فهرست مطالب

مجله علوم و مهندسی خوردگی
سال پنجم شماره 4 (پیاپی 18، زمستان 1394)

  • تاریخ انتشار: 1395/01/20
  • تعداد عناوین: 7
|
  • جواد شفیعیان، احسان صائب نوری*، مصطفی جعفرزادگان صفحه 7

    در این پژوهش، ورق هایی از جنس فولاد زنگ نزن 304 و فولاد ساده کربنی st37 به روش جوشکاری اغتشاشی اصطکاکی متصل شدند. سرعت پیشروی ابزار 1000mm/min و50 و سرعت چرخش ابزار rpm 600،400 و 800 انتخاب شده و تاثیر تغییر این پارامترهای بر روی ریزساختار و مقاومت به خوردگی بررسی شد. از قسمت های مختلف اتصال نمونه برداری شد و پس از حکاکی عکس برداری متالوگرافی از نواحی مختلف جوش صورت پذیرفت. به منظور ارزیابی مقاومت به خوردگی، نمونه ها در محلول کلرید فریک و اسید استیک 2 مولار غوطه ور و با استریوگرام و عکس های ماکروسکوپی مورد مطالعه قرار گرفتند. آزمون های پلاریزاسیون تافل و طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی در محلول 5/3 % کلرید سدیم برای تایید نتایج کاهش وزن انجام شد. نتایج نشان داد که بیشترین میزان خوردگی مربوط به فلز پایه فولاد st37 می باشد از طرفی مقاومت به خوردگی فولاد زنگ نزن 304 در همه نواحی به سبب اتصال گالوانیک به فولاد کربنی حفاظت شده است. از بین مناطق جوش، بهترین مقاومت به خوردگی برای نمونه با سرعت ابزار rpm 800 به سبب کمترین رشد دانه در اثر حرارت تعیین شد.

    کلیدواژگان: جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی، رفتار خوردگی، تست غوطه وری، پلاریزاسیون تافل، طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی، فولاد ساده کربنی st37، فولاد زنگ نزن 304
  • بهناز همراهی*، آرش فتاح الحسینی، علی پورقاسمی هنزا صفحه 21

    در اکثر صنایع نفت و گاز، نرخ خوردگی فلزات در حضور یون های حاوی گوگرد از جمله گاز H2S زیاد می شود. در این پژوهش، خوردگی آب ترش اسیدی بر روی فولاد API 5L Gr.B در محلول عاری از اکسیژن Na2SO4+Na2S و در حضور غلظت های مختلف از بیس N-(3- نیتروبنزیل) بنزامید به عنوان بازدارنده خوردگی در دمای C 25 به وسیله آزمون های امپدانس الکتروشیمیایی و پلاریزاسیون مورد بررسی قرار گرفت. منحنی های پلاریزاسیون نشان دادند که در حضور بازدارنده با تعویق احیای هیدروژن، نرخ خوردگی فولاد را کاهش می دهد. نتایج نشان داد که راندمان بازدارنده با افزایش غلظت بازدارنده افزایش پیدا می کند. راندمان بازداندگی محاسبه شده از نتایج آزمون امپدانس و آزمون پلاریزاسیون هم خوانی مناسبی را از خود نشان داد.

    کلیدواژگان: خوردگی آب ترش اسیدی، فولاد API 5L Gr، B، بازدارنده خوردگی، آزمون پلاریزاسیون، امپدانس
  • امیر فرزانه، شاهین خامنه اصل*، میرقاسم حسینی صفحه 31

    در این تحقیق پوشش های نانوکامپوزیتی نیکل- اکسید سیلیسیم (سیلیس) با درصدهای مختلف (0، 2، 5 و 10 گرم بر لیتر) نانوذرات سیلیس با استفاده از حمام پوشش کاری وات تهیه شدند. پس از تهیه پوشش ها، با استفاده از پوشش کاری خود مونتاژ، ترکیب سیلان لایه سطحی با انرژی سطحی پایین بر روی پوشش ایجاد شد. پوشش های نانوکامپوزیت با استفاده پراش اشعه ایکس، میکروسکوپ نیروی اتمی و میکروسکپ الکترونی روبشی شناسه یابی شدند. هم چنین میزان آبگریزی نیز اندازه گیری شد. خواص خوردگی پوشش ها با استفاده از تکنیک های پلاریزاسیون و امپدانس الکتروشیمیایی ارزیابی شد. نتایج زبری سطح و زاویه تماس آب نشان داد که افزودن نانوذرات، باعث افزایش زبری نانومتری و میزان فوق آبگریزی از زاویه 145 درجه در نیکل خالص تا 165 در غلظت 10 گرم بر لیتر سیلیس می شود. هم چنین نتایج نشاد داد که پوشش های نانوکامپوزیتی فوق آبگریز، مقاومت به خوردگی بهتری نسبت به پوشش نیکلی خالص دارند. نتایج زبری سطح و زاویه تماس آب نشان داد که افزودن نانوذرات سیلیس باعث افزایش ساختار سطحی دارای زبری سطحی میکرونانویی و آبگریزی می شود. میزان جریان خوردگی در پوشش نانوکامپوزیتی در غلظت 10 گرم بر لیتر سیلیس حدود μA/cm2 4/0 و برای نیکل خالص μA/cm2 2 به دست آمد.

