत्वपूर्ण है प्राप्त करने के लिए सक्षम बनाता है । पिकलिंग 1 तालिका में प्रस्तुत परिणामों के द्वारा प्रलेखित के रूप में असली जंग दर की वृद्धि का कारण बनता है । यह विशेष रूप से संक्षारक पर्यावरण के संचलन के साथ गतिशील परीक्षण के लिए देखा जा सकता है, जहां धातु-पर्यावरण प्रणाली और अधिक बल दिया है और सामग्री प्रतिरोध काफी कम है । परीक्षण और जंग पर्यावरण की शर्तों के अनुसार, धातु समान रूप से जंग उत्पादों की एक मोटी परत द्वारा लेपित है, चित्र 9देखें ।

जंग के वातावरण के कुछ नमूने गतिशील उनके उच्च चिपचिपापन के कारण परीक्षण द्वारा परीक्षण नहीं किया जा सकता है । इस तरह के नमूनों (जैसे, इंजन तेल एक unburn्ड E100 ईंधन के साथ दूषित) ऊंचा तापमान पर एक भाटा कूलर के तहत एक स्थिर परीक्षण द्वारा परीक्षण किया जा सकता है, चरण 3देखें । सारणी 2 हल्के स्टील और पीतल के दो नमूने है कि ऑक्सीकरण इंजन के तेल में परीक्षण किया गया (कृत्रिम रूप से ६५० केपीए और १६० डिग्री सेल्सियस पर एक ऑक्सीजन वातावरण में तेल की आयु) कुल अम्ल संख्या (टैन) के साथ ३.५ मिलीग्राम KOHg की जंग दरों के प्राप्त परिणाम प्रस्तुत करता है- 1 जिसमें 15 vol.% एक azeotropic की, आक्रामक E100 ईंधन (पानी की 6 vol.% और संदूषणों की मात्रा का पता लगाने, ऊपर ईंधन आक्रामकता देखें) ।

आजकल, विद्युत प्रतिबाधा की तरह विद्युत तरीकों, ध्रुवीकरण विशेषताओं की माप, संक्षारण क्षमता, आदि एक महान क्षमता है और एक न केवल वातावरण के गुणों के बारे में सूचित कर सकते हैं (permittivity, प्रतिरोधकता), लेकिन यह भी ऐसे ध्रुवीकरण प्रतिरोध और एक डबल परत की क्षमता के रूप में इलेक्ट्रोड गुण के बारे में । इसके अलावा, विद्युत तरीकों गैर जलीय वातावरण में माप के लिए एक बहुत महत्व है । गैर जलीय वातावरण की कम चालकता के कारण, चालकता लवण प्रतिरोधकता को कम करने के लिए लागू किया जा सकता है और इतना है कि इलेक्ट्रोड गुण (संक्षारण डेटा) भी मापा जा सकता है एक पर्यावरण की चालकता में वृद्धि । हालांकि, चालकता लवण अक्सर ही जंग के वातावरण के गुणों को बदल नहीं है, लेकिन वे भी प्राप्त संक्षारण डेटा पर नकारात्मक प्रभाव हो सकता है, जैसे, वे संक्षारक या अवरोधक गुण हो सकता है । इन प्रभावों को एक संशोधित ज्यामिति के साथ विशेष कोशिकाओं में इन लवण बिना माप प्रदर्शन से बचा जा सकता है, चरण 6 और 7देखें, ताकि इलेक्ट्रोड के बीच की दूरी के रूप में संभव के रूप में छोटे हैं ।

