مجله علوم و مهندسی خوردگی
سال هفتم شماره 4 (پیاپی 26، زمستان 1396)

در دهه های اخیر، پلیمرهای هادی در صنعت برای جلوگیری از خوردگی کاربرد زیادی پیداکرده اند. دراین بین، پلی پیرول از اهمیت بسیاری برخوردار است که به روش های مختلف، ازجمله سنتز الکتروشیمیایی، بر روی سطح فلزات ایجاد لایه محافظ در برابر خوردگی می کند. پارامترهای زیادی از قبیل pH، دما، زمان، غلظت و چگالی جریان بر خواص و مورفولوژی پوشش پلی پیرول تشکیل شده بر سطح تاثیر دارند. در این تحقیق، اثر pH و چگالی جریان بر پوشش پلی پیرول تشکیل شده بر روی فولاد زنگ نزن 316 در محیط 5/0 مولار هیدروکلریک اسید موردبررسی قرار گرفت. آزمون های طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی، پلاریزاسیون، EDS، مطالعه میکروسکوپی نوری و الکترونی روبشی مورداستفاده قرار گرفت. مشخص شد که در pH 12 و چگالی جریان 5 میلی آمپر بر سانتی متر مربع، بهترین پوشش پلی پیرول بر سطح فولاد 316 تشکیل می شود. پوشش بدست آمده در این شرایط، دارای ضخامت یکنواخت و بدون ترک بود و تمام سطح را پوشانده بود و بیشترین تاثیر را در افزایش پتانسیل خوردگی و مقاومت الکتریکی پوشش داشت.

در این تحقیق اثر بازدارندگی دی پتاسیم هیدروژن فسفات (DKP) بر رفتار خوردگی فولاد ساده کربنی A106 ASTM در محدوده دمایی از 25 تا Co 55 و غلظت های مختلف بازدارنده از 7 تا mM 23 در محلول mM 1 از کلرید سدیم با استفاده از روش پلاریزاسیون دینامیکی مطالعه شده است. با افزایش دما از 25 تا Co 35، دانسیته جریان خوردگی از 30 به A/cm2 120 رسید. برهم کنش اثر غلظت بازدارنده و دمای محلول نشان داد که با افزایش دما، سیستم در غلظت های بالاتری از بازدارنده دارای رفتار رویین خواهد بود. مکانیسم جذب از طریق پارامترهای ترمودینامیکی نیز مورد بررسی قرار گرفت. با اضافه نمودن mM 7 از بازدارنده به محلول، مقدار انرژی فعال سازی از 82 به kJ/mol 50 کاهش پیدا کرده است که کاهش Ea در حضور بازدارنده بیانگر جذب شیمیایی بازدارنده در سطح فلز کربن استیل می باشد. علاوه براین، نتایج نشان داد که بازدارنده در دماهای بالاتر دارای بازده بیشتری است بطوریکه با افزایش دما از 25 به Co 35 بازده بازدارنده در غلظت mM 7 DKP از 33 به 67درصد افزایش یافت. تصویربرداری سطحی SEM و آنالیز طیف سنجی EDS نیز تایید کننده نتایج اندازه گیری های الکتروشیمیایی بود.

مقاومت به خوردگی فولاد گالوانیزه با بهینه سازی شرایط عملی (pH، دما و زمان غوطه وری) اعمال پوشش تبدیلی وانادیم بر سطح افزایش داده شد. ارزیابی رفتار مقاومت به خوردگی پوشش تبدیلی وانادیم، توسط آزمون امپدانس الکتروشیمیایی (EIS) و آزمون پلاریزاسیون الکتروشیمیایی در محلول سدیم کلراید 5/3 % وزنی انجام شد. نتایج حاصل از آزمون های الکتروشیمیایی نشان داد که بهترین عملکرد مقاومت به خوردگی در 5/1 = pH، دمای 45 درجه سانتی گراد و زمان 15 دقیقه بدست می آید. در این شرایط افزایش میزان مقاومت پلاریزاسیون از 1075 (اهم سانتی متر مربع) برای فولاد گالوانیزه بدون پوشش به 54277 اهم سانتی متر مربع در حضور پوشش تبدیلی وانادیم ایجاد شد. همچنین چگالی جریان خوردگی از 6-10 × 36/6 آمپر بر سانتی متر مربع برای فلز بدون پوشش به (A/cm2) 10-6 × 6182/0 در حضور پوشش تبدیلی وانادیم کاهش یافت.

