DC01 steel corrosion resistance in cathodic polarization

• Autorzy: Pietkun-Greber I.

Identyfikatory

DOI

10.2428/ecea.2016.23(3)24

Warianty tytułu

PL

Odporność korozyjna stali DC01 w warunkach katodowej polaryzacji

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The aim of the conducted research was to determine the corrosion resistance of the DC01 steel subjected to the cathodic polarization in variable conditions. The electrochemical measurements help to assess the corrosion resistance of the unhydrogenated steel subjected to the cathodic polarization and were taken using methods including the measurement of the open circuit potential as well as recording the i = f(E) relation in polarization research in a tri-electrode measurement system. The measurement system consisted of a sample cell, AMEL PSW01 System 5000 potentiostat and a computer with “CorrWare” software. Hydrogenated steel was conducted in a 0.1 N water solution of the sulfuric acid with the addition of 2 mg/dm3 of the arsenic trioxide as the penetrator promoter with the current density of 10 mA/cm2 and 20 mA/cm2 in the period of 3 to 24 hours. The content of hydrogen in the steel before and after the electrolytic hydrogenation process had been carried out, was marked using the LECO ONH836 analyser. It has been shown that with the hydrogen content decrease in the samples of the DC01 steel taken into consideration in the research (the amount of hydrogen depends on parameters of hydrogenation – the time and cathode current density), the value of the corrosion potential (Ecorr) decreases. The decrease in the polarization resistance was accompanied only by the simultaneous decrease of the corrosion current density, which results in increased corrosion rate. The higher value of the cathode current density and longer time of hydrogenated, the smaller corrosion resistance of the DC01 steel in a 3% solution of NaCl.

PL

Celem prowadzonych badań było określenie odporności korozyjnej stali DC01 poddanej katodowej polaryzacji w zmiennych warunkach. Elektrochemiczne pomiary służące do oceny odporności korozyjnej stali nienawodorowanej poddanej katodowej polaryzacji przeprowadzono metodami obejmującymi pomiar potencjału obwodu otwartego i zarejestrowania zależności i = f(E) podczas badań polaryzacyjnych w trójelektrodowym układzie pomiarowym. Do pomiarów wykorzystano układ składający się z naczynka pomiarowego, potencjostatu AMEL PSW01 System 5000 oraz komputera z oprogramowaniem „CorrWare”. Wodorowanie stali zrealizowano w wodnym roztworze 0,1 N kwasu siarkowego(VI) z dodatkiem 2 mg/dm3 tlenku arsenu(III) jako promotora wnikania wodoru, przy gęstości prądu 10 mA/cm2 i 20 mA/cm2 w czasie od 3 do 24 godzin. Zawartość wodoru w stali przed oraz po procesie elektrolitycznego nawodorowania oznaczono przy użyciu analizatora LECO ONH836. Wykazano, że wraz ze zwiększaniem się stężenia wodoru w próbkach badanej stali DC01 (ilość wodoru zależy od parametrów wodorowania – czas i gęstość prądu katodowego) wartość potencjału korozyjnego (Ekor) ulegała zmniejszeniu. Spadkowi oporu polaryzacji towarzyszyło jednocześnie zwiększenie gęstości prądu korozyjnego, co skutkowało zwiększeniem szybkości korozji. Im większa wartość gęstości prądu katodowego i dłuższy czas wodorownia, tym odporność stali DC01 na korozję w 3% roztworze NaCl jest mniejsza.

Słowa kluczowe

EN

hydrogen; hydrogen content; cathode polarization; corrosion resistance

PL

wodór; zawartość wodoru; polaryzacja katodowa; odporność korozyjna

• Wydawca: Towarzystwo Chemii i Inżynierii Ekologicznej
• Czasopismo: Ecological Chemistry and Engineering. A
• Rocznik: 2016
• Tom: Vol. 23, nr 3
• Strony: 373--384
• Opis fizyczny: Bibliogr. 21 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Pietkun-Greber I.

• Independent Department of Process Engineering, Opole University, ul. R. Dmowskiego 7–9, 45–365 Opole, Poland, phone: [phone]

