Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Initial analysis of the influence of environmental factors on the strength of transport belts

Kaizer Adam, Panasiuk Katarzyna, Parchem Julia

Zeszyty Naukowe Politechniki Morskiej w Szczecinie

|

2025

|

nr 82 (154)

42--47

EN

Transport belts are one of the most important parts of the equipment designed to secure the load during transport and movement. They are used in many branches of industry, depending on their strength and resistance to environmental factors. Therefore, their strength affects not only the effectiveness of cargo protection and the limitation of cargo losses but, especially, its safety. This article presents the influence of external factors on the strength of the material from which the fastening belts are made. In the introduction, the most commonly used types of belts are described alongside their main applications. The next part of the paper focuses on research on the influence of environmental factors and the impact of the level of utilization on the strength of transport belts. For this purpose, belts free from the influence of environmental factors are compared with belts that had previously been placed in a salt chamber for 90 days. Strength tests are carried out using a testing machine. The aim of these tasks is to determine the impact of the maritime environment on the tensile strength of transport belts and, more specifically, on the breaking force. The obtained results are compiled using graphs and tables. On the basis of this data, a decrease in strength parameters such as the breaking force, Young’s modulus, and strain is indicated.

2

Zagadnienia korozji i kolmatacji w hydrogeologii jako istotny czynnik w projektowaniu i eksploatacji otworów geotermalnych

Witek Wiesław

Wiadomości Naftowe i Gazownicze

|

2025

|

R. 28, Nr 6 (316)

4-12

EN

The use of natural thermal energy stored in underground geological formations has long been one of the alternative methods in reducing CO2 emissions. Obtaining so-called green energy with limited harmfulness to the already sufficiently destroyed human environment is becoming a challenge of the moment. The use of thermal energy accumulated in underground geological formations with a normal or abnormal temperature gradient is widely described in numerous publications [1], [2], [3], [4], [5], [7], [8], [9], [10], [12], [13], [16]. Based on the number of boreholes drilled in past decades in Poland, a several of already implemented projects were created, mainly of a balneological and recreational nature, such as: Bukowina Tatrzańska, Białka Tatrzańska, Chochołów, Uniejów, Mszczonów, Kleszczów and others, as well as typical geothermal projects for obtaining heat for municipal purposes, such as: Geotermia - Stargard Szczeciński or the projects currently being implemented: Geotermia Toruń, Geotermia Koło, Geotermia Konin or Geotermia Gostynin and Pyrzyce [7], [8], [9], [10], [12], [13]. The implementation of geothermal projects for balneological or recreational purposes or for municipal - heating purposes, is based on deep boreholes-wells, which require special design, completely different from typical hydrogeological wells intended for the intake of drinking water. As a reminder, in articles [12], [13] specific principles and procedures were presented and discussed in detail, relating to the design, construction and acceptance of boreholes-wells made in deeply located geological structures (over 2000 m) and structures with an increased geothermal gradient and water resources with high mineralization, reaching in extreme cases even the level of 200 g/l. In particular, this last parameter, which is the mineralization of geothermal water, amounting as mentioned above to even 200 g/l for thermal waters in the Polish Lowlands, is a serious problem in the operation of thermal installations and the functioning of a doublet of boreholes, especially concerning the change in the potential absorption capacity of the injection borehole. These problems are mainly related to the common occurrence of corrosion and filter incrustation and changes in the saturation of formation water with gases, mainly H2S and CO2, water pumped out from the production well. From presented paper, a rather characteristic conclusion can be drawn that the limit value of mineralization of Triassic waters (Lower Cretaceous and Lower Jurassic) or any geothermal water extracted in Poland in the aspect of safe and effective operation of a geothermal installation is 30 g/l. According to publications [8], [9], [10], geothermal water extracted and injected through boreholes from/into Triassic formations in the Polish Lowlands with mineralization above the -mentioned value causes many problems after 1-2 years of exploitation, which at the same time causes irreversible effects in terms of the potential possibilities of obtaining the designed heat values of thermal instalation. As it results from the presented paper and several publications, the main reason for this situation are problems with corrosion, clogging and incrustation of filters, especially in injection boreholes. This paper covers the main problems and issues as mentioned above.