    کلیدواژگان: پوشش های نانو کامپوزیتی نیکل، سیلیس، رفتار الکتروشیمیایی، زاویه تماس، فوق آبگریزی
  • محمد حسن زاده*، دکتر خسرو رحمانی صفحه 43

    بررسی اثر خورندگی آب دریای خلیج فارس بر روی فولادهای کربنی و قطعات جوشکاری شده مورد استفاده برای ساخت مخازن فلزی از آن جهت اهمیت دارد که می تواند به امکان سنجی استفاده از آب دریا برای هیدروتست این مخازن منجر شود که درصورت مثبت بودن نتایج ارزیابی، سبب صرفه جویی های اقتصادی و زیست محیطی فراوانی می شود. برای نیل به این هدف در این پژوهش، ابتدا فولاد کربنی کم کربن ASTM A283 Grade C با الکترود E7018 جوش داده شده و آزمون رادیوگرافی برای کنترل کیفیت جوش و همچنین تست های سختی سنجی، میکرو اچ و ماکرواچ برای بررسی ریزساختاری انجام شد. سپس ترکیب شیمیایی، pH ، هدایت الکتریکی ومیزان SRB موجود در آب دریای مورد مطالعه اندازه گیری گردید. در ادامه نرخ خوردگی فولاد و الکترود جوشکاری مورد استفاده در آب دریای خلیج فارس به وسیله روش الکتروشیمیایی پلاریزاسیون مقاومت خطی و همین طور آزمون غوطه وری، محاسبه گردید. سپس محصولات خوردگی تشکیل شده و سطح خورده شده نیز به وسیله روش های EDS و SEM آنالیز شدند. نتایج حاصل از آزمون های پلاریزاسیون و غوطه وری مشخص نمود که فلز جوش الکترود E7018 نسبت به فولاد ASTM A283 Grade C آند است که این نتیجه توسط تصاویر SEM تایید شد.

    کلیدواژگان: خوردگی، آب دریا، فولاد کربنی، جوش، مخازن ذخیره، هیدروتست، خلیج فارس
  • مرتضی افشاری*، اکرم نوری دلاور صفحه 59

    در این پژوهش آنالیز تخریب تیوب های یک مبدل حرارتی نوع پوسته – تیوب که جهت خنک کردن گاز فشرده شده توسط یک کمپرسور در یکی از مراحل فشرده سازی به کار برده شده ارایه شده است. مبدل حرارتی مورد بررسی یک مبدل یک بار گذرا با تیوب باندل حاوی تیوب های افقی بوده که جنس پوسته و تیوب های آن هر دو از فولاد کربنی بوده است. سیال درون پوسته آب حاوی ضد یخ به عنوان عامل خنک کننده و سیال درون تیوب ها گاز سوختنی است که در حین فشرده سازی، برای کاهش دما به درون مبدل انتقال می یابد. مطالعات مختلف توسط روش هایی مانند بررسی های ظاهری، آنالیز شیمیایی و بررسی های ریز ساختاری توسط میکروسکوپ نوری جهت تعیین علل تخریب انجام شد. علاوه بر این بررسی سطح تیوب های آسیب دیده توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی انجام شد و آزمون الکتروشیمیایی با استفاده از تکنیک مقاومت پلاریزاسیون خطی (LPR) انجام گردید. محصولات خوردگی باقیمانده روی سطح تیوب ها توسط روش های طیف سنجی تفکیک انرژی (EDS)، طیف سنجی فلورسانس اشعه ایکس (XRF) و طیف سنجی تفرق اشعه ایکس (XRD) تحت بررسی قرار گرفت. نتایج به دست آمده نشان داد که خوردگی روی سطح خارجی تیوب ها و در محل تماس آنها با سیال خنک کننده اتفاق افتاده است. نتایج بررسی ها نشان داد که نفوذ اکسیژن به درون سیال خنک کننده منجر به اکسید شدن ترکیب گلایکول موجود در سیال و تولید اسید شده است و این تغییر عامل اصلی ایجاد خوردگی و گسترش دامنه آن در درون مبدل بوده است. همچنین خوردگی گالوانیک ناشی از حضور عنصر مس روی سطح خارجی تیوب ها فرایند خوردگی اتفاق افتاده را تسریع نموده است.

