فهرست مطالب

مجله علوم و مهندسی خوردگی
سال دوازدهم شماره 2 (پیاپی 44، تابستان 1401)

  • تاریخ انتشار: 1401/06/15
  • تعداد عناوین: 6
|
  • عبدالمجید اسلامی، محمد افشاری، محمدعلی گلعذار، علی فاتحی، حمیدرضا گرجی، مهدی احمدی، امین کاویان، داوود طاووسی، احمد خدایی صفحات 7-20

    بهبود و بهینه کردن روش‌های حفاظت در برابر خوردگی از جمله روش حفاظت کاتدی در سال‌های اخیر بسیار مورد توجه بوده است. با توجه به پیشرفت علم و فناوری و نیاز صنعت، تکنولوژی ساخت و کنترل یکسوکننده‌ها نیز پیشرفت چشمگیری نموده است. مشخصه‌های کاری و راندمان اجزای یکسوکننده طی سالیان متمادی بهبود یافته است. بر پایه مطالعات صورت گرفته، رکتیفایر صنعتی پالسی با قابلیت تولید جریان پالسی در بازه فرکانس 800 هرتز تا 60 کیلوهرتز براساس فرکانس و سیکل کاری مورد نظر با موفقیت طراحی و ساخته شد. جهت بررسی عملکرد حفاظتی این سیستم در شرایط واقعی، رکتیفایر پالسی در کنار رکتیفایر سنتی قرار داده شد و پایش شرایط حفاظتی سیستم پالسی به‌طور مستمر در محل ایستگاه، و سه نقطه تست با فواصل مشخص و به‌ترتیب در فرکانس و سیکل کاری 50 کیلوهرتز و 73 درصد (A)، 60 کیلوهرتز و 73 درصد (B)، 60 کیلوهرتز و 50 درصد (C) و 50 کیلوهرتز و 50 درصد (D) انجام شد. نتایج نشان داد که در سیستم پالسی، مقدار ولتاژ AC نسبت به سیستم سنتی تا بیش از 80% کاهش یافته است. به‌علاوه، مقادیر جریان مصرفی نشان داد که در سیستم پالسی مصرف جریان تا بیش از 70% در مقادیر خاصی از فرکانس و سیکل کاری نسبت به سیستم سنتی کاهش یافته است. با توجه به این که موج پالسی در زمان خاموشی عملا مصرف جریانی ندارد، می‌توان بیان کرد که در این حالت مصرف انرژی به‌مراتب کاهش می‌یابد که عامل بسیار مهمی در مصرف انرژی و هزینه‌های اقتصادی محسوب می‌شود. به‌علاوه، این دستگاه عملا نیازی به سیستم‌های خنک‌کننده رایج ندارد. بر همین اساس، می‌توان گفت که سیستم مورد نظر در مقادیر مشخصی از فرکانس و سیکل کاری عملکرد بهتری دارد و استفاده از چنین سیستم‌هایی در مناطق دارای مقاومت زیاد الکترولیت و بستر آندی را می‌توان گزینه مناسبی دانست. همچنین، در صورتی که خط لوله دارای پوشش باشد، حتی با وجود مناطق جدایش پوشش، این سیستم می‌تواند عملکرد مناسبی داشته باشد. به‌علاوه، پتانسیل حفاظتی (پتانسیل روشن) در طول مدت اندازه‌گیری و با وجود عملکرد نامناسب بستر آندی، یکنواخت‌تر شده و همچنان در محدوده حفاظت قرار داشت.