PL

Wykorzystanie naturalnej energii cieplnej zmagazynowanej w podziemnych utworach geologicznych staje się od dłuższego czasu jedną z metod alternatywnych w ograniczaniu emisji CO2. Pozyskiwanie tzw. zielonej energii mającej ograniczoną szkodliwość na zniszczone już dostatecznie środowisko otoczenia człowieka staje się wyzwaniem chwili. Wykorzystanie energii cieplnej nagromadzonej w podziemnych utworach geologicznych o normalnym lub anormalnym gradiencie temperatury, opisane jest szeroko w licznych publikacjach [1], [2], [3], [4], [5], [7], [8], [9], [10], [12], [13], [16]. Bazując na wielu otworach wierconych w ostatnich dekadach w Polsce powstało szereg już zrealizowanych projektów głównie o charakterze balneologiczno-rekreacyjnym takich jak: Bukowina Tatrzańska, Białka Tatrzańska, Chochołów, Uniejów, Mszczonów, Kleszczów i inne, jak również projekty typowo geotermalne do pozyskiwania ciepła do celów komunalnych takie jak: Geotermia - Stargard Szczeciński czy będące w realizacji projekty Geotermii Toruń, Geotermii Koło, Geotermii Konin czy Geotermii Gostynin i Pyrzyce [7], [8], [9], [10], [12], [13]. Realizacja projektów geotermalnych do celów balneologicznych lub rekreacyjnych czy też do celów komunalnych – grzewczych, bazuje na głębokich otworach-studniach, które wymagają szczególnego zaprojektowania, zgoła odmiennego od typowych studni hydrogeologicznych przeznaczonych do ujęcia wody pitnej. Dla przypomnienia w artykułach [12],[13] przedstawiono i szeroko omówiono specyficzne zasady i procedury, odnoszące się do projektowania, wykonania i odbioru otworów-studni wykonanych w głęboko zalegających strukturach geologicznych (ponad 2000 m) oraz strukturach o podwyższonym gradiencie geotermalnym i zasobach wody o wysokiej mineralizacji, dochodzącej w skrajnych przypadkach nawet do poziomu 200 g/l. Szczególnie ten ostatni parametr jakim jest mineralizacja wody geotermalnej wynosząca dla wód termalnych na Niżu Polskim nawet 200 g/l stanowi poważny problem w eksploatacji instalacji cieplnych i funkcjonowaniu dubletu otworów, szczególnie dotyczący zmiany potencjalnej chłonności otworu zatłaczającego. Problemy te wiążą się zasadniczo z powszechnym wystąpieniem zjawiska korozji i inkrustacji filtrów oraz zmian w nasyceniu wody złożowej gazami, głównie H2S i CO2, wody pompowanej z odwiertu-studni eksploatacyjnej. Z niniejszego artykułu oraz wymienionych publikacji wynika dosyć charakterystyczny wniosek, że graniczną wartością mineralizacji wód triasowych ( Dolna Kreda i Dolna Jura) wydobywanych na Niżu Polskim w aspekcie bezpiecznej i efektywnej pracy instalacji geotermalnej jest wartość 30 g/l. Jak wynika z publikacji [8],[9],[10] woda geotermalna wydobywana i zatłaczana otworami z/do utworów triasowych na Niżu Polskim o mineralizacji powyżej wymienionej wartości sprawia wiele problemów już po okresie 1-2 lat eksploatacji co jednocześnie wywołuje nieodwracalne skutki jeżeli chodzi o potencjalne możliwości uzyskania projektowanych wartości ciepła. Jak wynika z tych publikacji głównym powodem takiej sytuacji są problemy z korozją, kolmatacją i inkrustacją filtrów szczególnie w odwiertach-studniach chłonnych. O tych problemach jest mowa w niniejszej publikacji.

3

Lifetime Corrosion Loss of Bulk Carriers

Momčilović Nikola, Kovač Nataša, Ivošević Špiro

TransNav : International Journal on Marine Navigation and Safety of Sea Transportation

|

2025

|

Vol. 19 No. 1

243--249

EN

This paper analyzes the total steel replacement due to corrosion degradation in four Handymax-class bulk carriers, based on corrosion measurements recorded throughout their operational lifespan. Each ship was divided into 11 lightship mass subgroups, enabling detailed examination of cumulative lifetime corrosion losses for both entire ships and individual subgroups. Utilizing similar ship data obtained from the shipyard, the study also provides estimations of the total steel weights of each of lightship subgroups. The findings offer valuable insights into the overall aging effects on ship structures, crucial for maintenance planning, structural integrity assessments, and recycling, especially from the perspective of sustainable shipping. Additionally, the estimated weights of lightship subgroups can serve as reference data for preliminary ship design, aiding in the estimation of lightship weights and potential steel loss due to corrosion.

4

Influence of corrosion on the fatigue resistance of a carbon steel with Ti and Cr nitrides based coatings

Vicen Martin, Zatkalíková Viera, Bokůvka Otakar, Nový František, Belan Juraj, Nikolic Ružica

System Safety : Human - Technical Facility - Environment

|

2025

|

Vol. 7, iss. 1

295--304

EN

The quality of components and structures is directly related to degradation processes such as corrosion and fatigue that are concomitant phenomena during their operation. One of the options for increasing the quality of components and structures is the use of appropriate surface coating. In this paper is presented an experimental investigation of the corrosion influence on the fatigue resistance of the carbon steel with coatings based on Ti and Cr nitrides. The experimental work included determination of the chemical composition of the base material, heat treatment, microstructure evaluation, mechanical properties measurement, coating depositions, corrosion test and the fatigue tests by rotation bending of the deposited layers. The corrosion and fatigue tests have shown that the coating provides improvement of the corrosion resistance and that there was no reduction of the fatigue resistance.