    کلیدواژگان: مبدل حرارتی پوسته، تیوب، آنالیز تخریب، خوردگی موضعی، فولاد کربنی، مبدل خنک کننده گاز، تکنیک LPR
  • نیلوفر بهرامی پناه، ایمان دانایی* صفحه 69

    در این تحقیق، محافظت از خوردگی فولاد X65 در محیط کلریدریک اسید توسط ترکیب شیف N، N - بیس (2و4- دی هیدروکسی پروپیوفنون) -2 و 2- دی متیل پروپان دی ایمین به عنوان بازدارنده خوردگی توسط روش های پلاریزاسیون پتانسیودینامیک و اسپکتروسکوپی امپدانس مورد مطالعه قرار گرفت. اندازه گیری های الکتروشیمیایی نشان دادند که این ترکیب به عنوان بازدارنده مناسب خوردگی عمل می کند و راندمان بازدارندگی با افزایش غلظت بازدارنده افزایش می یابد. هم چنین با افزایش غلظت مقاومت انتقال بار افزایش و خازن دولایه ای الکتریکی کاهش نشان دادند. اثر دما بر رفتار خوردگی فولاد کربنی بررسی گردید. با افزایش دما بازدهی کاهش پیدا می کند. جذب این بازدارنده ها بر روی سطح از مدل جذب لانگمویر تبعیت می کند. پارامترهای ترمودینامیکی با استفاده از جریان خوردگی در دماهای مختلف و استفاده از ایزوترم جذب محاسبه گردید. مقدار منفی ∆G بیانگر جذب خودبه خودی بازدارنده روی سطح می باشد. بازدارنده از نوع جذبی و مختلط است که نشان می دهد بازدارندگی به علت کاهش در فعالیت واکنش آند و کاتد می باشد. سطح فولاد در حضور و در غیاب بازدارنده توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی مورد ارزیابی قرار گرفت.

    کلیدواژگان: بازدارنده شیف، خوردگی، فولاد X65، امپدانس، لانگمویر
  • فریبا مومنی*، سید محمد موسوی خویی صفحه 81

    هدف از انجام این تحقیق ایجاد پوشش آلیاژی روی - نیکل بر روی فولاد کم کربن St12 به روش پلاسمای الکترولیتی کاتدی به منظور بهبود خواص سطحی و خوردگی فولاد می باشد. حمام الکترولیت با استفاده از محلول آبی سولفات روی و سولفات نیکل با نسبت درصد وزنی 65 به 35 درصد ساخته شد. نمونه کاری مورد نظر به کاتد یک منبع ولتاژ قوی با دو جریان مستقیم و مستقیم پالسی متصل شده و در داخل الکترولیت مربوطه قرار گرفت. بررسی مورفولوژی و ترکیب سطح پوشش، توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و دستگاه تفرق اشعه ایکس (XRD) انجام گردید که نتایج حاکی از تشکیل پوشش آلیاژی NiZn8 بر سطح فولاد و ایجاد یک مورفولوزی منحصر به فرد می باشد. نتایج نشان می دهد پوشش ایجاد شده از طریق جریان پالسی در مقایسه با جریان مستقیم از ضخامت کمتر و مورفولوژی منظم تری برخورداراست. این امر با توجه به دو پدیده انحلال بیشتر و عدم تشکیل پوشش در زمان قطع جریان توجیه و تفسیر می گردد. همچنین نتایج حاصل از زبری سنج نشان داد پوشش حاصل از جریان پالسی، زبری کمتری را در مقایسه با پوشش ایجاد شده از طریق جریان مستقیم داشته و این زبری با افزایش فرکانس پالسی از 100 به 1000 هرتز افزایش می یابد. رفتار خوردگی این پوشش به وسیله روش های پلاریزاسیون تافلی در محلول کلرید سدیم (NaCl) 5/3 درصد وزنی نشان داد که این تغییر ترکیب در سطح فولاد باعث بهبود خواص خوردگی فولاد می شود. پتانسیل پوشش آلیاژی روی نیکل به دلیل حضور عنصر نیکل دارای مقاومت به خوردگی کمتری درمقایسه با پوشش فلزی روی خالص بوده و سبب حفاظت فولاد پایه از طریق خوردگی گالوانیک می شود.

