فهرست مطالب
مجله علوم و مهندسی خوردگی
سال دهم شماره 2 (پیاپی 36، تابستان 1399)
- تاریخ انتشار: 1400/11/01
- تعداد عناوین: 6
-
-
حفاظت از خوردگی فولاد کربنی با پوشش اپوکسی حاوی نانولوله های حامل بازدارنده DMIصفحه 2
در این پژوهش پوشش اپوکسی حاوی نانولوله های خاک رس به عنوان ظرفی با ابعاد نانو برای بارگذاری بازدارنده سنتز شده 3، 4-دی هیدرو-3-]2-مرکاپتوتیازولاین[ایندول-2-وان (DMI) جهت کنترل خوردگی فولاد کربن L Grade B5 API در محلول 5/3 درصد وزنی NaCl به کارگرفته شد. برای تایید کپسوله شدنDMI در HNTs، از روش طیف سنجی تبدیل فوریه مادون قرمز (FTIR) استفاده شد. به منظور خروج بازدارنده از تکنیک رسوب لایه به لایه به کمک مواد پلی الکترولیت ضعیف پلی اتیلن ایمین شاخه ای (BPEI) و پلی اتیلن-کو-اکریلیک اسید (PEAA) بر سطحHNTs استفاده شد. آزمون طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی (EIS) برای ارزیابی عملکرد مقاومت خوردگی، 1، 5/2 و 5 درصد وزنی HNTs پخش شده در پوشش اپوکسی و بارگذاری شده با بازدارندهDMI ، مورد استفاده قرار گرفت. مطالعات مورفولوژی به کمک میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) انجام شد. طبق نتایج آزمون EIS مقدار بالاتر مقاومت انتقال بار و مقدار پایین تر عنصر فاز ثابت دولایه الکتریکی نشان دهنده عملکرد مقاومت خوردگی مطلوب پوشش اپوکسی، در مقایسه با پوشش اپوکسی بدون مواد افزودنی بود. بیش ترین حفاظت از خوردگی مربوط به پوشش wt% DMI-loaded HNTs 5/2 بود که به عنوان درصد وزنی بهینه معرفی شد. این پوشش میزان مقاومت انتقال بار را به 2KΩ×cm- 5920 افزایش داد و کاهش ظرفیت خازنی دولایه الکتریکی به 2 μsn ×cm-97/2 را به دنبال داشت.
کلیدواژگان: فولاد کربنی، نانولوله هالوسایت، کپسوله سازی، بازدارنده آلی خوردگی، پوشش اپوکسی -
بازرسی مبتنی بر ریسک (RBI) عیوب خوردگی در یک ایستگاه گازصفحه 4
یکی از روش‌های مدیریت خوردگی بازرسی و به‌ویژه بازرسی مبتنی بر ریسک (RBI) است. گاهی درصد عمده‌ای از کل واحد ریسک، در بخش ناچیزی از تجهیزات متمرکز است که با استفاده از مدیریت ریسک می‌توان درصد آن را کاهش داد. در این پژوهش برای یک ایستگاه گاز با در نظر گرفتن اجزای آن (خطوط لوله، فیلترها و...)، روش نیمه کمی بازرسی مبتنی بر ریسک به‌منظور شناسایی مکانیزم تخریب موجود و رتبه‌بندی سطح ریسک تجهیزات انجام شده است. ایستگاه مورد بررسی شامل دو فاز بود و با توجه به شرایط و سوابق آن‌ها بازرسی مبتنی بر ریسک انجام شد. مکانیزم اصلی تخریب ایستگاه مورد بررسی، نازک شدگی ناشی از فرسایش و خوردگی خارجی شناسایی شد. نتایج بازرسی نشان دهنده این امر بود که اکثر تجهیزات در سطح ریسک متوسط و تعداد کمی از آن‌ها در سطح متوسط رو به زیاد قرار دارند. نرخ خوردگی تجهیزات کلاس 600 و 300 نیز با هم مقایسه شد و بررسی‌ها بیانگر این امر بود که نرخ خوردگی در جایی که افت فشار صورت گرفته بود، بیشتر بود. درنهایت با توجه به نرخ های خوردگی و ماتریس‌های ریسک به‌دست آمده چنین برآورد شد که هر چه نرخ خوردگی تجهیزات بیشتر باشد، آن تجهیز از لحاظ سطح ریسک در حالت وخیم‌تری قرار دارد.