5

Evaluation of alloying effects on the mechanical and corrosion properties of magnesium and its alloys for biomedical applications

Šnircová Melisa, Palček Peter, Trško Libor, Slezák Martin, Illichmanová Edita

System Safety : Human - Technical Facility - Environment

|

2025

|

Vol. 7, iss. 1

305--314

EN

Magnesium alloys and their derivatives are considered promising materials for the future of implantology. The study investigates the influence of alloying elements on the mechanical and corrosion properties of magnesium alloys for materials intended for biomedical engineering. The research focuses on defining key concepts such as biocompatibility, biodegradability, and the criteria that determine the suitability of magnesium and its alloys as biomaterials for implants. The results demonstrate that the properties of magnesium alloys can be significantly improved by selecting appropriate alloying elements. In our case, we focused on alloying elements such as aluminium, zinc, and rare earth elements. Five samples from each main group of magnesium alloys, AZ (aluminum-zinc) and AE (aluminum-rare earth element), underwent a series of mechanical tests, including Vickers hardness measurements, as well as electrochemical analysis, specifically potentiodynamic polarization and electrochemical impedance spectroscopy. The behaviour of magnesium and its alloys was analysed in the work and experimentally verified in the simulated environment of the human body. Among the tested materials, the AZ91 alloy exhibited the most favorable mechanical and corrosion properties, confirmed by mechanical, potentiodynamic, and electrochemical tests. AZ91 showed a relatively positive corrosion potential, low corrosion current density, and a low corrosion rate. The aluminum alloying element in the AZ91 contributes to achieving higher strength of the alloy. However, the high percentage of aluminum remains a problem with the AZ91 alloy, which, in the long term, damages the functioning of processes in the organism. The findings also revealed that the addition of rare earth elements in AE alloys reduces their hardness. Future investigations will concentrate on finding alloying elements capable of improving the mechanical integrity and corrosion resistance of magnesium alloys while ensuring biocompatibility.

6

Rozpoznanie wpływu ciekłego amoniaku na korozję rur eksploatacyjnych podczas jego magazynowania

Masłowski Mateusz, Czupski Marek

Przemysł Chemiczny

|

2025

|

T. 104, nr 2

285--290

PL

Przedstawiono badania dotyczące oceny możliwości magazynowania amoniaku w strukturach geologicznych oraz korozji rur eksploatacyjnych. Badania prowadzono w środowisku czystego i zanieczyszczonego solanką ciekłego amoniaku, w temp. 20°C i pod ciśnieniem 1,1 MPa przez 14 dni. Ocenie odporności na korozję poddano rurę eksploatacyjną wykonaną ze stali N80. Ocenie poddano zmianę masy próbki oraz jej powierzchnię w celu wyznaczenia szybkości korozji równomiernej oraz głębokości wżerów. Stwierdzono, że stal N80 była całkowicie odporna na działanie amoniaku czystego i zanieczyszczonego wodnym roztworem chlorku sodu o stężeniu 26%. Wyznaczona szybkość korozji Vₚ była mniejsza niż 0,001 mm/r, a Vc mniejsza niż 0,0214 kg/(m²·doba). We wszystkich testach odnotowano pojawienie się bardzo płytkich wżerów w przedziale 2,17-5,44 μm. Najgłębszy wżer (11,50 μm) zaobserwowano jedynie na powierzchni próbki stalowej w środowisku amoniaku technicznego o czystości (99,85%), czyli przy zawartości H₂O poniżej 1500 ppm.

EN

Two N80 steel pipe samples were exposed to clean and brine-contaminated liq. NH3 at temp. 20°C and pressure 1.1 MPa for 14 days. The changes in mass and surface image of the samples were analyzed to det. the uniform corrosion rate and pit depth. N80 steel was completely resistant to clean and 26% NaCl aq. soln.-contaminated liq. NH₃. The corrosion rate Vₚ was less than 0.001 mm/year and Vc was less than 0.0214 kg/(m²·day). In all tests, very shallow pits in the range of 2.17-5.44 μm were noted, confirming the low uniform corrosion rate. The deepest pit with a depth of 11.50 μm was obsd. only on the surface of the steel sample in the environment of technically pure NH₃ (99.85%), i.e. H₂O content below 1500 ppm.

7

Porównanie właściwości antykorozyjnych modelowych farb alkidowych z różnymi inhibitorami korozji

Opuchlik Maria, Krawczyk Kinga, Mielańczyk Anna, Gnus Małgorzata, Kamińska-Bach Grażyna

Przemysł Chemiczny

|

2025

|

T. 104, nr 12

1307--1311

PL

Przedstawiono wpływ wykorzystania różnych inhibitorów korozji na właściwości ochronne powłok. Porównano dwie modelowe farby alkidowe. W pierwszej z farb wykorzystano pigment antykorozyjny w postaci fosforanu cynku, który stanowił 10% mas. w odniesieniu do całego składu farby, natomiast w drugiej z farb zastosowano czteroramienny słaby polielektrolit w postaci poli(metakrylanu N,N-dimetyloaminoetylu) (PDMAEMA) w ilości 2% mas. Farby naniesiono na podłoże stalowe i przebadano pod względem ich przyczepności do podłoża oraz odporności utworzonych powłok na działanie wilgoci. Skuteczność działania powłok oceniono wizualnie pod kątem stopnia zniszczenia powłoki, stopnia spęcherzenia oraz zardzewienia. W przypadku obu testowanych farb, wraz z wydłużeniem czasu ekspozycji na działanie wilgoci na powłokach pojawiały się coraz to większe skupiska i rozmiary pęcherzy. Jednakże oba zastosowane inhibitory ograniczyły rozwój korozji podłoża w stopniu wystarczającym, aby nie zaobserwowano śladów jej produktów na powierzchni powłoki. Przy czym po odsłonięciu podłoża okazało się, że farba z polielektrolitem dodatkowo ograniczyła przenikanie wody do podłoża, czego efektem było mniejsze uszkodzenie powierzchni podłoża niż w przypadku powłoki zawierającej fosforan cynku.

