فهرست مطالب
مجله علوم و مهندسی خوردگی
سال یازدهم شماره 2 (پیاپی 40، تابستان 1400)
- تاریخ انتشار: 1401/01/24
- تعداد عناوین: 6
-
-
صفحات 7-20
در این پژوهش بازدارندگی خوردگی عصاره پوست نارنج بهعنوان بازدارنده سبز و دوستدار محیطزیست بر خوردگی فولاد AISI-1030 در محیط اسیدسولفوریک 1 مولار بررسی شده است. در مطالعات صورتگرفته با استفاده از روشهای کاهش وزن (WL)، امپدانس الکتروشیمیایی (EIS) و پلاریزاسیون پتانسیودینامیک (PDP) بازدهی مورد بررسی قرار گرفت. تمامی آزمونها همخوانی خوبی داشتند و نشان دادند که با افزایش غلظت بازدارنده بازدهی افزایش مییابد. امپدانس نشان داد که عصاره پوست نارنج یک لایه محافظ بر روی سطح فلز تشکیل میدهد و با استفاده از mg/L 1500 بازدارنده بازدهی 98 درصد ایجاد میشود. منحنیهای پلاریزاسیون نشان دادند که بازدارنده هم واکنش آندی و هم کاتدی را تحت تاثیر قرار میدهد و از نوع بازدارنده مختلط است. بررسیهای ترمودینامیکی و جذب نشان دادند که جذب بازدارنده بر روی سطح از مدل جذب ایزوترم لانگمایر پیروی میکند و جذب بهصورت خودبهخودی هم از نوع فیزیکی و هم شیمیایی صورت میگیرد. همچنین خصوصیات شیمیایی بازدارنده سبز توسط طیفسنجی تبدیل فوریه فروسرخ (FTIR) بررسی شد که حضور O و N و گروه آروماتیک در پوست نارنج را بهعنوان عوامل موثر بر بازدارندگی خوردگی نشان میدهد.
کلیدواژگان: بازدارنده، خوردگی فوالد نرم، عصاره پوست نارنج، بازدارنده سبز، اسیدسولفوریک، 1030-A -
صفحات 21-31
در این مقاله ضریب بازتاب امواج فراصوت هدایت شده از سطح یک عیب خوردگی محیطی جهت یافتن رابطهای بین این ضریب و اندازهی عیب بررسی شدهاست. در ابتدا با حل معادلات حاکم بر انتشار موج به روش ماتریس کلی و با توجه به شرایط مرزی موجود در لوله، نمودارهای تجزیه سرعت فاز و سرعت گروه استخراج شده، سپس شبیهسازی انتشار موج با استفاده از نرمافزار اجزاء محدود آباکوس انجام شده است. به منظور تولید موج در لوله از مود طولی (2,0)L که از خصوصیات فرکانسی مناسبی برخوردار است استفاده شده است. پس از بررسی همگرایی، انتشار موج در لولهی دارای عیب با ابعاد مختلف بررسی شده است. در شبیهسازی انتشار موج، بخشی از موج تولید شده پس از برخورد به عیب، انعکاس پیدا کرده و مودهای مختلفی حاصل شده که با محاسبهی سرعت مودهای بازگشتی و مقایسهی این سرعتها با نمودار تجزیه سرعت گروه در فرکانس 170 کیلوهرتز، اولین مود بازتابی مود (2,0)L و دومین مود بازتابی، مود (2,1)F میباشد. با توجه به ابعاد مختلف عیب، ضرایب بازتاب مختلفی حاصل شده و مشاهده شده که با افزایش عمق عیب، ضریب انعکاس موج بازتابی طولی نیز افزایش پیدا میکند. در این مقاله همچنین تاثیر پهنای خوردگی محیطی بر روی ضریب انعکاس موج طولی نیز بررسی شده و مشاهده شده که ضریب انعکاس امواج فقط به عمق عیب بستگی داشته و با تغییر پهنای خوردگی محیطی تغییر چندانی ندارد.
