Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

The inhibitory effect of selected reagents on carbon steel corrosion in formation water containing hydrogen sulfid

Gurbanov Huseyn R., Pashayeva Saida

Nafta-Gaz

|

2024

|

R. 80, nr 1

55--60

EN

For the first time, the impact of the composition of gossypol resin and IB-1 reagent, prepared in a 3:1 ratio and conventionally named HS-1, on the corrosion rate in hydrogen sulfide formation water has been investigated under laboratory conditions. Concentrations of 20, 40, 60, 80 mg/l of the new composition were used. During the experiments, a formation water sample taken from well No. 1082 of “Bibiheybatneft” OGPD, SOCAR, served as the electrochemical corrosion medium for the study. To conduct a comparative analysis, gossypol resin, IB-1 inhibitor, and HS-1 composition were used. Concentrations of 50, 100, 150, 200 mg/l of gossypol resin and 10, 15, 20, and 25 mg/l of IB-1 inhibitor were employed in the experiments. Numerous laboratory experiments revealed that the optimal consumption rate for the HS-1 inhibitor is 100 mg/l, for gossypol resin it is 200 mg/l, and for the IB-1 inhibitor it is 25 mg/l. These experiments were conducted under dynamic conditions over six hours. It was determined that the newly developed HS-1 composition offers superior protection in an aggressive medium containing hydrogen sulfide compared to its constituent components, gossypol resin, and IB-1 inhibitor. Specifically, as the concentration of gossypol resin in formation water increases from 50 to 200 mg/l, the corrosion protection effect ranges from 60–82%. When the concentration of IB-1 inhibitor varies between 10–25 mg/l in a hydrogen sulfide medium, the protection effect lies between 65-90%. In the aggressive medium of hydrogen sulfide formation water, increasing the concentration of the new HS-1 composition from 30–80 mg/l results in an enhancement of its electrochemical corrosion protection effect, ranging from 74–98%. Upon analyzing the results of numerous laboratory experiments, it was found that the optimal consumption rate of gossypol resin for corrosion protection in an aggressive medium with hydrogen sulfide is 200 mg/l, the consumption rate of IB-1 inhibitor is 25 mg/l, and for the HS-1 composition is 80 mg/l. The corrosion rates for gossypol resin in the concentrations of 50, 100, 150, 200 mg/l is 1.72, 1.38, 1.12, 0.78 g/m2 · h and retardation coefficient is 2.50, 3.10, 3.84, 5.51, respectively. Corrosion rate of IB-1 inhibitor concentration in the amount of 10, 15, 20, and 25 mg/l is 1.5, 1.12, 0.78, 0.43, and retardation coefficient is 2.86, 3.84, 5.51, 10.0, respectively. The corrosion rates for the new HS-1 composition at concentrations of 20, 40, 60, 80 mg/l is 1.12, 0.73, 0.34, 0.08, and the retardation coefficient is 3.84, 5.89, 12.64, 53.75, respectively. Comparing the corrosion rate values obtained for all three reagents with the corrosion rate for hydrogen sulphide formation water shows that new HS-1 composition has a higher effectiveness compared to its constituent components.