کلیدواژگان: مدیریت خوردگی، نرخ خوردگی، بازرسی مبتنی بر ریسک (RBI)، احتمال شکست (POF)، پیامد شکست (COF)، ریسک -
صفحات 7-20
رزین پلی‌استر حلالی و پایه‌آبی به شکل سامانه‌های کوره‌ای در لایه‌ی آستری رنگ‌های اتومبیلی مصارف فراوانی دارند. در پژوهش حاضر یک رزین پلی استر پایه آبی قابل پخت با ملامین سنتز شد که در دمای 120 درجه سلسیوس و زمان حدود سی دقیقه قابلیت پخت داشت. محصول سنتز شده یک رزین تقلیل پذیر با آب می‌باشد که مراحل سنتز و خنثی سازی و رقیق سازی آن با آب طی شد و در نهایت یک پراکنه پایه آبی شیری رنگ به دست آمد. وجود پیک‌های شاخص مربوط به پلی استر در آزمون FTIR به همراه نتایج آزمون DSC گواهی بر تایید کنترل شده‌ی سنتز پلی‌استر اولیه بود. برای بررسی خواص کاربردی، رزین سنتز شده در یک سامانه‌ی پوششی در کنار یک رزین تجاری مورد ارزیابی قرار گرفت. برای بررسی چسبندگی از آزمون Pull-Off استفاده بعمل آمد. استحکام چسبندگی آن در سامانه‌ی پوششی برابر با 05/2 مگاپاسکال در مقایسه با نمونه‌ی تجاری (51/2 مگاپاسکال) حاصل شد. تصاویر دیجیتالی گرفته شده از سطح نمونه‌ها در آزمون مه نمکی نشان داد که رزین سنتز شده بعد از یک ماه قرارگیری در محیط خورنده مقاومت در برابر خوردگی قابل مقایسه‌ای نسبت به رزین تجاری دارد. آزمون طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی نشان داد که رزین سنتز شده در سامانه‌ی پوششی بعد از 15 هفته غوطه‌وری در محیط الکترولیت 5/3 درصد وزنی سدیم کلراید، دارای مقاومت امپدانس در فرکانس پایین 109×05/4 اهم سانتی متر مربع بود که نسبت به نمونه‌ی تجاری (106×75/2 اهم سانتی متر مربع) مقاومت بالاتری نشان داد.
کلیدواژگان: رزین پلی استر، تقلیل پذیر در آب، FTIR، DSC، خوردگی، امپدانس، پلاریزاسیون، چسبندگی -
صفحات 21-32
فعالیتهای گسترده‌ای در زمینه بازدارنده‌های خوردگی در تاسیسات مربوط به صنایع نفت و گاز ایران، توسط کارشناسان خبره این حوزه انجام می‌پذیرد که این اقدامات توانسته است موجب حفظ سرمایه های ملی در این صنایع شود. هدف اصلی از پیاده‌سازی نظام مدیریت خوردگی، سامان‌دهی فرآیندهای مرتبط با مهندسی خوردگی است، به‌گونه‌ای که در درازمدت و با بهبود مستمر شرایط، هزینه‌های مستقیم و غیرمستقیم ناشی از خوردگی کاهش یابد. یکی از موارد اصلی در کنترل و کاهش سرعت خوردگی و هزینه‌های ناشی از آن استفاده از بازدانده‌های خوردگی است که به انحاء مختلف در صنایع نفت و گاز مصرف می‌شود. در این پژوهش با استفاده از آخرین اطلاعات روز دنیا در زمینه انتخاب، مصرف و پایش بازدارنده‌های خوردگی، پرسش‌نامه‌هایی تهیه و جهت بررسی وضعیت موارد مذکور در میادین منتخب شرکت ملی نفت ایران توزیع گردید. بر اساس نتایج حاصله از پرسشنامه‌های تکمیلی و به روزترین پارامترهای مرتبط درزمینه مدیریت بازدارنده‌های خوردگی، هشت پارامتر جهت پایش وضعیت استفاده از بازدارنده‌های خوردگی معرفی شدند. این پارامترها در میادین مختلف شرکت ملی نفت ایراناندازه گیری شدند. بر مبنای فاکتورهای مرتبط امتیازدهی گردید. با توجه به نتایج حاصل ازین تحقیق مشخص گردید که تامین به موقع مواد شیمیایی و سیستم‌های تزریق عمده‌ترین معضل موجود در زمینه استفاده از بازدارنده‌های خوردگی هستند. در راستای حل معضلات موجود پیشنهاداتی ارایه گردید.