EN

Two model alkyd paints contg. 2 different corrosion inhibitors were compared: Zn₃(PO₄)₂ at a concn. of 10% by mass or poly(N,N-dimethylaminoethyl methacrylate) (PDMAEMA) at a concn. of 2% by mass. The paints were applied to a steel substrate and tested for adhesion to the substrate and the resistance of the resulting coatings to moisture over time. The effectiveness of the coatings was assessed visually in terms of the degree of coating damage, blistering, and rusting. Both inhibitors limited the development of corrosion sufficiently to eliminate any traces of corrosion products on the coating surface. However, after exposing the substrate, it was found that the paint with the polyelectrolyte additionally limited water penetration into the substrate, resulting in less surface damage than the coating containing Zn₃(PO₄)₂.

8

Corrosion analysis of concrete based on industrial waste and bacteria by non-destructive test methods.

Nindhita Kharisma Wira, Zaki Ahmad, Zaini Muhammad, Kusumawijaya Arfa Maulana

Przegląd Naukowy Inżynieria i Kształtowanie Środowiska

|

2025

|

Vol. 34, No. 2

109--127

EN

Corrosion of concrete can lead to cracking and a decline in serviceability, necessitating effective methods to minimize the risk of corrosion. This study investigates the use of pozzolanic materials, specifically fly ash, bottom ash, and silica fume, combined with Bacillus subtilis bacteria as fillers to enhance the concrete structure’s resistance to corrosion. The research involves substituting fly ash (15–25%) and silica fume (5–15%) for cement by weight, alongside replacing sand with bottom ash at 15%. Additionally, Bacillus subtilis is incorporated into all pozzolanic concrete specimens. The study evaluates the mechanical properties of the concrete and employs non-destructive testing to correlate the physical condition with test results while preserving the structural integrity. The findings demonstrate that the inclusion of fly ash, bottom ash, silica fume, and Bacillus subtilis bacteria improves the mechanical properties of the concrete and effectively reduces the rate of corrosion, highlighting the potential for these materials to enhance the durability of concrete structures.

9

Subiektywne spojrzenie na rozwój kolei z uwzględnieniem kwestii dotyczących korozji oraz rozwiązań opracowanych w tym zakresie w Polsce

Królikowski Andrzej

Ochrona przed Korozją

|

2025

|

nr 1

19--23

PL

W dwustuletniej historii kolei pojawiały się problemy korozyjne, których rozwiązanie umożliwiało rozwój tego rodzaju transportu. W XIX wieku poważnymi ograniczeniami były naprężeniowe pękanie korozyjne kotłów parowych lokomotyw i zużycie ścierne łożysk kół wagonów. Lista problemów korozyjnych w XX wieku była znacznie dłuższa: korozja infrastruktury wywołana prądami błądzącymi po wprowadzeniu trakcji elektrycznej, hamowanie korozji stalowych wagonów przez stosowanie stali miedziowej i nanoszenie powłok malarskich, korozja cierna śrubowych mocowań szyn do podkładów i korozja galwaniczna w wagonach, w których dochodziło do kontaktu elementów stalowych, aluminiowych i kompozytowych. Opisano, jak walczono z tymi zjawiskami korozyjnymi. Wskazano przykłady rozwiązań przyczyniających się do rozwoju kolejnictwa opracowanych w Polsce i przedstawiono opinię na temat przyszłości kolei.

EN

Throughout the 200-year history of railways, numerous corrosion issues have emerged, making the prevention of related damage essential for the advancement of this mode of transportation. In the 19th century, significant challenges arose from stress corrosion cracking in vapor boilers and the abrasive wear of bearings in carriage wheels. The list of corrosion problems in the 20th century expanded considerably, including infrastructure corrosion caused by stray currents following the introduction of electric traction, the inhibition of rust in steel carriages through the use of copper steel and paint coatings, fretting corrosion of bolted tie plates on railroad rails, and galvanic corrosion in carriages where steel, aluminium, and composite parts come into contact. Effective control measures were implemented to address these types of corrosion damage. Furthermore, the contributions of Polish innovations to railway history and perspectives on the future of this mode of transportation were also discussed.

10

Pentamer fragments as green corrosion inhibitors of Al, Fe and Cu metals

Abu-Sbeih Khaleel A., Al-Mazaideh Ghassab

Ochrona przed Korozją

|

2025

|

nr 4

107--113

EN

Chitosan oligomers can act as green corrosion inhibitors for metals. The effect of the location of the acetyl group in the oligomer on its ability to inhibit the corrosion of the metals Al, Fe, and Cu was studied employing DFT calculations using the B3LYP functional and the 6-31G* (d,p) basis set. Various quantum, polarizability, and reactivity parameters were calculated and used to assess the relative capabilities of the oligomers to inhibit the corrosion of the metals. All of the pentamers were found to have spontaneous chemisorption on the surfaces of the metals. PAG1, the pentamer which has the acetyl group at the end of the chain, had the best reactivity and polarizability parameters of the three pentamers studied, thus making it the most effective corrosion inhibitor of the oligomers.