चित्रा 10 और चित्रा 11 शो प्रतिबाधा स्पेक्ट्रा दो इलेक्ट्रोड व्यवस्था में मापा. प्रतिबाधा स्पेक्ट्रा का आकार एक इस्तेमाल पर्यावरण (ईंधन) की चालकता पर निर्भर है. जब एक पर्यावरण की चालकता कम है (गैसोलीन, EGBs से युक्त 10 vol.% इथेनॉल का) स्पेक्ट्रम केवल एक आधा सर्कल (उच्च आवृत्ति भाग) के होते हैं । यह आधा सर्कल यह गुण है कि इस्तेमाल किया पर्यावरण केवल (प्रतिरोधकता, permittivity की गणना के लिए उच्च आवृत्ति क्षमता) की विशेषता का मूल्यांकन करने के लिए संभव बनाता है । इलेक्ट्रोड गुण निस्र्पक कम आवृत्ति भाग पूरी तरह से अनुपलब्ध है । जब एक पर्यावरण की चालकता काफी उच्च है, स्पेक्ट्रा दोनों उच्च और कम आवृत्ति भागों से मिलकर बनता है कि दो अपेक्षाकृत अच्छी तरह से अलग आधे हलकों फार्म, 11 चित्रदेखें । फिर, उच्च आवृत्ति भाग एक वातावरण के गुणों के बारे में बताते हैं, जबकि कम आवृत्ति समाई पाश चरण इंटरफेस और समानांतर ध्रुवीकरण प्रतिरोध है, जो है पर एक बिजली की डबल परत की प्रतिक्रिया के साथ जुड़ा हुआ है मुख्य जंग मात्रा और तात्कालिक जंग दर की विशेषता है । स्पेक्ट्रम के बराबर सर्किट है कि चित्रा 11में प्रस्तुत किया है के अनुसार मूल्यांकन किया जा सकता है । एक planar इलेक्ट्रोड व्यवस्था में हल्के स्टील के लिए मापा और मूल्यांकन परिणाम तालिका 1में प्रस्तुत कर रहे हैं.

तीन इलेक्ट्रोड व्यवस्था हमें ध्रुवीकरण तालिका 1 में प्रस्तुत विशेषताओं को मापने के लिए सक्षम बनाताहै (यानी, ध्रुवीकरण प्रतिरोध, संक्षारण क्षमता, जंग वर्तमान घनत्व और कैथोडिक के टाफेल स्थिरांक और टाफेल ध्रुवीकरण वक्र के anodic भागों) । इन विशेषताओं स्टर्न-Geary समीकरण से तात्कालिक जंग दर की गणना करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है, कदम ७.५देखें । ध्रुवीकरण विशेषताओं की माप मुश्किल है, विशेष रूप से कम चालकता के साथ वातावरण में, के रूप में मापा डेटा काफी एक संभावित नुकसान (iR ड्रॉप) है कि दृढ़ता से एक के प्रतिरोधकता पर निर्भर है द्वारा भरी हुई है पर्यावरण और काम और संदर्भ इलेक्ट्रोड की दूरी. इस संभावित नुकसान को कम किया जा सकता है, अनुमानित और ध्रुवीकरण की माप से पहले ध्रुवीकरण वक्र या प्रतिबाधा स्पेक्ट्रोस्कोपी से ध्रुवीकरण की माप के बाद प्रदर्शन किया स्पेक्ट्रोस्कोपी के आधार पर ध्रुवीकरण डेटा से घटाया वक्र. पिछले प्रतिबाधा स्पेक्ट्रम से मूल्यांकन ध्रुवीकरण प्रतिरोध जंग दर और आईआर ड्रॉप की गणना के लिए प्रतिरोधकता की गणना के लिए महत्वपूर्ण है. चित्रा 12 पहले और बाद आईआर ड्रॉप मुआवजा (नीले और लाल, क्रमशः) अवरोधक के बिना आक्रामक E85 ईंधन के वातावरण में हल्के स्टील के टाफेल वक्र प्रस्तुत करता है । साथ ही, यह आंकड़ा टाफेल गुणांक प्राप्त करने के लिए उपयोग किया जाता है जो कैथोड और anode भागों के रेखीय क्षेत्रों को दिखाता है । चित्रा 11 भी आक्रामक E85 एक अमीन आधारित अवरोध करनेवाला है, जहां पूरे वक्र अधिक कैथोड क्षमता (अधिक नकारात्मक मूल्यों के लिए) और कम की ओर स्थानांतरित कर रहा है युक्त ईंधन के वातावरण में मापा हल्के इस्पात के टाफेल वक्र तुलना वर्तमान घनत्व कि हल्के इस्पात की एक कम तात्कालिक जंग दर का नेतृत्व ।