PL

Po raz pierwszy w warunkach laboratoryjnych zbadano wpływ składu żywicy gossypolowej i odczynnika IB-1, przygotowanej w stosunku 3:1 i umownie nazwanej HS-1, na szybkość korozji w wodzie złożowej zawierającej siarkowodór. Zastosowano stężenia 20, 40, 60, 80 mg/l nowego składu. Podczas eksperymentów jako elektrochemiczne medium korozyjne do badań posłużyła próbka wody złożowej pobrana z odwiertu nr 1082 "Bibiheybatneft" OGPD, SOCAR. W celu przeprowadzenia analizy porównawczej w doświadczeniach wykorzystano żywicę gossypolową, inhibitor IB-1 oraz komponent HS-1. Pobrano 50, 100, 150, 200 mg/l żywicy oraz 10, 15, 20 i 25 mg/l inhibitora IB-1. Liczne badania laboratoryjne wykazały, że optymalne zużycie inhibitora HS-1 wynosi 100 mg/l, żywicy gossypolowej 200 mg/l, a inhibitora IB-1 25 mg/l. Doświadczenia te prowadzono w warunkach dynamicznych przez sześć godzin. Stwierdzono, że nowo opracowana kompozycja HS-1 zapewnia lepszą ochronę w agresywnym środowisku zawierającym siarkowodór w porównaniu z jej składnikami, żywicą gossypolową i inhibitorem IB-1. Zatem gdy stężenie żywicy gossypolowej w wodzie złożowej wzrośnie o 50–200 mg/l, efekt ochrony przed korozją przyjmuje wartość w przedziale 60–82%. Gdy stężenie inhibitora IB-1 waha się w granicach 10–25 mg/l w środowisku siarkowodorowym, efekt ochronny wynosi 65–90%. W agresywnym środowisku wód złożowych zawierających siarkowodór zwiększenie stężenia nowej mieszaniny HS-1 w zakresie 30–80 mg/l powoduje wzrost jej elektrochemicznego efektu antykorozyjnego w granicach 74–98%. Analizując wyniki licznych eksperymentów laboratoryjnych stwierdzono, że optymalne zużycie żywicy gossypolowej do ochrony przed korozją w agresywnym środowisku z siarkowodorem wynosi 200 mg/l, zużycie inhibitora IB-1 25 mg/l, a stopień zużycia kompozycji HS-1 80 mg/l. Szybkość korozji żywicy gossypolowej w stężeniach 50, 100, 150, 200 mg/l wynosi 1,72; 1,38; 1,12; 0,78 g/m2 ·h, a współczynnik opóźnienia wynosi odpowiednio 2,50; 3,10; 3,84; 5,51. Szybkość korozji przy stężeniu inhibitora IB-1 w ilościach 10, 15, 20 i 25 mg/l wynosi 1,5; 1,12; 0,78; 0,43, a współczynnik opóźnienia wynosi odpowiednio 2,86, 3,84, 5,51, 10,0. Szybkość korozji nowego składu HS-1 w stężeniach 20, 40, 60, 80 mg/l wynosi 1,12; 0,73; 0,34; 0,08, a współczynnik opóźnienia wynosi odpowiednio 3,84; 5,89; 12,64; 53,75. Porównanie wartości szybkości korozji uzyskanych dla wszystkich trzech odczynników z szybkością korozji w wodzie złożowej zawierającej siarkowodór wskazuje, że nowa kompozycja HS-1 ma wyższą skuteczność w porównaniu do jej poszczególnych składników.

2

Enhanced wear and corrosion performance of stainless steel 316L with addition of different weight percentages of GNP

Veeramallu Kalyanamanohar, Krishna Alluru Gopala

Composites Theory and Practice

|

2024

|

R. 24, nr 1

25--32

EN

The present study reports on the significant improvement in the wear and corrosion resistance of SS316L by adding Graphene nanoplatelets (GNP) of varying wt.% (0.25, 0.5, and 0.75), composites which were prepared by the pressureless sintering technique. The GNP addition can significantly improve the wear and corrosion resistance of SS316L. The wear and corrosion rates for the 0.5 wt.% GNP composite were reduced by 43% and 98%, respectively. The corrosion morphology showed that pitting corrosion was reduced by reinforcing 316L with 0.5 wt.% GNP. Moreover, the intergranular sites were more vulnerable to the corrosion medium when GNP was used at 0.75 wt.%. The worn surface morphology revealed that the tribofilm reduces the coefficient of friction and wear rate due to the lubricating nature of GNP. The presence of GNP was confirmed by Raman spectroscopy in terms of the tribofilm.

3

The effect of magnesium and copper addition on the microstructure, mechanical properties, and corrosion rate of as-cast biodegradable zinc alloys

Gieleciak Magdalena, Janus Karol, Maj Łukasz, Petrzak Paweł, Bieda Magdalena, Jarzębska Anna

Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences

|

2024

|

Vol. 72, nr 3

art. no. e149175

EN

Microstructure, mechanical, and corrosion properties of as-cast pure zinc and its binary and ternary alloys with magnesium (Mg), and copper (Cu) additions were investigated. Analysis of microstructure conducted by scanning electron microscopy revealed that alloying additives contributed to decreasing average grain size compared to pure zinc. Corrosion rate was calculated based on immersion and potentiodynamic tests and its value was lower for materials with Cu content. Moreover, it was shown that the intermetallic phase, formed as a result of Mg addition, constitutes a specific place for corrosion. It was observed that a different type of strengthening was obtained depending on the additive used. The presence of the second phase with Mg improved the tensile strength of the Zn-based materials, while Cu dissolved in the solution had a positive effect on their elongation.

