Corrosion tests of metal pipes in drinking water systems using electrochemical methods

• Autorzy: Adetunji Olayide R. , Oyelowo Mojisola A. , Adekunle Nurudeen O. , Adeogun Abideen I. , Okediran Iliyas.K

Identyfikatory

DOI

10.15199/40.2022.2.2

Warianty tytułu

PL

Badania korozyjne metalowych rur w układach wody pitnej z zastosowaniem metod elektrochemicznych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Metals constitute some of the major materials for making water delivery pipelines. However, the service life of metallic pipelines is affected by corrosion. Mild Steel (MS), Galvanized Steel (GS) and Copper were selected based on their strength and corrosion resistance. They were subjected to Potentiodynamic Polarization (PP) and Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS) investigations using water as the electrolyte from selected sampling points (A, B, C, D and E) on the University of Lagos, Akoka water distribution network. Corrosion current density (Icorr) and Impedance (Z) were measured in A/mm2 and ohms respectively. The morphology of the corroded samples was examined using Scanning Electron Microscope (SEM). The result obtained from PP investigation showed Icorr in the low range for the three metals considered. Similarly, for EIS, Z values measured were high for MS, GS and Cu. Both methods indicated that Cu was the most corrosion resistant material, closely followed by GS and lastly MS. The SEM images clearly showed that among the three specimens, the morphology of Cu remained unaffected by the environment. On the other hand, MS and GS showed evidences of corrosion with pits. The large amounts of iron established in the studied water distribution system, confirmed corrosion of water pipes.

PL

Metale są jednym z głównych materiałów konstrukcyjnych wodociągów. Jednak trwałość metalowych rurociągów jest ograniczona ze względu na korozję. Ze względu na wytrzymałość i odporność na korozję do budowy rurociągów stosuje się stal miękką (MS), stal ocynkowaną (GS) i miedź. Próbki pobrane w wybranych miejscach (A, B, C, D i E) sieci wodociągowej Akoka poddano na Uniwersytecie w Lagos badaniom metodą polaryzacji potencjodynamicznej (PP) i elektrochemicznej spektroskopii impedancyjnej (EIS) z zastosowaniem wody jako elektrolitu. Gęstość prądu korozyjnego (Icorr) i impedancję (Z) zmierzono odpowiednio w A/mm2 i omach. Morfologię skorodowanych próbek zbadano za pomocą skaningowego mikroskopu elektronowego (SEM). Wynik otrzymany w badaniach PP wykazał Icorr w niskim zakresie dla trzech rozważanych metali. Podobnie w przypadku EIS zmierzone wartości Z były wysokie dla MS, GS i Cu. Obie metody wskazywały, że miedź jest najbardziej odpornym na korozję materiałem, a następnie ocynkowana stal o podobnych właściwościach i na końcu stal miękka. Na mikrofotografiach SEM wyraźnie widać, że spośród trzech próbek metali środowisko nie miało wpływu na morfologię Cu. MS i GS wykazały ślady korozji z wżerami. Duże ilości żelaza stwierdzone w badanym systemie wodociągowym potwierdziły korozję rur.

Słowa kluczowe

EN

copper; mild steel; galvanized steel; water; potentiodynamic polarization; electrochemical impedance spectroscopy

PL

miedź; stal miękka; stal ocynkowana; woda; polaryzacja potencjodynamiczna; elektrochemiczna spektroskopia impedancyjna

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Ochrona przed Korozją
• Rocznik: 2022
• Tom: nr 2
• Strony: 43--49
• Opis fizyczny: Bibliogr.18 poz., tab., wykr., rys.

Twórcy

autor

Adetunji Olayide R.

• Department of Mechanical Engineering, College of Engineering, Federal University of Agriculture, Abeokuta, P.M.B.2240, Abeokuta, Ogun State, Nigeria

• https://orcid.org/0000-0002-5951-6496

autor

Oyelowo Mojisola A.

• Department of Mechanical Engineering, College of Engineering, Federal University of Agriculture, Abeokuta, P.M.B.2240, Abeokuta, Ogun State, Nigeria

• https://orcid.org/0000-0002-5827-4501

autor

Adekunle Nurudeen O.

• Department of Mechanical Engineering, College of Engineering, Federal University of Agriculture, Abeokuta, P.M.B.2240, Abeokuta, Ogun State, Nigeria

• https://orcid.org/0000-0001-5186-5440

autor

Adeogun Abideen I.