    کلیدواژگان: امپدانس، پوشش جداشده، حفاظت کاتدی، خط لوله فولادی، رکتیفایر پالسی
  • میرقاسم حسینی، میرمجید حسینی، محمدرضا عبداللهی نخجوانلو صفحات 21-29

    الکترود Ti/IrO2-Ta2O5 به عنوان الکترود مخلوط اکسیدی برای کاتالیست واکنش آزاد‌سازی گاز اکسیژن عملکرد عالی دارد. هزینه بالای تولید آن باعث شد، کاربرد آن را در صنعت با محدودیت مواجه شود. در کار حاضر برای کاهش هزینه از الکترود با ایریدیوم کم استفاده شده، به طوری که عملکرد پایینی برای کاتالیست واکنش آزاد‌سازی گاز اکسیژن ندارد. الکترود (15:30:55) Ti/IrO2-Ta2O5-SiO2 به روش سل ژل از نمک کلرید ایریدیوم، کلرید تانتالیوم و تترا اتوکسی اورتوسیلان در دمای °C430 سنتز گردید. تاثیر افزودن سیلیسوم اکسید و تانتالیوم اکسید به الکترود باعث افزایش مقاومت در برابر خوردگی در محیط اسیدی می‌شود. بررسی مورفولوژی سطح الکترود توسط تصاویر SEM و EDAX انجام گرفت. پایداری این الکترود برای استفاده از آن به عنوان آند در سیستم الکترووینینگ مس، اسید سولفوریک mol L-15/0 در دمای °C 30 و تحت جریان ثابت Acm-2 5/1 مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که الکترود تهیه شده در محیط اسیدسولفوریک، دارای پایداری 173 ساعته می‌باشد. تغییرات پتانسیل نسبت به زمان برای الکترود کار در طول تست پایداری ثبت گردید. رفتار الکتروکاتالیستی الکترود در طول تست پایداری از طریق ولتامتری چرخه‌ای در زمان‌های مختلف تست پایداری دنبال گردید. با نفوذ الکترولیت به درون پوشش مقدار بار تا mC.cm-2 2/70 افزایش یافته و با تخریب الکترود mC.cm-2 4/31 می‌گردد.

    کلیدواژگان: الکترود مخلوط اکسیدی، واکنش آزاد سازی گاز اکسیژن، الکترووینینگ، تانتالیوم اکسید
  • رضا عارفی نیا، الهه آبیل، علی خانی صفحات 31-39

    در این تحقیق پوشش ضدخوردگی دوجزیی از جنس پلی‌یورتان با استفاده از رزین آکریلیک پلی‌ال و هاردنر ایزوسیانات با نسبت‌های مختلف NCO/OH ساخته شد. عملکرد ضدخوردگی این پوشش‌ها با استفاده از روش طیف‌سنجی امپدانس الکتروشیمیایی (EIS) با زمان در محیط اسید سولفوریک یک مولار بررسی شد. برای مقایسه کمی تاثیر نسبت NCO/OH بر عملکرد ضدخوردگی پوشش پلی‌یورتان از مدل‌های مدار معادل استفاده شد. نتایج نشان داد که با افزایش مقدار هاردنر، مقاومت به خوردگی پوشش ابتدا افزایش و سپس کاهش می‌یابد و بهترین عملکرد ضدخوردگی مربوط به پوشش دارای نسبت NCO/OH برابر با 2/1 است.

    کلیدواژگان: پلی یورتان، پلی آکریلیک، ایزوسیانات، طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی
  • جاسم سواری، رضا دهملایی، محمدرضا توکلی شوشتری صفحات 41-51

    در این پژوهش مقاومت به خوردگی فلز جوش در اتصالات فولاد میکرو آلیاژ API-5L X90 بررسی گردید. جوشکاری با استفاده از فلزات پر‌کننده ER120 S-G، ER100 S-G و ER90S-B3 توسط فرآیند GTAW انجام شد. بررسی‌های ریز‍‌ساختاری با استفاده از میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی روبشی SEM انجام گردید. مطالعات ریز‌ساختاری نشان داد که ریز ساختار فلز پایه شامل فریت و بینتیت دانه‌ای می باشد. و فلزات جوش مختلف تماما شامل مقادیر مختلفی از فریت‌های سوزنی، چند وجهی و جزایر مارتنزیت / آستنیت (MA) می‌باشند. بیشترین میزان فریت سوزنی در فلز جوش ER120 S-G مشاهده گردید. نتایج آزمون خوردگی نشان داد که فلز جوش ER120 S-G و فلز پایه از کمترین میزان چگالی جریان و نرخ خوردگی برخوردار هستند و بیشترین میزان نرخ خوردگی برای فلز جوش ER100 S-G بدست آمد.