کلیدواژگان: خوردگی، بازدارنده، مدیریت خوردگی، بررسی میدانی -
صفحات 33-49
اشیاء برنزی در اشکال مختلف، یکی از مهم‌ترین آثاری است که از محوطه‌های عصر مفرغی جنوب‌شرق ایران به‌دست آمده است. گورستان اسپیدژ در شهرستان بزمان استان سیستان و بلوچستان یکی از محوطه‌های شاخص در این منطقه محسوب می‌شود که دارای آثار برنزی متنوعی است. بسیاری از این آثار در طول زمان تدفین‌شان در قبور تخریب و تاحدودی از بین رفته‌اند و دچار خوردگی‌های مختلفی شده‌اند. از این-رو در این پژوهش سعی شده است تا با مطالعه‌ی 6 قطعه از این آثار برنزی مکشوف به مطالعه‌ی لایه‌نگاری، مکانیزم و ریخت‌شناسی خوردگی درآنها پرداخته شود. در این رابطه از میکروسکوپ نوری (OM)، میکروسکوپ الکترونی روبشی مجهز به طیف‌سنجی پراش انرژی پرتو ایکس (SEM-EDS) و همچنین از پراش پرتوی ایکس (XRD) به‌منظور ریخت‌شناسی، لایه‌نگاری و بررسی فرایند مس‌زدایی (انحلال انتخابی مس) استفاده شده است. در نتایج به‌دست آمده از لایه‌نگاری، ساختار خوردگی بیانگر سه لایه در نمونه‌های دسته اول، پنج لایه در نمونه‌های دسته دوم و چهار لایه در نمونه‌های دسته سوم بوده است با توجه به آنچه به‌دست آمده است خوردگی نفوذ بالایی در ساختار فلزی داشته و خوردگی فعال در این نمونه‌ها اکسیداسیون مس و قلع را به همراه داشته است که در نتیجه باعث ایجاد فاز غنی از قلع در لایه‌های داخلی شده است. در اشیاء ساخته شده از برنز این ساختار مرتبط با وقوع پدیده‌ی مس‌زدایی یا انحلال انتخابی مس و و نفوذ اکسیژن به داخل ساختار فلزی در رابطه با تشکیل لایه غنی از قلع است. همچنین در یک نمونه در دسته اول (Spd2) این ساختار مرتبط با اکسید شدن مس بوده است زیرا این نمونه از مس نسبتا خالص ساخته شده است. از این رو نتایج بیانگر فرایند مس‌زدایی است. در نتایج حاکی از شناسایی فازهای خوردگی کوپریت، آتاکامیت و پاراتاکامیت است که بیانگر بیماری برنز در نمونه‌ها بوده و نیز ساختار خوردگی رخ داده در نمونه‌های مورد مطالعه با خوردگی نوع دوم در برنز‌های باستانی مرتبط است.