کلیدواژگان: امواج فراصوت هدایت شده، نمودارهای تجزیه، ضریب بازتاب، روش اجزاء محدود، عیب خوردگی محیطی، امواج طولی -
صفحات 33-43
سالانه حجم بسیاری از آب به خاطر خوردگی خطوط انتقال هدر میرود در شرایطی که همواره با مشکل کمبود آب آشامیدنی و صنعتی مواجه هستیم. اهمیت انتقال و توزیع انواع آبهای صنعتی نظیر آب آشامیدنی، آب یوتیلیتی، آب آتشنشانی، آب دیونیزه شده و آب خنککننده بر کسی پوشیده نیست. خوردگی داخلی لولههای آب به عنوان یکی از معضلات صنعتی مطرح بوده و همواره کنترل آنها با توجه به اهمیت موضوع مدنظر بوده است. عدم کنترل و نگهداری مناسب سیستمها از دیدگاه خوردگی هزینههای هنگفتی را به صنعت و محیط زیست تحمیل میکند. در این پژوهش میزان رسوب گذاری، خورندگی و ریشهیابی علت تغییر رنگ آب در شبکه توزیع و انتقال آب آشامیدنی یکی از پالایشگاههای کشور مورد ارزیابی واقع گردیده است. برای دستیابی به پاسخ این مسیله از روشهایی نظیر ارزیابی میدانی، نمونه برداری، ماکروگرافی، آنالیز شیمیایی آب، استفاده از روابط ریاضی محاسبه اندیسهای آب و تجزیه و تحلیل آماری استفاده شده است.
کلیدواژگان: ارزیابی رسوب گذاری و خورندگی آب، خوردگی لوله آب، خوردگی در سیستم انتقال و توزیع آب آشامیدنی، تغییر رنگ آب -
صفحات 45-52
در این پژوهش به بررسی علت به وجود آمدن ترکهای خوردگی تنشی در بدنه درایرهای 2DR-1745 و DR-1402 مربوط به شرکت پتروشیمی شهید تندگویان واقع در منطقه ویژه اقتصادی پتروشیمی بندر ماهشهر پرداخته شده است. این درایرها به عنوان خشک کننده پودر اسید ترفتالیک در واحدهای CTA-2 و CTA1 می باشد. کیک مرطوب پس از عبور از تجهیزات RVF با رطوبت حدود 14% و C 90 دمای به درایر وارد شده و در نهایت با رطوبت کمتر از 1/0% و دمای حدود C 140 از آن خارج و به سیلوها ارسال میگردد. پس از اعلام واحد بهرهبرداری مبنی بر مشاهده نشتی اسید از زیر عایق بخش ابتدایی درایر مقرر شد که در اولین فرصت، این موضوع مورد بررسی قرار گیرد. لذا پس از توقف واحد و پس از شست و شوی درایر عایق اطراف آن باز گردید و مشخص شد که دیواره تجهیز از چند نقطه ترک برداشته و نشتی رو به بیرون پیدا کرده است. در این پژوهش به بررسی علت ایجاد نشتی و ترک در بدنه این تجهیزات پرداخته شده است.
کلیدواژگان: ترک خوردگی تنشی، تنش باقیمانده، استنلس استیل آستنیتی، یون برم -
صفحات 53-64
افزایش ضخامت لایه اکسیدی موجود بر روی سطح آلیاژ تیتانیوم بوسیله فرایندهای الکتروشیمایی همانند آندایزینگ منجر به بهبود مقاومت به خوردگی و در نهایت افزایش طول عمر ایمپلنتهای تیتانیومی در محیط بدن انسان میگردد. در میان پارامترهای موثر بر روی خواص لایه آندایز ایجاد شده، ولتاژ فرایند با توجه به فرایندهای سینتیکی و ترمودینامیکی از اهمیت بسزایی برخوردار است. در این مقاله زیرلایهی تیتانیومی گرید 2 تحت فرایند آندایزینگ در محلول اسید سولفوریک در ولتاژهای مختلف همانند 3، 6، 9 و 21 ولت، دمای الکترولیت 60 درجه سانتیگراد و مدت زمان 30 ثانیه قرار گرفتهاند. سپس رفتار فازی، ساختاری و مورفولوژی، و همچنین رفتار خوردگی پوشش به ترتیب بوسیله GIXRD، FESEM و آزمونهای الکتروشیمیایی همانند امپدانس الکتروشیمیایی در محلول شبیهسازی بدن انسان در دمای 37 درجه سانتیگراد مورد ارزیابی قرار گرفتهاند. آنالیزهای GIXRD و FESEM نشاندهنده ایجاد پوشش اکسید تیتانیوم با ساختار هگزاگونال است که با افزایش ولتاژ تا 6 ولت، سطحی یکنواختتر و صافتر حاصل شد، اما افزایش بیشتر ولتاژ تا 9 و 21 ولت، منجر به سطحی خشنتر و زبرتر گردیده است. همچنین نتایج بررسی رفتار خوردگی نشان داد، افزایش ولتاژ آندایزینگ تا 6 ولت به دلیل وجود سطح یکنواختتر و صافتر که بیانگر کمتر بودن نواقص سطحی است، منجر به بیشترین مقاومت انتقال بار را در 1 و 24 ساعت غوطهوری در محلول SBFبه میزان 37354 و58127 (Ω.Cm2) نسبت به دیگر نمونههای آندایزشده گردیده است.