    کلیدواژگان: API-5L X90، فلز جوش، ریز ساختار، خوردگی پلاریزاسیون
  • پرویز نور پور، جواد زبرجدی صفحات 53-64

    جهت کنترل رفتار اکسیداسیون و خوردگی داغ سوپر آلیاژ نیکلی اینکول 718C مورد استفاده در پره‌های موتورهای جت، فرایند پوشش‌دهی نفوذی Sermaloy J که یک نوع پوشش آلومینایدی اصلاح شده با سیلیسیم و کروم است، به روش دوغابی به کار گرفته شد. اثر متغییرهایی شامل درصد کروم در دوغاب، ضخامت پوشش (ایجاد چندین لایه) و دمای پوشش‌دهی به وسیله نرم افزار مینی تب و تکنیک پاسخ سطح مدلسازی و بهینه سازی شد. آنالیز واریانس، ضریب همبستگی مناسبی را برای مدل پیشنهاد شده نشان داد (9/96= R2 و 4/93Adjusted = R2). خواص فیزیکی و شیمیایی پوشش Sermaloy J اصلاح شده با کروم توسط آنالیزهایی نظیر پراش اشعه ایکس، میکروسکوپ الکترونی روبشی، طیف سنجی پراکندگی انرژی و آنالیزهای خوردگی بررسی شد. نتایج نشان داد نفوذ عنصر کروم به همراه آلومینیوم و سیلسیم در پوشش بر روی آلیاژ نیکل اینکول 718C باعث بهبود عملکرد پوشش می شود.

    کلیدواژگان: پوشش دوغابی، پوشش آلومینایدی، Sermaloy J، آلیاژ نیکلی اینکول 718C
  • محبوبه آزادی، محمد تشکری ماسوله صفحات 65-80

    خوردگی در بسیاری از قسمت‌های خودرو اتفاق می‌افتد و نه تنها به دلیل مشکلاتی که ایجاد می‌کند، نامطلوب است، بلکه ارزش فروش مجدد خودرو را کاسته و استحکام قطعات را نیز کاهش می‌دهد. لذا صنعت خودروسازی یکی از صنایع مهمی می‌باشد که در معرض صدمات و خسارات زیاد، ناشی از واکنش‌های خوردگی می‌باشد. انواع خودروها به دلیل در معرض قرار گرفتن در محیط اتمسفری، گازهای آلاینده و نمک‌های یخ‌زدا، دچار آسیب کلی و جزیی در اجزای مختلف همچون بدنه خودرو، اجزای داخلی موتور، رادیاتور، باتری، سیستم اگزوز، مخزن سوخت، سیستم‌های الکتریکی و... می‌شود. لذا با توجه به اهمیت بررسی انواع خوردگی‌های محتمل در خودروها در این مقاله به مرور کلی مقالات دیگر محققین پرداخته می‌شود. با توجه به آمار گزارش شده در مقالات، بیشترین میزان خوردگی عموما در موتور خودرو رخ داده و نوع خوردگی آن، خوردگی حفره‌ای و یا گالوانیک می‌باشد، هرچند خوردگی شیاری و یکنواخت نیز می‌تواند در باقی قسمت‌های خودرو همانند سیستم تعلیق خودرو و سیستم سوخت و... صورت گیرد. از عوامل موثر بر میزان و سرعت خوردگی در صنعت خودروسازی، می‌توان به میزان رطوبت نسبی هوا، میزان و نوع آلاینده‌ها، رطوبت سطحی و دمای کارکرد قطعه نیز اشاره کرد. قابل ذکر است شایع‌ترین آسیب‌های ناشی از خوردگی در موتور شامل مواردی چون احتراق ناقص و کاهش راندمان، انژکتورهای شکسته، گرفتگی فیلتر سوخت و روغن و همچنین عمر کمتر روغن مصرفی است.