اشیای تاریخی برنزی مدفون در زیر خاک و یا محیط های دریایی در معرض هجوم یون کلرید قرار می گیرند؛ این آنیون ها باعث خوردگی اشیاء برنزی می شوند. درمان اینگونه آثار به دو طریق تثبیت و پاکسازی انجام می شود. اما متاسفانه باید گفت در بیش تر مواقع عدم نظارت مستقیم حفاظتگر به هنگام درمان عامل تخریب بسیاری از اشیاء برنزی است. بنابر این برای کنترل زمان مناسب و جلوگیری از آسیب به شی، استفاده از یک روش علمی مانند استفاده از روش های الکتروشیمیایی ضروری به نظر می رسد. روش های الکتروشیمیایی در درمان اشیاء بزرگ همچون توپ های توپخانه ای و لنگرها و همچنین اشیای ترکیبی چرم، چوب، منسوجات که به طور کامل قابلیت غوطه ور شدن در هنگام درمان را ندارند و همچنین اشیایی که امکان تشخیص ترکیب مواد متشکله آن وجود ندارد؛ می تواند مورد استفاده قرارگیرد. به دلیل امکان نظارت مستقیم درمراحل درمان اشیا، از این روش برای ارزیابی کاربرد محلول سسکویی کربنات سدیم در درمان نمونه های برنزی استفاده شد. با استفاده از دستگاه پتانسیواستات و با روش پلاریزاسیون روبش خطی مقادیر پتانسیل خوردگی در طول زمان و پارامترهای تافل اندازه گیری شدند و با مقایسه pH، غلظت یون کلرید، مقاومت محلول، روش درمان ارزیابی شد. نتایج این مطالعه نشان می دهد، هنگام کاربرد سسکویی کربنات سدیم و درحین مراحل درمان، با استخراج یون کلرید، پتانسیل خوردگی افزایش می یابد. زمانی که محلول الکترولیت از یون کلرید اشباع شود، به سمت مقادیر منفی تمایل پیدا کرده و در این مرحله باید محلول الکترولیت تعویض شود؛ درمان تا جایی ادامه می یابدکه مقداریون کلرید کاهش و مقدار پتانسیل خوردگی ثابت بماند.

با توجه به این که خوردگی فلز سالانه در جهان در صنایعی مانند استخراج و فرآوری نفت و گاز، غذایی و دارویی خسارت های زیادی در رابطه با تعمیر و تعویض قطعات ایجاد می کند، یافتن روشی برای پیش گیری و یا کاهش خوردگی می تواند نقش موثری در کاهش هزینه های ناشی از آن داشته باشد. در سال های اخیر باز های شیف به عنوان بازدارنده های خوردگی مورد توجه پژوهشگران قرار گرفته اند. سهولت تهیه و اقتصادی بودن از بزرگ ترین مزیت های استفاده از آن هاست. به منظور بهینه کردن پارامترهای موثر بر کارایی بازدارنده، از روش طراحی آزمایش استفاده شد. نتایج حاصل نشان داد که باز شیف مورد استفاده اثر بازدارندگی خوبی روی سطح فولاد 310 داشته است و با توجه به نمودارهای منحنی های سطح و کانتور، غلظت M 3-10×5/2، زمان غوطه وری 12 ساعت و دمای 65 درجه سانتی گراد به عنوان شرایط بهینه بازدارندگی به دست آمد. انجام آزمایش کاهش وزن در شرایط بهینه به دست آمده از طراحی آزمایش درصد بازدارندگی 17/91٪ را به دست داد. به منظور بررسی اثر ساختار مولکولی روی مکانیسم بازداری و اثر بازدارندگی ترکیب مورد مطالعه محاسبات کوانتومی به روش DFT با استفاده از تقریب B3LYP و مجموعه پایه ی (d،p)6-311+G و روش های نیمه تجربی AM1 و PM6 انجام گردید. استفاده از روش هایی مانند SEM و محاسبات کوانتومی، گامی در جهت تایید نتیجه های حاصل از روش کاهش وزن می باشد و صحت و اطمینان پژوهش را بهبود بخشید.