    کلیدواژگان: پوشش آلیاژی روی، نیکل، پلاسمای الکترولیتی کاتدی، جریان پالسی، پلاریزاسیون، مقاومت خوردگی
|
  • J. Shafieyan, E.Saebnoori*, M. Jafarzadegan Page 7

    In this study, plates of 304 stainless steel and st37 steel were welded together by friction stir welding which has been set at a welding speed of 50 and 100 mm/min and tool rotational speed of 400, 600 and 800 rpm in order to study the effect of parameter variations on micro structure and corrosion resistance. Samples were cut from the cross section of the joint and metallographic imaging was performed after etching. For the corrosion resistance evaluation, samples were immersed in Ferric Chloride and acetic acid 2M and then were studied by macroscopic imaging and stereograms also Tafel polarization and electrochemical impedance spectroscopy (EIS) tests have been performed in 3.5% NaCl solution in order to verify weight loss results. The results showed that the corrosion rate of the St37 base metal is more than other parts of the joint. On the other hand, all parts of stainless steel 304 was galvanically protected. The best corrosion resistance among all the weld areas were determined for the weld at the tools rotational speed of 800 rpm due to minimum grain growth by heating.

    Keywords: Friction stir welding, Corrosion behavior, Immersion testing, Tafel Polarization, Electroche mical Impedance Spectroscopy, Carbon steel st37, Stainless steel 304
  • B. Hamrahi*, A. Fattaholhoseini, A. Pourghasemi Hanza Page 21

    In most oil and gas industry, the corrosion rate of metals is accelerated by the presence of sulfur containing ions such as H2S species. In this study, acidic sour water corrosion of API 5L Gr.B carbon steel in oxygen-free Na2SO4㖭 solution in the presence different concentrations of bisN-(3-nitrobenzyl)benzamide as corrosion inhibitor at temperature of 25˚C were investigated by electro impedance spectroscopy and potentiodynamic polarization technique. Potentiodynamic polarization curves showed that the inhibitor decreased the corrosion rate of API 5L carbon steel by postponing hydrogen evolution. The results showed that the inhibition efficiencies of carbon steel increased significantly with the increase of concentration of inhibitor. The inhibition efficiencies, calculated from impedance results, show the same trend as those obtained from polarization measurements.

    Keywords: Acidic sour water corrosion, API 5L Gr.B steel, Corrosion inhibitor, Polarization technique, EIS
  • A. Farzaneh, Sh. Khameneh Asl*, M. G. Hosseini Page 31

    Nickel- Silica (SiO2) nanocomposite films with various SiO2 contents (0, 2, 5 and 10 g/l) were prepared using a nickel watts plating bath. After deposition of nanocomposite coatings, the surface of coatings were treated by silane base composition by self-assemble method. The nano composite films were characterized by means of XRD, atomic force microscopy (AFM) and scanning electronic microscope. Their water repellencies were also measured. Corrosion performance of the coatings was examined using potentiodynamic polarization and electrochemical impedance spectroscopy (EIS). The results show that the Ni-SiO2 nanocomposite coating has corrosion resistance better than the Ni coating. Also, adding silica nanoparticles ends to increase the roughness and better water repellency. The corrosion current in the nano composite coating with 10 g/l SiO2 was 0.4 μA/cm2 and for pure nickel coating was 2 μA/cm2.

    Keywords: Ni, SiO2 nanocomposite coatings, electrochemical performance, Contact angle, superhydrophobicity
  • M. Hassanzadeh*, K. Rahmani Page 43

    Investigation of Persian Gulf seawater corrosion effect on the carbon steels and welded pieces used in construction of metallic storage tanks is important from this point of view that this investigation may result in using this seawater to do hydro test of these tanks. If the results of this evaluation be positive, it will have lots of economic and environmental advantages. In order to achieve this target in this study, at first a 15 mm thickness plate of ASTM A283 Grade C low carbon steel was welded by E7018 electrode then quality controlled by radiography test and its microstructure evaluated by macro and micro etch tests and also hardness test was done for it. Furthermore chemical composition, pH, conductivity and SRB amount within the water has been measured too. Then corrosion rates for each one of these mentioned steel and electrode in Persian Gulf seawater were measured by electrochemical method of linear polarization resistance and also immersion test. Then corrosion product and corroded surface were analyzed by EDS and SEM methods. Results of polarization and immersion tests proved that E7018 electrode is anode compared to ASTM A283 Grade C steel and this result was confirmed by SEM images.