PL

Oligomery chitozanu mogą działać jako zielone inhibitory korozji metali. Wpływ położenia grupy acetylowej w oligomerze na jego zdolność do hamowania korozji metali Al, Fe i Cu zbadano za pomocą obliczeń DFT z wykorzystaniem funkcjonału B3LYP i zestawu funkcji bazowych 6-31G* (d,p). Różne parametry kwantowe, polaryzowalności i reaktywności zostały obliczone i wykorzystane do oceny względnych zdolności oligomerów do hamowania korozji metali. Stwierdzono, że wszystkie pentamery wykazują spontaniczną chemisorpcję na powierzchniach metali. PAG1, który ma grupę acetylową na końcu łańcucha, charakteryzował się najlepszymi parametrami reaktywności i polaryzowalności spośród trzech analizowanych pentamerów, co czyni go najskuteczniejszym inhibitorem korozji w grupie badanych oligomerów.

11

Insight into the corrosion in non-ferrous alloy heat exchangers

Lachowicz Marzena M., Lachowicz Maciej B.

Ochrona przed Korozją

|

2025

|

nr 1

2--11

EN

Selected issues relating to the corrosion of non-ferrous heat exchanger components in their operating environment have been presented. With the increasing demand for such equipment, the number of reported corrosion-related failures is steadily increasing, resulting in rising operating costs. This paper introduces the different types of corrosion and defines selected corrosion problems affecting aluminium heat exchanger components. Macroscopic images are shown and the mechanism of corrosion caused by the presence of organic decomposition products on the surface of copper elements is discussed. In relation to copper, an example of corrosion caused by sulphate ions is also presented. The study also includes an example related to the hydrogenation of a titanium heat exchanger plate. The analyses presented in this paper are related to engineering practice and are relevant to the design of thermal energy exchange devices. The possibility of early detection of existing corrosion hazards will also help to prevent potential mechanical failures in heat exchangers.

PL

W pracy przedstawiono wybrane zagadnienia związane z korozją nieżelaznych elementów wymienników ciepła w ich środowisku eksploatacyjnym. Rosnący popyt na te urządzenia powoduje, że ilość odnotowanych awarii wywołanych korozją stale wzrasta, co wiąże się z rosnącymi kosztami ich eksploatacji. W pracy przedstawiono różne typy korozji, a także zdefiniowano wybrane problemy korozyjne dotyczące aluminiowych elementów wymienników ciepła. Pokazano obrazy makroskopowe oraz omówiono mechanizm korozji spowodowanej obecnością produktów rozkładu substancji organicznych na powierzchni elementów miedzianych. W odniesieniu do miedzi przedstawiono również przykład korozji wywołanej jonami siarczanowymi. W ramach badań przedstawiono także przykład związany z nawodorowaniem tytanowej płyty wymiennika ciepła. Przedstawione w pracy analizy związane są z praktyką inżynierską i stanowią istotne znaczenie dla projektowania urządzeń służących do wymiany energii cieplnej. Możliwość wczesnej detekcji istniejących zagrożeń korozyjnych pozwoli również zapobiegać potencjalnym awariom mechanicznym w wymiennikach ciepła.

12

Exploring the role of grain refinement and graphene coatings in the corrosion resistance of AZ91 magnesium alloy

Kadhim Noor S., Hussein Adi M. Abdul, Al-Zubaydi Ahmed S. J.

Ochrona przed Korozją

|

2025

|

nr 6

167--174

EN

The synergistic effects of grain refinement and graphene coating on the corrosion resistance of the AZ91 magnesium alloy were presented. The corrosion behavior of specimens with varying grain sizes (1 µm, 10 µm, 30 µm, and 100 nm) was evaluated before and after the application of the graphene coating. The results showed that grain refinement significantly improved corrosion resistance, with the nanostructured specimen (100 nm) exhibiting the lowest corrosion current density (Icorr) and the most positive corrosion potential (Ecorr), owing to a more uniform passive oxide layer and reduced galvanic coupling between the α-Mg matrix and β-Mg17Al12 phases. Furthermore, the graphene coating enhanced corrosion resistance by acting as an impermeable barrier against chloride ions, with the finestgrained specimen demonstrating strong adhesion and durability of the coating. Additionally, a 70% decrease in Icorr was achieved for the nanostructured specimen after graphene coating, highlighting the combined benefits of microstructural refinement and graphene reinforcement. SEM observations confirmed that coarse-grained specimens experienced localized corrosion, while nanostructured specimens showed minimal defects and superior performance. These results underscore the critical role of grain refinement in optimizing the effectiveness of graphene coatings for improved corrosion resistance in Mg alloys.