Bibliografia

• [1] Castańo-Rivera P, De Vincentis NS, Bolmaro RE, Bruzzoni P. Relationship between Dislocation Density and Hydrogen Trapping in a Cold Worked API 5L X60 Steel. Procedia Materials Science. 2015;8:1031-1038. DOI: 10.1016/j.mspro.2015.04.165.
• [2] Ćwiek J. Niszczenie wodorowe stali spawalnych o wysokiej wytrzymałości [Hydrogen degradation of high strength weldable steels]. Gdańsk: Wyd Politechniki Gdańskiej; 2006.
• [3] Krom A, Bakker A. Hydrogen trapping models in steel. Metall Mater Trans B. 2000; 31(6):1475-1482. DOI: 10.1007/s11663-000-0032-0.
• [4] Michler T, Naumann J. Mictrostructural aspects upon hydrogen environment embrittlement of various bcc steels. Int J of Hydrog Energ. 2010;35:821-832. DOI: 10.1016/ijhydene.2009.10.092.
• [5] Zhao J, Jiang Z, Lee ChS. Effects of tungsten on the hydrogen embrittlement behavior of microalloyed steels. Corros Sci. 2014;82:380-391. DOI: 10.1016/j.corsci.2014.01.042.
• [6] Dabah E, Listsyn V, Eliezer D. Performance of hydrogen trapping and phase transformation in hydrogenated duplex stainless steels. Mat Sci Eng A. 2010, 527(18-19):4851-4857. http://dx.doi.org/10.1016/j.msea.2010.04.016.
• [7] Michler T, Naumann J. Microstructural aspects upon hydrogen environment embrittlement of various bcc steels. Int J of Hydrog Energ. 2010;35:821-832. doi.org/10.1016/j.ijhydene.2009.10.092.
• [8] Lee KY, Lee JY, Kim DR. A study of hydrogen-trapping phenomena in AISI 5160 spring steel. Mat Sci Eng. 1984;67(2):213-220. DOI:10.1016/0025-5416(84)90053-3.
• [9] Lee JY, Lee SM. Hydrogen trapping phenomena in metals with B.C.C. and F.C.C. crystals structures by the desorption thermal analysis technique. Surf Coat Tech. 1986;28(3-4):301-314. DOI:10.1016/0257-8972(86)90087-3.
• [10] Au M. High temperature electrochemical charging of hydrogen and its application in hydrogen embrittlement research. Mat Sci Eng A. 2007;454-455:564-569. DOI: 10.1016/j.msea.2006.11.086.
• [11] Zieliński A, Domzalicki P. Hydrogen degradation of high-strength low-alloyed steels. J Mater Process Tech. 2003;133(1-2):230-235. https://www.infona.pl/resource/bwmeta1.element.elsevier-bcbf56a3-64bb-3296-a918ceb3cb7eeaa0/tab/summary.
• [12] Ćwiek J. Niszczenie wodorowe stali spawalnych o wysokiej wytrzymałości. [Hydrogen degradation of high-strength steels]. J Achiev Materials and Manufact Eng. 2009;337(2):193-212. http://www.journalamme.org/papers_vol37_2/3722.pdf
• [13] Zakroczymski T, Głowacka A, światnicki W. Effect of hydrogen concentration on the embrittlement of a duplex stainless steel. Corros Sci. 2005;47:1403-1414. DOI: 10.1016/j.corsci.2004.07.036.
• [14] Lublińska K, Zagórski A, Spychalski W, Kurzydłowski KJ. Tworzywa konstrukcyjne w technologiach wodorowych. Przem Chem. 2005;84(11):839-844. http://yadda.icm.edu.pl/yadda/element/bwmeta1.element.baztech-article-AGH4-0003-0030.
• [15] Yagodzinskyy Y, Matlicki E, Ganchenkova M, Binyukova S, Emelyanova O, Saukkonen T, et al. Hydrogen effects of tensile properties of EUROFER 97 and ODS-EUROFER steels. J Nuc Mater. 2014;444:435-440. Doi.org/10.1016/j.jnucmat.2013.10.026.
• [16] Michalska J, Chmiela B, Łabanowski J, Simka W. Hydrogen damage in superaustenitic 904L stainless steel. J Mater Eng Perform. 2014;23(8):1760-2765. DOI: 10.1007/s11665-014-1044-2.
• [17] Michalska J. Corrosion induced by cathodic hydrogen in 2205 duplex stainless steel. Technologies and Properties of Modem Utilised Materials. IOP Conf. Ser. Mater Sci Eng. 2011;22(1):1-8. DOI: 10.1088/1757-899X/22/1/012016.
• [18] Panasyuk VV, Schuller M, Nykyforchyn HM, Kutnyi AI. Corrosion-Hydrogen Degradation of the Shukhov Lattice Construction Steels. Proc Mater Sci. 2014;3:282-287. DOI: 10.1016/j.mspro.2014.06.049.
• [19] Pietkun-Greber I, Mościcki A, Sozańska M. Degradacja wodorowa niestopowej stali jakościowej DC01. Proc of ECOpole. 2016;10(1):257-265. DOI:10.2429/proc.2016.10(1)028.
• [20] PN-EN 10152 Wyroby płaskie walcowane na zimno ocynkowane elektrolitycznie do obróbki plastycznej na zimno. Warunki techniczne dostawy. [Electrolytically zinc coated cold rolled steel flat products for cold forming – Technical delivery conditions]. http://sklep.pkn.pl/pn-en-10152-2011p.html.
• [21] PN-EN ISO 17475 Korozja metali i stopów. Elektrochemiczne metody badań. Wytyczne wykonania potencjostatycznych i potencjodynamicznych pomiarów polaryzacyjnych. [Corrosion of metals and alloys-Electrochemical test methods-Guidelines for conducting potentiostatic and potentiodynamic polarization measurements]. http://sklep.pkn.pl/pn-en-iso-17475-2010p.html.

Uwagi

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).