    کلیدواژگان: خوردگی، خودرو، خوردگی بدنه خودرو، مواد یخ زدا، خوردگی در موتور، خوردگی سیستم اگزوز
|
  • M. Afshari, A. Eslami *, M. A. Golazar, A. Fatehi, H. R. Gorji, M. Ahmadi, A. Kavian, D. Tavousi, A. Khodaei Pages 7-20

    Improving and optimizing corrosion protection methods, including cathodic protection, has received much attention in recent years. Due to the advancement of science and technology and industry development, manufacturing and controlling rectifiers has also made significant progress. The performance characteristics and efficiency of rectifier components have improved over the years. Based on the studies, an industrial pulse rectifier that can produce pulsed current in the frequency range of 800 Hz to 60 kHz based on the desired frequency and duty cycle was successfully designed and manufactured. In order to evaluate the protection performance of this system in the field, the pulse rectifier was placed next to the conventional rectifier, and the protection conditions of the system were continuously monitored. Three test points with specified intervals were analyzed at frequency and duty cycle of 50 kHz and 73% (A), 60 kHz and 73% (B), 60 kHz and 50% (C), and 50 kHz and 50% (D), respectively. Results showed that AC voltage in the pulse system has decreased by more than 80% compared to the conventional system. In addition, the current consumption values showed that in the pulse system, the current consumption has decreased by more than 70% in certain values of frequency and duty cycle. Because the pulse wave has practically no current consumption during off time, energy consumption is greatly reduced, an important factor in energy consumption and economic costs. Also, this system has no cooling system like the conventional rectifiers. Accordingly, the system has a better performance at certain values of frequency and duty cycle. Such systems in areas with high electrolyte resistance can be considered a good option. Also, if the pipeline has a cover, the system can function properly even with the cover separation areas. Moreover, the protection potential became more uniform and remained within the protection range during the measurement period, despite the poor performance of the anode bed.

    Keywords: Cathodic protection, Coating disbondment, Steel pipeline, Impedance, pulse rectifier
  • M. Gh. Hosseini*, M. M. Hosseini, M. R. Abdollahi Nakhjavanloo Pages 21-29

    The Ti/IrO2-Ta2O5 electrode was well performed as a mixed metal oxide for the oxygen evolution reaction. In the industry, the high price of its fabrication caused its utilization to be limited. In the present work, to reduce the cost, low-content IrO2-included electrode was used in producing electrodes so that they did not show lower performance for the catalytic oxygen revolution reaction. Ti/IrO2-Ta2O5-SiO2 electrode was prepared by the solgel method of iridium chloride, tantalum chloride, and tetra ethoxy orthosilicate salts at 430 C. Doping silicon oxide and tantalum oxide to the electrode increases the corrosion resistance in acidic media. The surface morphology of the electrode was evaluated by SEM and EDAX. Furthermore, the stability of the electrode was investigated for use as an anode in the electrowinning system of copper, in 0.5 M sulfuric acid at 30 C and under a constant current of 1.5 Acm-2 , as a function of the electrolysis time during the ALT. The results indicated that the prepared electrode had a stability of 173 h in the sulfuric acid solution. Moreover, the electrocatalytic activity of the electrode during the stability test was studied by the cyclic voltammetry. It was found that with the penetration of the electrolyte into the coating, the amount of electrical charge increased to 70.2 mC.cm-2 , whereas it decreased to 31.4 mC.cm-2 with the electrode degradation.