PL

Zbadano synergiczny wpływ rozdrobnienia ziarna i zastosowania powłoki grafenowej na odporność na korozję stopu magnezu AZ91. Oceniono zachowanie próbek o różnych rozmiarach ziarna (1 µm, 10 µm, 30 µm i 100 nm) przed i po naniesieniu powłoki grafenowej. Wyniki wykazały, że rozdrobnienie ziarna znacznie poprawiło odporność na korozję, przy czym próbka o strukturze nanometrycznej (100 nm) wykazała najniższą gęstość prądu korozyjnego (Icorr) i najbardziej dodatni potencjał korozyjny (Ecorr) dzięki bardziej jednolitej warstwie pasywnej tlenku i zmniejszonemu sprzężeniu galwanicznemu między matrycą α-Mg a fazami β-Mg17Al12. Ponadto powłoka grafenowa poprawiła odporność materiału na korozję, działając jako nieprzepuszczalna bariera dla jonów chlorkowych, a próbka o najdrobniejszym ziarnie wykazała silną przyczepność i trwałość powłoki. Dodatkowo po naniesieniu powłoki grafenowej uzyskano 70% spadek Icorr dla próbki nanostrukturalnej, co wskazuje na połączone korzyści wynikające z poprawy mikrostruktury i wzmocnienia materiału grafenem. Obserwacje SEM potwierdziły, że próbki o gruboziarnistej strukturze uległy korozji miejscowej, podczas gdy próbki z nanostrukturą wykazały minimalne wady i wysokie parametry użytkowe. Wyniki te podkreślają kluczową rolę rozdrobnienia ziarna w optymalizacji skuteczności powłok grafenowych pod kątem poprawy odporności stopów magnezu na korozję.

13

Surface characteristics and ion leaching of 17-4 precipitation hardening stainless steel orthodontic brackets exposed to salt water and fluoride-based oral rinses

Bangalore Durgesh, Alhassoun Raghad, Alaqeel Samer M., Alsadon Omar, Alshahrani Obaid A., Alsarani Majed M., Alsharif Maymoonah, Matinlinna Jukka Pekka

Materials Science Poland

|

2025

|

Vol. 43, No. 2

113--126

EN

The aim of this laboratory study is to analyze, compare, and contrast qualitatively and quantitatively the surface roughness and metal ion leaching of two brands of orthodontic precipitation hardening 17-4 stainless steel (SS) brackets exposed to salt water and commercially available NaF-based oral rinses. A total of 60 SS maxillary premolar orthodontic brackets from two brands (Victory Series™, and Mini Diamond Twin™) were assigned to three groups (n = 10). The brackets were immersed in NaF-containing oral rinses (Listerine™ or Orex™), or salt water rinse for 28 days. Microhardness (Vickers hardness number, VHN) and surface roughness (Ra) before and after immersion in oral rinses were evaluated using a non-contact optical profilometer. Inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS) was used to analyze the ion leaching into oral rinses. The local surface changes and elemental analysis of corrosion-free and corrosion spots after immersion were assessed and compared using scanning electron microscopy equipped with energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS). Data analysis was performed using Statistical Package for the Social Sciences software using one-way analysis of variance, the Tukey’s post hoc test, and paired t-test (α = 0.05). The VHN of the brackets was significantly different at baseline and after immersion in the oral rinses (P < 0.05). The mean Ra before immersion in oral rinses for the two groups of the orthodontic brackets was significantly different (P < 0.01). The brackets immersed in salt water for Victory™ (0.65 ± 0.07 µm) and Mini Diamond™ (0.76 ± 0.08 µm) demonstrated significantly lower roughness values than NaF-based oral rinses (Listerine™ or Orex™) (P < 0.01). However, the difference in Rabetween the bracket systems was significant only for Listerine™ and Orex™ rinses (P > 0.01). The ICP-MS analysis showed significant differences for Cu and Zn ions in Listerine™ and all ions except Ni for salt water oral rinses. On the contrary, the comparison between the bracket systems for the metal ions showed no significant difference in the Orex™ group (P > 0.05). Salt water oral rinses demonstrated significantly fewer surface changes than NaF-containing oral rinses. The leaching of the metal ions was significant for Fe2+ and Cr3+ but did not vary considerably for Ni2+ between the evaluated oral rinses.

14

Wybrane przykłady korozji systemów i urządzeń ze stali nierdzewnych austenitycznych — mechanizm oraz profilaktyka w zapobieganiu korozji

Marjanowski Jan, Drewnowski Jakub

Inżynieria Morska i Geotechnika

|

2025

|

nr 4

127--135

PL

Wybrane przykłady korozji występujące w systemach instalacyjnych i urządzeniach wykonanych ze stali austenitycznych chromoniklowych w środowiskach wodnych w przemyśle spożywczym i ciepłownictwie. Mechanizm powstawania korozji wżerowej, szczelinowej i podosadowej w wodach o zwiększonej ilości chlorków w urządzeniach ze stali nierdzewnej. Liczne przykłady korozji instalacji i urządzeń ze stali austenitycznych dla określonych warunków środowiskowych z wykorzystaniem dokumentacji fotograficznej ze szczególnym uwzględnieniem wymienników ciepła. Profilaktyka antykorozyjna z wykorzystaniem zabiegu trawienia oraz pasywacji urządzeń i elementów instalacji ze stali nierdzewnej w kąpieli gwarantującej jednoczesne usuwanie starych warstw osadów i powstawanie nowych warstewek pasywnych na powierzchni stali chromoniklowych.