Figure 1
चित्रा 1: स्थिर परीक्षण के दौरान आक्रामक E85 ईंधन में हल्के इस्पात के जोखिम । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Figure 2
चित्रा 2: गतिशील परीक्षण के लिए प्रयोगशाला प्रवाह तंत्र की योजना: (1) तड़के सिलिकॉन स्नान, वायु आपूर्ति के लिए frit, (३) कचौरी सर्पिल, (४) एयर प्रवेश, (५) नमूना हैंगर, (६) ओवरफ्लो होकर संग्रहण कुप्पी में, (७) भण्डारण कुप्पी, (८) कूलर, (९) cryostat, (१०) सिकुड़नेवाला पंप, (11) थर्मामीटर । रेफरी14से अनुमति के साथ अनुकूलित । कॉपीराइट २०१३ । पर्यावरण प्रौद्योगिकी, रसायन विज्ञान और प्रौद्योगिकी विश्वविद्यालय प्राग के संकाय । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Figure 3
चित्रा 3: लगातार तापमान पर ऑक्सीजन की उपस्थिति में निर्माण सामग्री पर तेल की जंग प्रभाव के परीक्षण के लिए तंत्र की योजना है । (1, 2) ठंडा, (3) भाटा, एक जमीन के गिलास संयुक्त और नमूना फांसी के लिए एक हुक (4) थर्मामीटर के साथ सर्पिल कूलर, (5) एक जमीन ग्लास नमूना युक्त संयुक्त के साथ कुप्पी, (6) थर्मोस्टेट, (7) गैस के लिए ट्यूब के साथ frit (वायु) आपूर्ति, (8) ऑक्सीजन की आपूर्ति, (9) एक साथ नमूना पिछलग्गू । 15 कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें ।

Figure 4
चित्रा 4: के बारे में 1 मिमी के इलेक्ट्रोड की दूरी और ०.८१०-3 सेमी-1के बारे में एक सेल स्थिरांक के साथ एक planar दो इलेक्ट्रोड व्यवस्था की ज्यामिति. 10रेफरी से अनुमति के साथ अनुकूलित । कॉपीराइट २००९ । पर्यावरण प्रौद्योगिकी, रसायन विज्ञान और प्रौद्योगिकी विश्वविद्यालय प्राग के संकाय । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Figure 5
चित्रा 5: मापने कक्ष में इलेक्ट्रोड की ज्यामितीय व्यवस्था: (a) potentiostat करने के लिए मापने कक्ष का कनेक्शन, (b) कार्य इलेक्ट्रोड (हम), संदर्भ इलेक्ट्रोड (RE), काउंटर (सहायक) इलेक्ट्रोड (CE). कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Figure 6
चित्रा 6: काम इलेक्ट्रोड के निर्माण: (1) काम (मापने) भाग, (2) एक Teflon टेप के साथ Teflon मुहर, (3) एक ग्लास ट्यूब द्वारा दोनों सिरों पर अलग एक धागे के साथ इलेक्ट्रोड के कनेक्शन के लिए विस्तार, (4) इलेक्ट्रोड खींच और दबाने के लिए अखरोट एक सील के माध्यम से काम इलेक्ट्रोड के लिए ट्यूब. कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Figure 7
चित्रा 7: प्रदूषित E85 ईंधन और स्थिर परीक्षण के दौरान एक जंग अवरोध करनेवाला के अलावा से पहले दूषित E10 और E85 ईंधन में हल्के इस्पात की जंग घाटे में हल्के इस्पात की जंग दर के समय विकास । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Figure 8
चित्रा 8: गतिशील परीक्षण के दौरान एक जंग अवरोध करनेवाला के अलावा से पहले दूषित E85 ईंधन और दूषित E10 और E85 ईंधन में हल्के इस्पात की जंग घाटे में हल्के इस्पात की जंग दर के समय विकास । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Figure 9
चित्रा 9: जंग अवरोध करनेवाला के बिना आक्रामक E85 ईंधन के वातावरण में परीक्षण हल्के इस्पात की सतह (ए, सी) और अवरोध करनेवाला के साथ (b, d) स्थैतिक के दौरान (a, b) और गतिशील परीक्षण (c, d). कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Figure 10
चित्रा 10: प्रतिबाधा स्पेक्ट्रम एक planar में हल्के स्टील के लिए प्रदूषित E10 ईंधन में मापा, दो इलेक्ट्रोड की व्यवस्था के बाद 30 जोखिम के मिनट और बराबर सर्किट मूल्यांकन के लिए इस्तेमाल किया (दाएँ ऊपरी कोने). आरईंधन पर्यावरण और सीपीईईंधन के प्रतिरोध है पर्यावरण के स्थानिक समाई है । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Figure 11
चित्रा 11: प्रतिबाधा स्पेक्ट्रम एक planar में हल्के स्टील के लिए प्रदूषित E85 ईंधन में मापा, दो इलेक्ट्रोड व्यवस्था जोखिम के 30 मिनट के बाद और बराबर सर्किट मूल्यांकन के लिए इस्तेमाल किया (सही ऊपरी कोने). आरईंधन पर्यावरण के प्रतिरोध है, सीपीई ईंधन पर्यावरण के स्थानिक समाई है, आरपी ध्रुवीकरण प्रतिरोध है और सीपीईडीएल डबल की समाई हानि है परत. कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Figure 12
चित्रा 12: एक तीन इलेक्ट्रोड व्यवस्था में मापा दूषित E85 ईंधन के वातावरण में हल्के स्टील के ध्रुवीकरण घटता. कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