    Keywords: Mixed metal oxide, Oxygen evolution reaction, electrowinning, tantalum oxide
  • E. Abil, R. Arefinia*, A. Khani Pages 31-39

    In this research, a two-component anti-corrosion coating based on polyurethane was made using polyacrylic resin and isocyanate hardener with different NCO/OH ratios. The anti-corrosion performance of these coatings was investigated using electrochemical impedance spectroscopy (EIS) with time in 1 M sulfuric acid. Equivalent circuit models were used to quantitatively compare the effect of the NCO/OH ratio on the anti-corrosion performance of polyurethane coatings. The results showed that with increasing the amount of hardener, the corrosion resistance of the coating first increases and then decreases and hence the best anti-corrosion performance of the coating was obtained at NCO/OH ratio of 1.2.

    Keywords: Polyurethane, Acrylic polyol, Isocyanate, Electrochemical impedance spectroscopy
  • J. Savari *, R. Dehmalaei, M. R. Tavakoli Shoushtari Pages 41-51

    In this research, the corrosion resistance of weld metal in API-5L X90 micro-alloy steel joints was investigated. Welding was performed using filler metals ER120S-G, ER100S-G and ER90S-B3 by GTAW process. Microstructural studies were performed using light microscope and SEM scanning electron microscope. Microstructural studies showed that the base metal microstructure consists of ferrite and granular bentite. It was found that different weld metals all contain different amounts of accular Ferrite, polygonal ferrites and martensite / austenite (MA) islands. The highest amount of accular Ferrite was observed in ER 120 SG welding metal. The results of corrosion test showed that ER120SG welding metal and base metal had the lowest flow density and corrosion rate. And the highest corrosion rate was obtained for ER100SG welding metal.

    Keywords: API-5L X90, weld metal, microstructure, polarization corrosion
  • P. Nourpour*, J. Zabarjadi Pages 53-64

    To control the oxidation and hot corrosion behavior of nickel Incol 718C super alloy, used in jet engine blades, Sermaloy J penetration coating process, which is a type of aluminide coating modified with silicon and chromium, was applied by slurry method. The effect of variables including the percentage of chromium in the slurry, coating thickness (creation of several layers) and coating temperature were modeled and optimized by Minitab software and response surface methodology. Analysis of variance showed a good correlation coefficient for the proposed model (R2 = 96.9). Energy scattering and corrosion analyzes were performed the results showed that the possibility of penetration of chromium along with aluminum and silicon in the coating by slurry on nickel Incol 718C alloy improves the performance of the coating.

    Keywords: Slurry Coating, Aluminide Coating, Sermaloy J, Nickel Inco 718C alloy
  • M. Tashakori Masooleh, M. Azadi Pages 65-80

    Corrosion occurs in many parts of the car and it is not only undesirable because of the problems it causes, but also reduces the resale value of the car and reduces the strength of the parts.The automotive industry is one of the important industries that are exposed to damages caused by corrosion reactions. All types of cars, due to exposure to atmospheric environment, polluting gases, and deicing salts, suffer total and partial damages in various components such as car body, internal engine components, radiator, battery, exhaust pipe, fuel tank, electrical systems, etc. Therefore, based on the importance of investigating various possible types of corrosion in automobiles, reviewing of other papers was performed in this paper. According to the statistics reported in the articles, the highest amount of corrosion is generally occured in the car engine and the type of corrosion is pitting or galvanic corrosion, although crevice and uniform corrosion can also occur in other parts of the car such as the car suspension system, fuel system, etc. Air humidity, pollutants type and content, surface humidity, and temperature can be mentioned among the factors affecting the amount and rate of corrosion in the automotive industry. It should be noted that the most common damages caused by corrosion in the engine parts include incomplete combustion and reduced efficiency, broken injectors, clogging of fuel and oil filters, as well as shorter life of used oil.

    Keywords: Corrosion, Automobile, Car-body Corrosion, Deicing Salts, Corrosion in Engine, Exhaust System Corrosion