رفتار الکتروشیمیایی فولاد دوبلکس 2205 در محلول های اسیدی و بازی با مقادیر pH های مختلف در حضور 3.5 % سدیم کلرید (NaCl)، با استفاده از تکنیک های مختلف از جمله نمودارهای پلاریزاسیون چرخه ای،طیف نگاری امپدانس الکتروشیمیایی ((EIS و اندازه گیری ظرفیت(آزمون مات شاتکی) بررسی شد. همچنین، ویژگی های سطح و مکان های شروع خوردگی حفره ای در فولاد ضد زنگ دوبلکس با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی(SEM) بررسی شد. با توجه به نمودار های مات شاتکی، لایه پسیو تشکیل شده بر سطح فولاد دوبلکس رفتار نیمه هادی از نوع n و p را در محدوده پتانسیل از 0.4- تا1/1 ولت نشان می دهد. نتایج نشان می دهد که pH نقش مهمی در مقاومت لایه پسیو، پروسه انتقال بار و وقوع خوردگی حفره ای دارد. در محلول های اسیدی با کاهش مقدار pH، از دست دادن جرم افزایش پیدا می کند و در محلول های بازی، کاهش pH محلول شرایط بهتری برای تشکیل فیلم پسیو با رفتار حفاطتی بهتر ناشی از افزایش ضخامت لایه پسیو همراه با عیوب کمتر در این لایه فراهم می کند. در 10= pH به دلیل وجود بزرگترین محدوده پسیو،کمترین جریان پسیو و بالاترین مقاومت پلاریزاسیون، لایه اکسیدی پسیو در این pH پایداری بیشتری را در محیط سدیم کلرید نشان می دهد.

آلیاژهای برنز آلومینیوم نیکل دار اغلب در ساخت پروانه کشتی ها و دیگر قطعات دریایی کاربرد دارند. در این مقاله تاثیر عملیات حرارتی بر خواص مکانیکی، رفتارخوردگی و عملکرد خستگی آلیاژ برنز آلومینیوم نیکل دار مورد بررسی قرار گرفته است. آزمون های سختی سنجی و کشش برای بررسی خواص مکانیکی نمونه ها انجام شد. مقاومت به خوردگی نمونه ها توسط آزمون های پلاریزاسیون پتانسیودینامیک در محلول NaCl % 5/3 بررسی شد. عمر خستگی نمونه ها نیز توسط دستگاه خستگی خمشی-دورانی چهارنقطه ای اندازه گیری شد. سطح نمونه ها پس از انجام آزمون های کشش، خستگی و خوردگی توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی ارزیابی شدند. نتایج بررسی ها نشان دادند، سختی آلیاژ نورد شده با انجام عملیات آنیل به مقدار بسیار اندک (کمتر از 2%) کاهش یافت. آلیاژ نورد شده استحکام تسلیم و استحکام کششی بهتری داشت، اما درصد ازدیاد طول نمونه آنیل شده درحدود %7 بهتر از آلیاژ نورد شده بود. مقاومت به خوردگی نمونه آنیل شده نیز به میزان اندکی بالاتر از آلیاژ کار شده بود. اما نتایج آزمون خستگی نشان داد، آلیاژ نورد شده با میزان فاز κ کروی بیشتر، عملکرد خستگی بهتری را داشت؛ به طوری که استحکام خستگی آن در حدود 100 مگا پاسکال بیشتر از نمونه آنیل شده بود. بررسی های میکروسکوپی نیز در تطابق با نتایج بدست آمده بود.