4

Study of the effectiveness of the new inhibitor in different aggressive media

Gurbanov Huseyn R., Talybov Gulahmad M., Adygezalova Mehpara B., Zhang Yu X.

Nafta-Gaz

|

2023

|

R. 79, nr 7

478--483

EN

The corrosion protection effect of the new S-1 reagent in media with the pH values of 2.0, 4.0, 6.0, as well as carbon dioxide and hydrogen sulfide added separately and combined to the mentioned media, was first tested under laboratory conditions. The protective effect of reagent S-1 was weak in the corrosion medium without hydrogen sulfide and carbon dioxide. However, as the acidity of the medium and the concentration of the reagent increases, the corrosion protection efficiency of the inhibitor also increases. The highest effect is observed at pH = 2.0 and reagent concentration of 30 mg/l. The corrosion protection effect of the reagent reaches 97% under these conditions. In the media with pH = 4.0 and pH = 6.0 without carbon dioxide and hydrogen sulfide, the protective effect of the inhibitor at the optimal concentration of 30 mg/l is 66% and 64%, respectively. In the medium with added carbon dioxide, the protective effect of inhibitor S-1 decreases at pH = 2.0 and, on the contrary, increases at the values of pH = 4.0 and pH = 6.0. Also, as the pressure of carbon dioxide in the medium increases, the protective effect of inhibitor S-1 increases. When hydrogen sulfide is added to the medium, it causes an increase in the corrosion rate and the protection efficiency of inhibitor S-1. However, in the medium without inhibitor, the increase of hydrogen sulfide concentration only up to CH2S = 400 mg/l is accompanied by an increase in the corrosion rate at all values of pH. The addition of 1000 mg/l of hydrogen sulfide to the corrosion medium leads to the decrease in the corrosion rate in the medium without inhibitors and a slight decrease in the protective effect at the concentration of the inhibitor Cinh = 10 mg/l. As the concentration of inhibitor S-1 increases in the medium with the addition of carbon dioxide and hydrogen, its corrosion protection effect also increases. In the range of Cinh = 10–30 mg/l, when PCO2 = 0.5 atm and CH2S = 200 mg/l, the protective effect is estimated at 38–99%, and when CH2S = 1000 mg/l, it is estimated at 17–79%. At PCO2 = 1.0 atm, the value of protective effect is 22–95% and 14–76%, and finally at PCO2 = 2.0 atm, the value of the corrosion protection effect of inhibitor S-1 is estimated at 44–92% and 15–75%, respectively. The coexistence of carbon dioxide and hydrogen sulfide in an aggressive medium leads to an increase in the protective effect of inhibitor S-1 compared to the medium containing only carbon dioxide, and reduces it in comparison to the medium with hydrogen sulfide. An increase in carbon dioxide pressure in the presence of hydrogen sulfide causes a decrease in the protective effect of inhibitor S-1. The protective effect of inhibitor S-1 is lower in the medium with hydrogen sulfide concentration of 1000 mg/l compared to a concentration of 200 mg/l. This case is also observed in the carbon dioxide free medium.