کلیدواژگان: آندایزینگ، ایمپلنت تیتانیومی، ولتاژ، محلول شبیه سازی بدن انسان، رفتار خوردگی -
صفحات 65-76
در بررسی حاضر، ابتدا پودر نانوساختار NiCrAlY با استفاده از روش آسیای مکانیکی پرانرژی تهیه شده و سپس پوشش نانوساختار بدست آمده با استفاده از روش پاشش HVOF بر روی زیرلایههای فولادی و سوپرآلیاژ IN-738، اعمال شد. سپس مشخصههای ساختاری و رفتار اکسیداسیون ایزوترم اولیه پوششهای متداول و نانوساختار NiCrAlY، مورد ارزیابی و تجزیه و تحلیل قرار گرفت. ارزیابیهای ساختاری و فازی پودرها و پوششهای شکلگرفته از آنها توسط روشهای میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (FESEM)، میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM)، آنالیزعنصری EDS و آنالیز پراش پرتو ایکس (XRD) انجام شد. جهت بررسی اکسیداسیون دمابالای پوششها از روشهای اکسیداسیون ایزوترم در دمای 1050 درجه سانتیگراد به مدت 5 ساعت استفاده شد. لایه اکسیدی نازک شکل گرفته با روش آنالیز سطحی XPS مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج اکسیداسیون نشان داد که پوشش نانوساختار NiCrAlY، مقاومت و پایداری در برابر اکسیداسیون همدما و سیکلی بالاتری را نسبت به پوشش متداول از خود نشان میدهد. افزایش مقاومت به اکسیداسیون در پوشش نانوساختار NiCrAlY به دلیل کنترل رشد لایه اکسیدی و با تشکیل سریعتر پوسته آلومینایی بر روی سطح پوشش اکسید شده و محافظت بشتر این پوسته در رابطه با نفوذ عناصر و رشد بیشتر پوسته اکسیدی نسبت داده میشود.
کلیدواژگان: پوشش نانوساختار NiCrAlY، پوشش دهی HVOF، اکسیداسیون اولیه، پوسته اکسیدی آلومینا
-
Pages 7-20
In this research, the corrosion inhibition of Citrus Aurantium peel extract as a green and environmentally friendly inhibitor on the corrosion of mild steel in 1 M sulfuric acid media has been investigated. The studies were evaluated using weight loss (WL), electrochemical impedance (EIS) and potentiodynamic polarization (PDP) methods. And all the tests were in good agreement and showed that the efficiency increases with increasing concentration of inhibitor. EIS showed that the Citrus Aurantium peel extract formed a protective layer on the metal surface and a yield of 98% was achieved using 1500 mg / L inhibitor. Polarization curves showed that the inhibitor affects both anodic and cathodic reactions and inhibitor is a mixed inhibitor. Thermodynamic and adsorption studies showed that the inhibitor adsorption on the surface follows the Langmuir adsorption isotherm model and the adsorption is spontaneous both physically and chemically. Also, the chemical properties of green inhibitor were investigated by FTIR, which shows the presence of O and N and aromatic groups in Citrus Aurantium peel as effective factors in corrosion inhibition.
Keywords: Inhibitor, mild steel corrosion, Citrus Aurantium Peel Extract, green inhibitor, H2SO4, AISI-1030 -
Pages 21-31
In this article, reflection coefficient of ultrasonic guided waves from surface of a circumferential corrosion is evaluated to find the relation between this coefficient and the size of defect. In the present work, firstly, by solving the governing equations of the wave propagation with general matrix method and according to the boundary conditions in the pipe, dispersion curves of the phase velocity and group velocity were obtained, then simulation of wave propagation was performed using Abaqus finite element software. In this method, a longitudinal L(0,2) mode, which has good frequency characteristics, was used to generate the wave in the pipe. After determining the convergence, the wave propagation was carried out in the pipe with different dimension of defect. It was observed that part of the generated wave after collision to defect was reflected and various modes were generated that the first reflected mode was L(0,2) and the second reflected mode according to the group velocity dispersion curves of different modes was F(1,2). Different reflection coefficients were obtained due to different dimension of defects, and it was observed that with increasing defect depth, the reflection coefficient of the reflected wave also increased. In this article, the effect of circumferential corrosion width on the reflection coefficient of longitudinal wave has been investigated and it has been observed that the reflection coefficient of waves depends only on the depth of the defect and does not change much with the change of circumferential corrosion width.