EN

Various corrosion phenomena observed in piping systems and equipment fabricated from austenitic chromium-nickel stainless steels operating in aqueous environments within the food processing and district heating industries. The mechanisms underlying pitting, crevice, and sub-sedimentary corrosion occurring in chloride-rich water conditions, affecting the integrity of stainless steel components. Numerous case studies illustrating corrosion damage under defined environmental parameters, supported by photographic documentation, with particular emphasis on heat exchangers. The importance of corrosion mitigation strategies, specifically through chemical pickling and passivation treatments, conducted in baths designed to simultaneously remove existing deposit layers and regenerate protective passive films on the surfaces of chromium-nickel stainless steels.

15

Prediction of degradation in 90° elbow joints of ba35 brass used in potable water pipes through computational fluid dynamics (CFD) simulation

Bennis H. T., Zniker H., El Kouifat M. K., Bennajah M., Ouaki B.

International Journal of Applied Mechanics and Engineering

|

2025

|

Vol. 30, no. 2

46--61

EN

Failure of 90° elbows in water pipes due to corrosion is a critical issue in water supply and distribution systems. Therefore, understanding the behavior of pipelines under corrosion is essential to increase their durability. This original study aims to specifically analyze the failure of 90° elbows due to the erosion-corrosion phenomenon. The behavior of water flow, in terms of velocity profile, pressure gradient, and turbulence zones at these elbows, is numerically simulated using the computational fluid dynamics (CFD) method. The simulations, performed with FLUENT software, identify the areas most susceptible to erosion and corrosion, thus contributing to a better understanding of processes such as stress corrosion cracking and cavitation. This work also highlights the importance of designing elbows with suitable characteristics and adopting adequate maintenance practices to prevent failures. These results can serve as a basis for future experimental validations and for the design of more robust pipeline systems.

16

Comparative analysis of erosion-corrosion in stainless steels: evaluating AISI 304, AISI 316, and UB6 across varied corrosive conditions

Mesbah K., Ouaki B., El Kouifat M. K., Ayad G.

International Journal of Applied Mechanics and Engineering

|

2025

|

Vol. 30, no. 4

104--124

EN

This study investigates the erosion-corrosion behavior of stainless steels AISI 304, AISI 316, and UB6 (AISI 904L) under various impact angles and environmental conditions (neutral, saline, and acidic). The research focuses on assessing material resistance, analyzing the influence of impact parameters and environments on degradation, and exploring the synergy between erosion and corrosion. Results show that AISI 304 exhibits the highest degradation, particularly at a 45° impact angle in acidic conditions. AISI 316 demonstrates moderate resistance, with greater sensitivity in saline and acidic media, while UB6 shows better resistance. Experiments were conducted using a custom test bench designed at the Materials Engineering Laboratory. Statistical analysis (ANOVA) of results showed the significant effects of impact angle and environment on mass loss of chosen material for test.

17

Wyzwania i problemy eksploatacyjne obejmujące części ogrzewalne kotła w dobie transformacji energetycznej

Kołodziej Anna, Boehme Elżbieta

Energetyka

|

2025

|

nr 10

580--586

PL

Transformacja energetyczna, oprócz niezaprzeczalnych zalet, generuje też wiele problemów związanych z pracą regulacyjną, a tym samym trwałością urządzeń. Proces ten będzie wymagał coraz większych kompetencji inżynierskich w zakresie prawidłowości utrzymywania parametrów czynnika obiegowego, a także rozwiązywania problemów związanych z postępującą korozją, niszczeniem elementów ogrzewalnych kotła oraz mankamentów w układzie przepływowym turbiny. Artykuł podejmuje próbę identyfikacji i usystematyzowania problemów, jakie mogą pojawić się w toku elastycznej eksploatacji. Szczególną uwagę poświęcono aspektom związanym z diagnostyką, zagadnieniami materiałowymi oraz eksploatacyjnymi, które odgrywają znaczącą rolę w utrzymaniu niezawodności, a także bezpiecznej pracy urządzeń w nowych realiach funkcjonowania sektora energetycznego.

EN

Apart from its undeniable advantages, energy transition also gives rise to a number of problems related to load regulation mode and thus equipment durability. This process will require increasingly higher engineering competencies in the scope of maintaining proper parameters of cycle medium and also solving problems related to progressive corrosion, wearing out heating elements of the boiler and deficiencies in the flow system of the turbine. The article is an attempt to identify and systematize problems which may arise during flexible operation. Special attention is drawn to the aspects related to diagnostics, material and operational issues, which play a significant role in maintaining reliability and also safe operation of equipment in the new realities of the energy sector.