PL

Działanie antykorozyjne nowego odczynnika S-1 w agresywnych mediach o pH 2,0; 4,0; 6,0, a także dwutlenku węgla i siarkowodoru dodawanych osobno lub łącznie do tych mediów, zostało najpierw zbadane w warunkach laboratoryjnych. Działanie ochronne odczynnika S-1 było słabe w środowisku korozyjnym bez siarkowodoru i dwutlenku węgla. Jednak wraz ze wzrostem kwasowości medium i stężenia odczynnika wzrasta również skuteczność inhibitora w ochronie przed korozją. Najlepsze działanie antykorozyjne odnotowano przy wartości pH = 2,0 i stężeniu odczynnika 30 mg/l. Skuteczność ochronna odczynnika wynosi wówczas 97%. W medium o pH = 4,0 i pH = 6,0 bez dwutlenku węgla i siarkowodoru skuteczność ochronna inhibitora przy optymalnym stężeniu 30 mg/l wynosi odpowiednio 66 i 64%. W medium z dodatkiem dwutlenku węgla działanie ochronne inhibitora S-1 maleje przy wartości pH = 2,0 i odwrotnie wzrasta przy wartościach pH = 4,0 i pH = 6,0. Ponadto, wraz ze wzrostem ciśnienia dwutlenku węgla w środowisku wzrasta skuteczność ochronna inhibitora S-1. Dodanie siarkowodoru do medium powoduje wzrost tempa korozji i skuteczności ochronnej inhibitora S-1. Jednak w medium bez inhibitora wzrostowi stężenia siarkowodoru nawet do tak niskiej wartości jak CH2S = 400 mg/l towarzyszy wzrost tempa korozji przy wszystkich wartościach pH. Dodanie 1000 mg/l siarkowodoru do medium korozyjnego prowadzi do zmniejszenia tempa korozji w medium bez inhibitorów i nieznacznego zmniejszenia działania ochronnego przy stężeniu inhibitora Cinh = 10 mg/l. Wraz ze wzrostem stężenia inhibitora S-1 w medium z dodatkiem dwutlenku węgla i siarkowodoru, zwiększa się również jego działanie antykorozyjne. W zakresie Cinh = 10–30 mg/l, gdy PCO2 = 0,5 atm i CH2S = 200 mg/l, skuteczność ochronną szacuje się na 38–99%, natomiast przy CH2S = 1000 mg/l na 17–79%. Dla PCO2 = 1,0 atm skuteczność ochronna wynosi od 22–95% do 14–76%, a przy PCO2 = 2,0 atm skuteczność antykorozyjną inhibitora S-1 szacuje się odpowiednio na 44–92% i 15–75%. Jednoczesne występowanie dwutlenku węgla i siarkowodoru w agresywnym medium zwiększa skuteczność ochronną inhibitora S-1 w stosunku do medium zawierającego tylko dwutlenek węgla i zmniejsza ją w porównaniu do medium z siarkowodorem. Wzrost ciśnienia dwutlenku węgla w obecności siarkowodoru powoduje zmniejszenie skuteczności ochronnej inhibitora S-1. Ulega ona także zmniejszeniu w środowisku o stężeniu siarkowodoru 1000 mg/l w porównaniu do stężenia 200 mg/l. Ten przypadek obserwuje się również w środowisku bez dodatku dwutlenku węgla.

5

Corrosive behavior of pipeline steel 17G1C and 13G1C-U in environments NS1-NS3

Polutrenko Miroslava, Hrytsuliak Halyna M., Kotsyubynsky Andrij, Andrusiak Uliana B.

Nafta-Gaz

|

2023

|

R. 79, nr 4

261--265

EN

Results of long-term exposure tests (20 months) of 17G1C and 13G1C-U pipeline steel samples in NS1-NS3 model environments (soil electrolyte imitations) are presented in the article. It was established that during the exposure of steel samples in the studied model environments the rate of corrosion processes depends on the component composition of the model environments, the grade of steel and pH. Regardless of the grade of steel, the highest corrosion rate was observed for the NS1 environment, while the corrosion rate for the NS3 environment was almost 21% lower. In the case of the NS2 model environment, the corrosion rate reduction for 17G1C steel was 38.68%, and for 13G1C-U steel – 28.75%, compared to the exposure of these samples in the NS1 environment. The calculated multiple coefficients of determination and linear correlation coefficients indicate a strong relationship between these indicators. The phase composition and structure of corrosion products were determined by the X-ray diffractometer Shimadzu XRD‑7000 using the method of X-ray structural analysis. On the basis of the obtained radiographs, the dominant form of iron oxide, which does not depend on the grade of steel, was determined for each environment. The research results have practical value and can be used in predicting the behavior of underground structures in soils of different corrosive activity.