विधि पैरामीटर E10 + ०.५% ज2 E10 + 0, 5% ज2ओ + अवरोधक E85 + 6% ज2 E85 + 6% ज2ओ + अवरोधक
स्थैतिक परीक्षण पिकलिंग से पहले जंग दर (मिमी × वर्ष-1) ०.१ 0, 03 ९.५ १.२
पिकलिंग के बाद संक्षारण दर (मिमी × वर्ष-1) ५.५ 1, 3 १७.९ ३.४
अवरोध करनेवाला क्षमता (%) ७६.३ ८०.७
डायनेमिक परीक्षण पिकलिंग से पहले जंग दर (मिमी × वर्ष-1) 1 0, 6 २४.३ ०.१
पिकलिंग के बाद संक्षारण दर (मिमी × वर्ष-1) १३.५ 4, 9 ५६.५ १७.९
अवरोध करनेवाला क्षमता (%) ६३.४ ६८.४
एक planar में Electrochemistry, दो इलेक्ट्रोड व्यवस्था प्रतिरोधकता (किलोवाट × मी) ६४४० ६१८० २.८३ २.७९
Permittivity २.९ 3, 0 २१.८ २१.५
ध्रुवीकरण प्रतिरोध - - २८७.५ ८५१.३
(किलोवाट × cm2)
बिजली की डबल परत की क्षमता (mF × cm-2) - - २०.४ ८.१
अवरोध करनेवाला क्षमता (%) - ६६.३
एक तीन इलेक्ट्रोड व्यवस्था में Electrochemistry ध्रुवीकरण प्रतिरोध (किलोवाट × cm2) - - २०.४ ४९.६
टाफेल bk (एमवी) - - १३२.५ १०५
टाफेल बी (एमवी) - - ३२५.१ २१३.६
जंग संभावित (एमवी) - - -१०९.५ -१६५.१
वर्तमान घनत्व (mA × cm-2) - - 2 ०.६
तात्कालिक जंग दर (मिमी × वर्ष-1) - - १५.५ ४.८
अवरोध करनेवाला क्षमता (%) - ६९.२

सारणी 1 : एक अवरोध करनेवाला के हल्के स्टील और दक्षता के संक्षारण डेटा पांच विभिन्न तरीकों से निर्धारित है.

सामग्री प्रारंभिक वजन (g) वजन के बाद पिकलिंग (g) नमूना क्षेत्र (एम2) संक्षारण दर (माइक्रोन × वर्ष-1)
स्टील ७.८०२५ ७.८०१२ ०.००१ २.५
पीतल 1 ११.८६८७ ११.८६१९ ०.००१२ ९.९
पीतल 2 १०.५६८६ १०.५६४५ ०.००२ ३.६

सारणी 2 : जंग दरें (पिकलिंग के बाद) पीतल और इस्पात के नमूने एक आक्रामक ई के साथ प्रदूषित इंजन के तेल के वातावरण में उजागर १०० एक भाटा कूलर के तहत स्थिर परीक्षण के 14 दिनों के भीतर ईंधन (15 vol.%)

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

गतिशील परीक्षण के बुनियादी सिद्धांत और दोनों स्थिर परीक्षणों धातु के नमूनों के वजन घाटे का मूल्यांकन-जंग पर्यावरण (ईंधन) सिस्टम समय के आधार पर स्थिर राज्य प्राप्त होता है (यानी, कोई आगे वजन घटाने होता है) । जंग के वातावरण में धातु की जंग दर वजन घटाने और समय से गणना की है । दीर्घकालिक स्थैतिक जंग परीक्षण (चरण 1) का लाभ प्राप्त परिणामों की विश्वसनीयता है, सादगी और सामग्री और वाद्य यंत्रों पर कम आवश्यकताओं । दूसरी ओर, यह एक समय लेने वाली विधि है, जितना समय के लिए धातु ईंधन प्रणाली की जंग दरों का मूल्यांकन स्थिर राज्य को प्राप्त करने की जरूरत है ।