    Keywords: Corrosion, Seawater, Carbon Steel, Weldment, Storage Tank, Hydrotest, Persian Gulf
  • M. Afshari*, A. Nouri Delavar Page 59

    This paper reports on the failure analysis of tubes from a conventional shell tube type heat exchanger in one of the compression stages used to cool the compressed natural gas. The heat exchanger is a one pass type with a tube bundle with straight tubes. Both the tubes and shell being manufactured from carbon steel. The service fluid at the shell side is anti-freezing solution while it is compressed natural gas at the tube side. The cause of the failure was thoroughly investigated using visual examination, chemical analysis and metallographic studies using optical microscope while the surface of corroded material were studied using scanning electron microscope. Electrochemical studies were performed by linear polarization resistance technique, while X-ray diffraction, X-ray fluorescence and EDS analysis was conducted on residual corrosion products. The investigation revealed that corrosion had occurred on outer surface of the tubes in areas exposed to coolant fluid. The evidence indicated that, penetration of oxygen inside coolant fluid resulting in glycol oxidation and has led the production of acid which was the main cause of the corrosion. The presence of copper on the outer surface of tubes had accelerated the corrosion process by galvanic corrosion effect.

    Keywords: Shell tube heat exchanger, Failure analysis, Localized corrosion, Carbon steel, Gas cooler, LPR Technique
  • N. Bahramipanaha, I. Danaeeb* Page 69

    The corrosion inhibition of mild steel in 1 mol/l HCl N,N′-bis (2, 4 - dihydroxypropiophenone) - 2, 2 - dimethylpropandiimine has been investigated by using potentiodynamic polarization and electrochemical impedance spectroscopy. All electrochemical measurements suggested that this compound was a suitable corrosion inhibitor for mild steel and the inhibition efficiency increased with the increase in inhibitor concentration. In addition, charge transfer resistance increased and double layer capacitance decreased with increasing inhibitor concentrations. The effect of temperature on the corrosion behavior of mild steel with the addition of the Schiff base was studied. With increasing temperature, the inhibition efficiency decreased. Adsorption of this inhibitor follows the Langmuir adsorption isotherms. The values of the thermodynamic parameters were calculated by the corrosion currents at different temperatures and using the adsorption isotherm. The negative sign of ΔG indicated spontaneous adsorption of inhibitor on steel surface. The morphology of mild steel surface in the absence and presence of inhibitor was examined by scanning electron microscopy.

    Keywords: Schiff base inhibitor, X65 steel, Corrosion, Impedance, Langmuir
  • F. Momeni*, M. Mousavi Khoee Page 81

    The purpose of this work is formation of the Zn-Ni alloy coating on the st12 low carbon steel specimens by plasma electrolyte saturation method in order to improve surface and corrosion properties. Electrolyte bath consisted of sulphate aqueous solution and magnesium sulphate by 35-65 ratios. Working specimens was connected to the high voltage source with direct current and and pulsed direct then was immersed in corresponding electrolyte. The morphology and composition of the coated surface was investigated by scanning electron microscope (SEM) and X-ray diffraction (XRD). The results showed that NiZn8 alloy coating has been formed on the specimen’s surface with unique morphology. Results show Coatings generated by pulse current are thinner than Coatings generated by direct current and have more regular morphology. This phenomenon is due to the higher solubility and the absence of coating formation in the cutout time. The results of roughness showed coating of the pulsed, lower roughness compared to coating generated by direct current, and the pulse frequency of 100 to 1000 Hz with increasing roughness increases.Corrosion behavior of the coating was investigated by linear polarization tests in %3.5 Wt NaCl solution. The results showed that corrosion behavior improved due to surface composition changes. Because of the existence of magnesium in Ni-Zn Alloy coating, the coating potential was lower than pure zinc coating potential, therefore alloy coating protect steel surface through galvanic corrosion.

    Keywords: Ni, Zn alloy coating, cathodic electrolyte plasma, Pulse Current, polarization, corrosion resistance