18

Mechanical strengths, durability, and corrosion resistance of concrete with recycled sand

Kherraf Leila, Kherraf Sihem, Khaldi Nacera, Belachia Mouloud

Ecological Chemistry and Engineering. S

|

2025

|

Vol. 32, nr 1

113--137

EN

The reuse of construction and demolition waste is undoubtedly one of the main research focuses today for reducing waste and preserving the environment within the framework of sustainable development. The objective of this work is to study the effects of varying the dosage of unbaked clinker waste sand (CWS) and recycled concrete sand (RCS), at an age of approximately 28 days, previously to produce compressed pipes, on the physical properties of the fresh and hardened states, as well as the corrosion resistance of ordinary concrete. The analysed concrete mixes contain recycled sand in percentages of (0, 5, 10, 15, and 20) %, in addition to limestone crushed sand. The tested concrete characteristics include density, workability, compressive and flexural strength, splitting tensile strength, water absorption by immersion and capillarity, and resistance to chemical attacks by 5 % CH3COOH and 5 % NaCl. The corrosion behaviour of steel bars in 3.5 % NaCl solution is monitored using electrochemical methods, including potentiodynamic polarisation and electrochemical impedance spectroscopy. The results obtained show that the use of recycled sands leads to a reduction in concrete workability, improvement in compressive, flexural, and splitting tensile strength, and a reduction in water absorption capacity, which could be directly related to modifications in the microstructure. The electrochemical results indicate that the addition of CWS and RCS in concrete greatly affect the corrosion resistance properties of concrete. The corrosion resistance increases with increasing immersion time up to 40 days, after which it decreases, indicating a loss of protective ability.

19

Symulacja dwukierunkowej przepuszczalności zaczynu z cementu wiertniczego w wodzie nasyconej dwutlenkiem węgla

Feng Fuping, You Guiyang, Wang Peng, Zhang Nan, Xing Junjie, Yang Shangyu

Cement Wapno Beton

|

2025

|

R. 30, nr 3

244--262

PL

W procesie geologicznej sekwestracji dwutlenku węgla zatłaczany do formacji CO2 reaguje z pierścieniem cementowym w przestrzeni pierścieniowej lub z cementowym korkiem otworu wiertniczego, prowadząc do pogorszenia szczelności kamienia cementowego. W konsekwencji dochodzi do naruszenia integralności otworu wiertniczego, co może skutkować migracją CO2 i istotnie obniżać efektywność jego długoterminowego magazynowania. Celem niniejszej pracy było zbadanie wpływu oddziaływania CO2 na właściwości uszczelniające zaczynu cementowego w otworze wiertniczym w warunkach geologicznego składowania CO2. W tym celu opracowano model reakcyjno-transportowy zaczynu cementowego poddanego korozji CO2, który następnie skalibrowano na podstawie badań laboratoryjnych. Uzyskane wyniki wskazują, że strefa korozji zaczynu cementowego ma budowę warstwową, co prowadzi do anizotropii jego właściwości uszczelniających. Przepuszczalność kamienia cementowego w kierunku prostopadłym do kierunku postępu korozji wzrasta wraz ze zwiększaniem się głębokości korozji, natomiast przepuszczalność w kierunku równoległym do kierunku korozji początkowo maleje, a następnie rośnie. Po 2000 godzinach oddziaływania korozyjnego wzrost przepuszczalności w kierunku prostopadłym do kierunku korozji jest o 12% większy niż w kierunku równoległym.

EN

In the process of geological carbon sequestration, the CO2 injected into the formation will react with the hollow cement ring or wellbore cement plug, and reduce the sealing performance of the cement body to further destroy the integrity of the wellbore, causing CO2 leakage and seriously affecting the efficiency of CO2 storage. This study aimed to investigate the effect of CO2 on the sealing performance of cement stone in the wellbore under the condition of CO2 geological storage. For this purpose, a reaction transport model of CO2-corroded cement stone was created and calibrated based on laboratory tests. The results show that the corrosion area of cement stone is a layered structure, resulting in anisotropy of sealing performance of cement stone. The permeability of cement stone perpendicular to the corrosion direction increases with the increase of corrosion depth, while the permeability along the parallel corrosion direction first decreases and then increases. After 2000 hours of corrosion, the permeability increase of cement stone perpendicular to the corrosion direction is greater than that parallel to the corrosion direction by 12 %.

20

Time-varying probability model of the reduction in bending capacity of RC beams due to corrosion of steel bars

Tan Peng, Kang Shibin, Feng Zhanqiang

Archives of Civil Engineering

|

2025

|

Vol. 71, nr 3

231--245

EN

Due to the reduction in bending capacity of RC beams being affected by multiple stochastic uncertainties, employing a deterministic function model to study the bending capacity of RC beams often leads to analysis errors that are difficult to accept. This paper, by analyzing the significant discrepancies between calculated values derived from computational models and results obtained from experiments, adopts a model bias coefficient to describe the uncertainty of the computational model. Building on the consideration of parameter and model uncertainties, this paper establishes a Bayesian neural network model for predicting the bending load capacity of RC beams due to reinforcement corrosion. The model is compared with the traditional Back Propagation (BP) neural networks and the Genetic Algorithm-optimized BP (GA-BP) neural networks. The results indicate that the Bayesian neural network model has the least number of iterations and the highest efficiency, with comparable average prediction accuracy to the commonly used GA-BP neural network model. It improves the accuracy by 7.44% compared to the traditional BP neural network model. Finally, based on case studies, the time-variant probability distribution of the bending carrying capacity of corroded RC beams for a service life of 100 years is obtained. It is concluded that the time-variant probability model of the resistance of corroded RC beams follows a log-normal distribution, and the established Bayesian neural network model for predicting the time-variant resistance of corroded RC beams yields better results.