Keywords: Ultrasonic guided waves, Dispersion curves, Reflection coefficient, Finite elementmethod, Circumferential Corrosion, Longitudinal waves -
Pages 33-43
Every year, a large amount of water is wasted due to corrosion of transmission lines, in a situation where we always face the problem of water shortage. The importance of transferring and distributing various types of industrial water such as drinking water, utility water, fire water, deionized water and cooling water is not hidden from anyone. Internal corrosion of water pipes has been considered as one of the industrial problems and their control has always been considered according to the importance of the issue. Lack of proper control and maintenance of systems from a corrosion point of view imposes huge costs on humans, industry and the environment. In this study, the amount of sedimentation, corrosion and root cause of water discoloration in the distribution and distributing network of drinking water in one of the refineries of Iran has been evaluated. Methods such as field evaluation, sampling, macrography, chemical analysis of water, mathematical relations, calculation of water indices and statistical analysis have been used to answer this question.
Keywords: Evaluation of sedimentation, water corrosion, water pipe corrosion, corrosion indrinking water transmission, distribution system, water discoloration -
Pages 45-52
This research has been to investigate the cause of the stress corrosion cracking on dryer equipment (2DR-1745 & DR-1402) in Shahid Tondguyan Petrochemical Company (STPC). This dryer is as a drying powder Terphetalic acid in CTA2 and CTA1 units. After passing through RVF equipment wet cake moisture content of about 14% and temperature of 90C changed in to dry cake with a moisture content of less than 0.1% and the final temperature of about 140C and sent out Final Silos. After declaration of the operation department concerning the observation of acid leakage under the primary insulation was decided that at the first opportunity, this issue must be investigated. So, after the shutdown of unit and after washing the dryer wall, insulation around wall opened and it was found crack and leakage from some points.
Keywords: Stress Corrosion cracking, Residual stress, Austenitic stainless steel, Brion -
Pages 53-64
Increasing the thickness of the oxide layer on the surface of the titanium alloy by electrochemical processes such as anodizing, leads to improved corrosion resistance and ultimately increase the lifespan of titanium implants in the human body. Among the parameters affecting the properties of the anodized layer, process voltage is of great importance with respect to kinetic and thermodynamic processes. In this paper, titanium substrate is subjected to anodizing process in sulfuric acid solution by different voltages such as 3, 6, 9 and 21 volts, electrolyte temperature of 60 ° C and duration of 30 seconds. Then the fuzzy, structural and morphological behavior, as well as the corrosion behavior of the coating are evaluated by GIXRD, FESEM and electrochemical tests such as electrochemical impedance in the simulated body fluid (SBF) solutionat 37 °C, respectively. GIXRD and FESEM analyzes show the formation of a titanium oxide coating with a hexagonal structure, which with increasing voltage up to 6 volts, a smoother and smoother surface was obtained, but further increase of voltage up to 9 and 21 volts, resulted in a rougher surface. Also, the results of corrosion behavior showed that increasing the anodizing voltage up to 6 volts due to the presence of a more uniform and smoother surface, which indicates less surface imperfections, led to the highest load transfer resistance in 1 and 24 hours of immersion in SBF solution at 37354 And 58127 (Ω .Cm2 ) compared to other anodized samples.
Keywords: Anodizing, Titanium implants, Voltage, Simulated body fluid (SBF) solution, Corrosion behavior -
Pages 65-76
Conventional and vacuum heat treated nanostructured NiCrAlY coatings were applied using the high-velocity oxy-fuel (HVOF) process. The microstructural examinations of the as-received and nanostructured powders as well as their developed coatings were then analyzed using field emission scanning electron microscope (FESEM) equipped with energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS), transmission electron microscope (TEM) and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) analyses. For investigating oxidation behavior, the coated specimens were subjected to isothermal oxidation testing at 1050 ºC up to 5 h under air atmosphere. The results indicated that the nanostructured NiCrAlY coating has a lower oxide growth rate compared with the conventional coating due to the controlling the diffusion of Al-ions by the higher volume fraction of grain boundaries in the coating structure.
Keywords: Nanostructured NiCrAlY, HVOF, Alumina oxide scale, Early oxidation