स्थैतिक परीक्षण के साथ तुलना में प्रस्तुत गतिशील परीक्षण का मुख्य लाभ माप समय की एक महत्वपूर्ण छोटा करने के लिए धातु ईंधन प्रणाली में स्थिर राज्य को प्राप्त है । उपकरण इतना है कि यह संचालित करने के लिए सरल है और परीक्षण सामग्री के साथ संभाल बनाया गया है । परीक्षण एक ऑक्सीडेटिव (हवा) या एक निष्क्रिय (नाइट्रोजन) वातावरण में किया जा सकता है । एक अंय लाभ के लिए धातु परीक्षण की संभावना है-विभिंन परीक्षण की स्थिति में ईंधन प्रणालियों (तापमान, जंग वातावरण और गैसीय मीडिया के flowrate) । इसके अलावा, उपकरण ईंधन उंर बढ़ने की भविष्यवाणी के लिए अनुमति देता है, ईंधन की गुणवत्ता या धातु और गैर धातु सामग्री पर ईंधन के प्रभाव के परीक्षण के परीक्षण । धातु और वातावरण स्थिर परीक्षण के साथ तुलना में काफी अधिक गंभीर स्थिति में परीक्षण कर रहे हैं । तरीकों की मुख्य नुकसान सामग्री और वाद्य यंत्र और ऊर्जा की खपत पर उच्च मांग कर रहे हैं ।

एक भाटा कूलर के तहत स्थिर परीक्षण (चरण 3) चिपचिपा तरल पदार्थ के एक वातावरण में सामग्री के परीक्षण के लिए अनुमति देता है (जैसे, अपने शेल्फ जीवन की समाप्ति के बाद एक इंजन तेल या जैव ईंधन के साथ प्रदूषित) ऊंचा तापमान पर और में एक ऑक्सीडेटिव या एक निष्क्रिय वातावरण की उपस्थिति । नुकसान गतिशील परीक्षण के लिए उन के रूप में समान हैं ।

प्रस्तुत विद्युत तरीके जंग संभावितों, तात्कालिक जंग दरों के समय पाठ्यक्रम के बारे में एक को सूचित कर सकते हैं, धातु पर होने वाली प्रक्रियाओं-पर्यावरण इंटरफेस और भी जंग के संचरण संपत्तियों के बारे में ऐसे permittivity और पर्यावरण प्रतिरोध (चालकता) के रूप में वातावरण, । इन तरीकों अपेक्षाकृत सरल कर रहे हैं, तेजी से और विश्वसनीय और reproducible परिणाम दे । दूसरी ओर, वे सहायक उपकरण (potentiostat, galvanostat) है कि गैर में माप के लिए अनुमति देता है जलीय वातावरण पर उच्च मांग है ।

प्रस्तुत दो इलेक्ट्रोड विद्युत प्रणाली ( 6कदम ) बहुत ही सरल और आसानी से उतारा जा रहा है, जो माप से पहले पीसने और चमकाने के द्वारा इलेक्ट्रोड सतह और उसके उपचार के आसान नियंत्रण के लिए अनुमति देता है । अंय लाभ दोनों इलेक्ट्रोड, जो जंग घनत्व के एक भी प्रसार के लिए अनुमति देता है की बड़ी सतह हैं, और भी दोनों इलेक्ट्रोड के बीच छोटी दूरी है, जो इसे कम प्रवाहकीय वातावरण में भी माप प्रदर्शन करने के लिए संभव बनाता है, जैसे आधार इलेक्ट्रोलाइट्स के बिना गैसोलीन । सिस्टम डिजाइन भी दूषित या ऑक्सीकरण E10 ईंधन अब जोखिम बार22,23के बाद के लिए धातु सामग्री की तात्कालिक जंग दरों के मूल्यांकन के लिए इलेक्ट्रोड गुणों की माप के लिए अनुमति देता है । यह पाया गया कि एक दो इलेक्ट्रोड व्यवस्था में EIS का उपयोग कर जंग डेटा माप के लिए मुख्य सीमित कारकों ४.७ MΩ · m और २.६९22,23के ईंधन के सापेक्ष permittivity के प्रतिरोधकता हैं ।