کلیدواژگان: بیماری برنز، لایه نگاری خوردگی، گورستان اسپیدژ بزمان، مس زدایی، انحلال انتخابی مس، XRD، SEM-EDS -
صفحات 51-65
در مقاله حاضر، جهت بهبود مقاومت به اکسیداسیون دمای بالای فولاد زنگنزن 316 AISI روکشهای از سیم جوش‌های ER446 و ER446+ 4% Al با استفاده از فرایند GTAW بر روی این فولاد رسوب داده شد. ترکیب شیمیایی، نوع فازها و ریزساختار روکش‌ها توسط میکروسکوپ نوری (OM)، میکروسکوپ الکترونی (FESEM-EDS) و تفرق اشعه ایکس (XRD) مشخص شد. رفتار اکسیداسیون نمونه‌های روکش‌کاری شده با استفاده از آزمون اکسیداسیون هم‌دما در محیط‌های هوا (دمای °C 1000) و 2SO%5/1+ هوا (دمای °C 800) ارزیابی و مقایسه شد. میزان چسبندگی اتصال فصل مشترک روکش - زیرلایه توسط آزمون استحکام برشی قبل و بعد از اکسیداسیون طبق استاندارد 264ASTM A بررسی شد. مشاهدات ریز ساختاری از مقطع عرضی نشان داد که هر دو روکش از چسبندگی خوبی با زیرلایه برخوردار بوده و هیچ‌گونه ترک حفره و ناپیوستگی در فصل مشترک روکش‌ها با زیرلایه مشاهده نگردید. نتایج آزمون استحکام برشی نشان داد که هر دو روکش قبل و بعد از اکسیداسیون دمای بالا دارای استحکام برشی بالاتری از حداقل مقدار مشخص شده (140 مگاپاسکال) در استاندارد می‌باشند. بررسی رفتار اکسیداسیون فلز پایه قبل و بعد از اعمال روکش نشان داد که اعمال روکش به‌ویژه روکش حاوی آلومینیوم قویا باعث کاهش نرخ اکسیداسیون (بهبود مقاومت به اکسیداسیون) در هر دو محیط اکسیدکننده گردیده است. در مراحل اولیه اکسیداسیون، واکنش‌های شیمیایی در فصل مشترک پوسته اکسیدی و فلز کنترل‌کننده بوده و بعد از آن تا پایان آزمایش نفوذ و انتقال اکسیژن و یون‌های مهاجم از پوسته اکسیدی به فصل مشترک کنترل‌کننده فرایند اکسیداسیون بوده است. مشخص شد که سینتیک اکسیداسیون هر دو روکش از قانون اکسیداسیون سهمی پیروی می‌کند و روکش حاوی 4% Al آلومینیوم مقدار ثابت سرعت اکسیداسیون (kP) را 16 برابر بیشتر از روکش بدون آلومینیوم کاهش داده است. نتایج نشان داد که حضور گاز 2SO نرخ اکسیداسیون هر دو روکش را افزایش داده است.
کلیدواژگان: اکسیداسیون دمای بالا، چسبندگی، روکش جوشی، فولاد مقاوم به حرارت فریتی، فصل مشترک، رقت
-
Pages 7-20
Solvent and water-based polyester resins are used in many different applications; one of them is the automotive paints' primary layers. In this research, a water-reducible polyester resin curable with melamine was synthesized (PS1). This resin was cured for 30 minutes with a temperature of 120 ̊C. The final product is a water-reducible resin, which was synthesized, neutralized and diluted with water, and consequently, a milky white water-based dispersion was obtained. The indicating peaks of the Fourier Transform Infrared (FTIR) test alongside the results of the Differential Scanning Calorimetry (DSC) test were proof to confirm the control over the polyester resin synthesis. To evaluate the anti-corrosion and adhesion properties, the synthesized resin in a full-coating system was compared with a commercial resin. The pull-off test was used to check the adhesion strengths. PS1 (polyester resin) coating system revealed an adhesion strength value of 2.05 MPa compared to 2.51 MPa for RW100. Digital images taken from the samples' surface in the salt spray test showed that after one month in a corrosive environment, synthesized resin has better anti-corrosion resistance than commercial sample. Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS) test indicated that after 15 weeks of immersion in the 3.5% sodium chloride electrolyte solution, the synthesized resin system indicated an impedance resistance at low frequency of 4.05 ×109 ohm.cm2, which is more than the Daotan VTW 1225 (2.75 ×106 ohm.cm2).