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań długotrwałej ekspozycji (20 miesięcy) próbek stali rurociągowych 17G1C i 13G1C-U w środowiskach modelowych NS1-NS3 (imitacje elektrolitów glebowych). Na podstawie przeprowadzonych badań stwierdzono, że szybkość procesów korozyjnych zależy od zawartości poszczególnych składników w środowiskach modelowych, jak również od gatunku stali oraz od wielkości pH. Niezależnie od gatunku stali największą szybkość korozji zaobserwowano dla środowiska NS1, podczas gdy szybkość korozji dla środowiska NS3 była niższa o prawie 21%. W przypadku środowiska modelowego NS2 zmniejszenie szybkości korozji dla stali 17G1C wyniosło 38,68%, a dla stali 13G1C-U – 28,75%, w porównaniu do ekspozycji tych próbek w środowisku NS1. Obliczone wielokrotne współczynniki determinacji oraz współczynniki korelacji liniowej wskazują na silny związek między tymi wskaźnikami. Skład fazowy i strukturę produktów korozji określono za pomocą dyfraktometru rentgenowskiego Shimadzu XRD-7000, stosując metodę rentgenowskiej analizy strukturalnej. Na podstawie uzyskanych radiogramów dla każdego ośrodka określono dominującą formę tlenku żelaza, niezależną od gatunku stali. Wyniki badań mają wartość praktyczną i mogą być wykorzystane do przewidywania zachowania się podziemnych konstrukcji stalowych w gruntach o różnej aktywności korozyjnej.

6

Analiza szybkości korozji stali na podstawie badań korozji czujników korozymetrycznych zainstalowanych w ziemi

Minor Tomasz

Nafta-Gaz

|

2022

|

R. 78, nr 8

618--629

PL

Gazociągi i konstrukcje chronione katodowo mogą być zainstalowane na obiektach złożonych w miejscach, gdzie znajdują się obce konstrukcje, żelbet, bednarka, inne elementy podłączone do oddzielnego systemu ochrony katodowej. Konstrukcje te mogą na siebie oddziaływać w sposób negatywny, nadmiernie polaryzując chronioną konstrukcję lub pobierając z otoczenia większość prądu dostarczanego z systemu ochrony katodowej. W wielu przypadkach instalacje są zbudowane wiele lat temu, choć zdarza się również, że obecnie projektowane i budowane instalacje ochrony katodowej nieskutecznie chronią konstrukcje. Nie zawsze istnieje możliwość rozbudowy systemu ochrony katodowej lub jego modernizacji. Zwiększenie parametrów stacji ochrony katodowej również może być niemożliwe z uwagi na fakt, że w jednym miejscu parametry z niedostatecznych ulegną poprawie, a w innym – może występować nadmierna polaryzacja. Trudno jest znaleźć wyjście z takiej sytuacji. Montaż elektrod symulujących wraz z elektrodami odniesienia umieszczonymi w ich bezpośredniej bliskości na obiektach złożonych jest najlepszym rozwiązaniem, eliminującym podczas pomiarów wpływ obcych konstrukcji na wartości mierzonego potencjału odłączeniowego, składową omową IR i inne potencjały mogące pojawiać się pomiędzy elektrodą odniesienia a mierzoną konstrukcją. Niestety na obiektach złożonych najczęściej instalacje zbudowane są z lokalnych płytkich uziomów anodowych lub anody kablowej. Elektrody symulujące często umieszczane są w bezpośredniej bliskości uziomów, co może powodować w szybkim tempie pokrywanie się elektrod osadami katodowymi. Elektrody pokryte osadami katodowymi zasklepiają się, co sprawia, że pomiary wykonywane przy ich użyciu stają się niemiarodajne. Innym przykładem może być gazociąg chroniony katodowo, posiadający powłokę izolacyjną niskiej jakości, gdzie poziom tłumienia prądu polaryzacji jest wysoki i zasięg stacji ochrony katodowej jest krótki, co może powodować efekt niskiej polaryzacji gazociągu lub jej braku w miejscach bardziej oddalonych od stacji SOK. W tym przypadku należałoby zainstalować dodatkowe stacje ochrony katodowej w mniejszej odległości od siebie lub – jeśli to możliwe – zwiększyć parametry stacji SOK pracującej na gazociągu. Kolejnym przypadkiem może być sytuacja, gdy do konstrukcji chronionej nie możemy dostarczyć wystarczającej ilości prądu – konstrukcja może nie polaryzować się do wymaganych wartości. We wszystkich powyższych przypadkach w celu uzupełnienia oceny skuteczności ochrony przed korozją można dodatkowo zainstalować rezystancyjne czujniki szybkości korozji, umożliwiające sprawdzenie szybkości korozji chronionych konstrukcji w tych punktach, w których co do wyniku pomiaru mamy wątpliwości, lub w miejscach, gdzie zapewnienie skutecznego poziomu ochrony katodowej jest niemożliwe. Wyniki uzyskane z odczytów czujników korozymetrycznych mogą wykazać, że wbrew wynikom uzyskanym podczas pomiarów skuteczności ochrony katodowej, korozja nie postępuje lub postępuje w bardzo małym stopniu, nie przekraczając dopuszczalnego poziomu. W celu wykonania analizy szybkości korozji stali przeprowadzono badania zależności szybkości korozji od rezystywności gruntu, w jakim stal jest umieszczona, i potencjału, jakim jest polaryzowana. Badania wykonano przy użyciu czujników korozymetrycznych, monitorując szybkość korozji.