प्रस्तुत तीन इलेक्ट्रोड विद्युत प्रणाली (चरण 7) यह ध्रुवीकरण विशेषताओं है कि दो इलेक्ट्रोड प्रणाली में मापा नहीं जा सकता उपाय करने के लिए संभव बनाता है. उपयुक्त कोशिका ज्यामिति के कारण, यह कम प्रवाहकीय में ध्रुवीकरण विशेषताओं को मापने के लिए संभव है, गैर जलीय वातावरण जैसे दूषित EGBs से युक्त ४० vol.% इथेनॉल का22,23.

आदेश में एक दूसरे के लिए प्रस्तुत तरीकों से प्राप्त आंकड़ों की तुलना करने के लिए, यह तरल (ईंधन) बनाम धातु सतह क्षेत्र प्रत्येक विधि के लिए एक ही के अनुपात रखने के लिए आवश्यक है । यदि नहीं, केवल व्यक्तिगत तरीकों से प्राप्त परिणामों की प्रवृत्तियों की तुलना में एक दूसरे के रूप में हमारे पिछले प्रकाशन22,23, जहां विद्युत तरीकों और स्थैतिक परीक्षणों के परिणामों में विभिंन प्रवृत्तियों में प्रस्तुत किया जा सकता है ( धातु नमूना क्षेत्र और संक्षारक पर्यावरण के विभिंन अनुपात) ईंधन की इथेनॉल सामग्री, संदूषण और ऑक्सीकरण (पानी की सामग्री, अम्लीय पदार्थ, पेरोक्साइड, आदि) की डिग्री के आधार पर तुलना कर रहे हैं ।

सभी प्रस्तुत तरीकों के लिए, यह धातु के नमूनों के उपचार पर ध्यान देना आवश्यक है । नमूना उपचार हमेशा एक ही तरीके से किया जाना चाहिए, अन्यथा माप एक त्रुटि के द्वारा लोड किया जा सकता है. यह हमेशा एक ही अनाज के आकार के साथ सैड का उपयोग करने के लिए महत्वपूर्ण है और इस्तेमाल किया सैड डिस्पोजेबल होना चाहिए, यानी, प्रत्येक नमूने और माप के लिए सैड का एक टुकड़ा. सतह समान रूप से समायोजित किया जाना चाहिए, यह खरोंच, गड्ढ़े, आदि के रूप में किसी भी सतह दोष शामिल नहीं कर सकते

विद्युत तरीकों के लिए, यह विशेष रूप से एक तीन इलेक्ट्रोड व्यवस्था में काम इलेक्ट्रोड के लिए, ओवरफ़्लो के खिलाफ इलेक्ट्रोड पर ध्यान देना महत्वपूर्ण है. काम इलेक्ट्रोड के लिए, यह भी इलेक्ट्रोड के काम भाग और potentiostat के संलग्न के लिए लगाव के बीच संपर्क पर ध्यान देना महत्वपूर्ण है. इलेक्ट्रोड एक दूसरे को छूना नहीं चाहिए । यह वांछनीय है कि संदर्भ इलेक्ट्रोड के पुल के रूप में काम इलेक्ट्रोड के लिए संभव के रूप में बंद है. यह करने के लिए समान रूप से काम इलेक्ट्रोड के आसपास सहायक इलेक्ट्रोड की व्यवस्था करने के लिए वांछनीय है ताकि उन दोनों के बीच वर्तमान घनत्व समान रूप से वितरित किया जाता है.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

लेखकों का खुलासा करने के लिए कुछ नहीं है ।

Acknowledgments

यह अनुसंधान अनुसंधान संगठन के दीर्घकालिक वैचारिक विकास के लिए संस्थागत सहायता से वित्त पोषित किया गया (कंपनी पंजीकरण संख्या CZ60461373) शिक्षा मंत्रालय, युवा और खेल, चेक गणराज्य द्वारा प्रदान की गई, संचालन कार्यक्रम प्राग-प्रतियोगी (CZ. 2.16/3.1.00/24501) और "स्थिरता के राष्ट्रीय कार्यक्रम" (NPU I LO1613) MSMT-43760/

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).
धातु जंग और कम प्रवाहकीय मीडिया में जंग अवरोधकों की दक्षता
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