Keywords: Unsaturated polyester resin, Water reducible resin, FTIR, Corrosion, Adhesion -
Pages 21-32
Extensive activities about corrosion inhibitors in facilities related to Iran's oil and gas industry are carried out by experts in this field, which have been able to preserve national capital in these industries. The main purpose of implementing a corrosion management system is to organize the processes related to corrosion engineering, so that in the long run and with continuous improvement of conditions, the direct and indirect costs of corrosion are reduced. One of the main factors in controlling and reducing the rate of corrosion and its costs is the use of corrosion inhibitors, which are used in various ways in the oil and gas industry. In this study, using the latest information in the field of selection, consumption and monitoring of corrosion inhibitors, questionnaires were prepared and distributed in the selected fields of the National Iranian Oil Company (NIOC). Based on the results of supplementary questionnaires and the most up-to-date relevant parameters in the field of management of corrosion inhibitors, eight parameters were introduced to monitor the use of corrosion inhibitors. These parameters were measured in selected fields of NIOC. Results showed that timely supply of chemicals and injection systems are the main problem in the use of corrosion inhibitors. Suggestions were made to solve the existing problems
Keywords: Corrosion, Inhibitor, Corrosion Management, Field study -
Pages 33-49
The ancient bronze artifacts (archaeological objects) in various forms are one of the most important artifacts that have been discovered from excavated Bronze Age sites, southeast Iran. various bronze artefacts belonging to Bazman Spidej Cemetery one of the notable archaeological sites, Sistan and Baluchestan, Iran. More of these artifacts have been deteriorated and partially destroyed due to long-term burial environment, suffer from various corrosion occurs on the surface of or inside the bronze artifacts. this research in an attempt to study type and corrosion process, as well as the study of their corrosion stratigraphy of the six discovered bronze artifacts. In this regard, these artefacts have examined to study by analytical methods such as optical microscopy (OM), scanning electron microscopy with coupled energy-dispersive spectroscopy (SEM-EDS) and also from X-Ray diffraction (XRD) measurements to examine the corrosion stratigraphy and decuprification (selective dissolution of copper) process. The results show effect of corrosion stratigraphy, the corrosion structure indicates three inner layers in two samples and two inner layers in three samples, and also the layer of outer corrosion layer was also detected in all samples in the sample types except one sample (Spd4). In the bronze artifacts, this structure is associated with the occurrence of decuprification (selective dissolution of copper) process. and the infiltration of oxygen into the metal core in linked to the formation mechanism of tin rich layer. Therefore, the results indicate the decuprification process in all samples except one sample (Spd2). The results indicate the identification of three different corrosion phases including Cuprite, atacamite and paratacamite, which indicates bronze disease in the existing samples and also The structure of corrosion occurred in the study samples study Is related to. corrosion II type in bronze artifacts.
Keywords: bronze disease, corrosion stratigraphy, Bazman Spidej Cemetery, Selective Dossolution of Copper, XRD, SEM-EDS -
Pages 51-65
In the present paper, in order to improve the high temperature oxidation resistance of 316 AISI stainless steel, claddings of ER446 and ER446 + 4 wt. % Al filler wires were deposited on this steel using GTAW process. The chemical composition, phase types and microstructure of the claddings were determined by light microscopy (OM), electron microscopy (FESEM-EDS) and X-ray diffraction (XRD). The oxidation behavior of the cladded samples was evaluated and compared using isothermal oxidation test in air (at 1000 °C) and air + 1.5% SO2 (at 800 °C) environments. The adhesion of the interface between the claddings and the substrate was measured by shear strength test before and after oxidation according to ASTM A264 standard. Microstructural observations from the cross section showed that both claddings had excellent adhesion to the substrate and no cavities and discontinuities were observed in the interface between the claddings and the substrate. The results of shear strength test showed that both claddings before and after high temperature oxidation have higher shear strength than the minimum value specified (140 MPa) in the ASTM A264 standard. l Evaluation of the oxidation behavior of the base metal before and after the exert of the coating showed that the claddings (especially with present 4% Al) strongly reduced the oxidation rate (improving the oxidation resistance) in both oxidizing environments. In the early stages of oxidation, chemical reactions at the interface between the oxide scale and the metal controlled the oxidation reaction, and after primarily stages until the end of examination, the diffusion and transfer of oxygen and aggressive ions through the oxide scale toward the interface controlled the oxidation process. It was found that the oxidation kinetics of both claddings follow the parabollic law of oxidation and the cladding containing 4% Al had a constant oxidation rate (kp) 16 times lower than the coating without aluminum. The results showed that the presence of SO2 gas increased the oxidation rate of both claddings.
Keywords: Oxidation, Weld Caldding, Ferrite Heat-Resistant Stainless Steel, Shear Strength, Interfac
©2000-2024 magiran.com All Rights Reserved.