• Department of Chemistry, College of Physical Science, Federal University of Agriculture, Abeokuta, P.M.B.2240, Abeokuta, Ogun State, Nigeria

• https://orcid.org/0000-0003-2587-9261

autor

Okediran Iliyas.K

• Department of Mechanical Engineering, College of Engineering, Osun State University, Osogbo

• https://orcid.org/0000-0002-2665-4307

Bibliografia

• [1] Philip, A., Schweitzer, T., Francis, G. L. L. C. 2010 Fundamentals of corrosion – Mechanisms, Causes and Preventative Methods. ISBN 978-1-4200-6770-5, p. 25.
• [2] Ray, R. I., Lee, J. S., Little, B. J., Gerke, T. L. 2010. “The anatomy of tubercles: a corrosion study in a fresh water estuary”. Materials and Corrosion 61 (12): 993-999.
• [3] Delaunois, F., and Tosar, F., Vitry, V. 2014. “Corrosion behaviour and biocorrosion of el water distribution systems”. Bioelectrochemistry 97 : 110-119.
• [4] Della, R. C. A., Silva, R., Moretti, C., Kuri, S. E. 2013. “Corrosion failure analysis of galvanized steel pipes in a water irrigation system”. Engineering Failure Analysis 33: 381-386. http://dx.doi.org/10.1016/j.engfailanal.2013.06.024.
• [5] Huttunen-Saarivirta, E., Rajala, P., Bomberg, M., Carpén, L. 2017. “Corrosion of copper in oxygen-deficient groundwater with and without deep bedrock micro-organisms: characterisation of microbial communities and surface processes”. Applied Surface Sciences 396 : 1044–1057.
• [6] Akoto, O., Gyamfi, O., Darko, G., Barnes V. R. 2017. „Changes in water quality in the Owabi water treatment plant in Ghana”. Applied Water Sciences 7 : 175-186.
• [7] Bhave, P. R. 2011. Water resources systems. Environ. Eng., Narosa publishing house 104: 799-814.
• [8] Bolton, N., Critchley, M., Fabien., R., Cromar, N., Fallowfield, H. 2010. “Microbially influenced corrosion of galvanized steel pipes in aerobic water systems” Journal of Applied Microboplogy 109 (1) : 239-247; doi:10.1111 /j.1365-2672.2009.04650
• [9] Savic D., Banyard J.K. 2011. Water Distribution Systems. Institution of Civil Engineers.
• [10] Swietlik, J. 2012. “Corrosion in drinking water pipes: the importance of green rusts”. Journal of Water Research 46(1):1-10.
• [11] Shuang, Q. 2014. “Performance and reliability of water distribution systems”. Journal of Hydraulic Engineering 116:1119-1137.
• [12] Cui, J., Yang, Y., Li, X., Yuan, W., Pei, Y. 2018. “Toward a slow-release borate inhibitor to control mild steel corrosion in simulated recirculating water”. ACS Applied Materials Interfaces 10, 4183–4197.
• [13] Adeniran, A. E. and Oyelowo, M. A. 2013. “An EPANET Analysis of Water Distribution Network of the University of Lagos”. Journal of Engineering Research 18 (2) : 69-83.
• [14] Aina, A. T., Oshunrinade, O. O. 2016. “Comparison of water quality from boreholes and hand-dug wells around and within the University of Lagos Akoko, Lagos State”. International Journal of Research in Environmental Studies 3 : 93-100.
• [15] Doğru, M. B. 2016. “Corrosion protection of aluminum by electrochemically synthesized composite organic coating”. Corrosion Science 103 : 88–94.
• [16] BenSalah,M.,Sabot,R.,Triki,E.,Dhouibi,L.,Refait,P., Jeannin,M.2014.“Pas- sivity of Sanicro28 (UNS N-08028) stainless steel in polluted phosphoric acid at different temperatures studied by electrochemical impedance spectroscopy and Mott-Schottky analysis”. Corrosion Science 86: 61–70.
• [17] Gamry Instruments. 2018. Total Harmonic distortion: theory and practice.
• [18] Albrimi, Y.A., Addi, A.A., Douch, J., Souto, R. M., and Hamdani, M. 2015. “Inhibition of the pitting corrosion of 304 stainless steel in 0.5 M hydrochloric acid solution by heptamolybdate ions”. Corrosion Science 90 : 522-528.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).