EN

Gas pipelines and cathodically protected structures can be installed within complex objects in places with foreign structures, reinforced concrete, hoop iron, and other elements connected to a separate cathodic protection system. These structures can interact negatively with each other, excessively polarizing the structure to be protected, or drawing most of the current supplied from the cathodic protection system from the ambient environment. In many cases, the installations were built many years ago, although it also happens that currently designed and built cathodic protection installations are inefficient in protecting structures. It is not always possible to extend or modernize the cathodic protection system. Increasing the parameters of the cathodic protection station may also be impossible that as insufficient parameters will improve in one place, while an excessive polarization may occur elsewhere. This situation is difficult to solve. Installation of simulating electrodes with reference electrodes placed in their immediate vicinity within complex objects is the best solution, as during measurements it eliminates the influence of foreign structures on the values of the measured disconnection potential, the IR ohmic component and other potentials that may appear between the reference electrode and the measured structure. Unfortunately, in complex facilities, installations are most often built of local shallow anode earth electrodes or a cable anodes. The simulating electrodes are often placed in the immediate vicinity of the earth electrodes, which can quickly cause the electrodes to be covered with cathode deposits. The electrodes covered with cathode deposits stick together, which makes the measurements performed with them unreliable. Another example may be a cathodically protected gas pipeline having a low-quality insulating coating, where the level of polarization current suppression is large and the range of the cathodic protection station is short, which may lead to the effect of low or no polarity of the gas pipeline in places more distant from the SOK station. In this case, additional cathodic protection stations should be installed at a greater spacing or, if possible, the parameters of the SOK station operating on the gas pipeline should be increased. Another case may be when structure may not be polarized to the required values due to lack of possibility to deliver enough current to the protected structure. For all of the above cases, in order to complete the assessment of the effectiveness of corrosion protection, resistance corrosion rate sensors may be additionally installed to check the corrosion rate of the protected structures at those points where the measurement result is questionable, or in places where ensuring an effective level of cathodic protection is impossible. The results obtained from the readings of the corrosion sensors may show that, contrary to the results obtained, corrosion does not progress, or it progresses to a very small extent, not exceeding the permissible level. In order to analyze the corrosion rate of steel, tests of the dependence of the corrosion rate on the resistivity of the soil in which the steel is placed and the potential of which it is polarized were carried out. The tests were carried out with the use of corrosion sensors, monitoring the corrosion rate.

7

Influence of Composition of Soil Electrolyte Model Environments on Corrosion Rate of Tube Steel

Polutrenko Miroslava, Fedorovich Yaroslav, Hrytsulyak Halyna, Kotsyubynsky Andrij

Ecological Engineering & Environmental Technology

|

2022

|

Vol. 23, iss. 5

20--24

EN

A study on the influence of the composition of the model media of the soil electrolyte (NS1–NS2) on the corrosion rate of tubular steels 17G1S and 13G1S-U in a long-term experiment. The phase composition and structure of corrosion products were determined by X-ray analysis. using an X-ray diffractometer Shimadzu XRD-7000. It was found that, regardless of the steel grade, the composition of corrosion products in the environment of NS1 will be mainly characterized by the presence of lepidocrocite, and in the environment of NS2 – goethite. The corroding samples in both media will have a small amount of magnetite. During the exposure (609 days) of steel samples in the studied model media, the rate of corrosion processes depends on the component composition of the model media, steel grade and pH. The obtained results are important for predicting the behavior of underground pipelines in soils of different corrosive activity.

8

Korozja metali

Levchenko Rostyslav

Archiwum Wiedzy Inżynierskiej

|

2022

|

T. 7, Nr 1

13--16

PL

Korozja jest zjawiskiem szkodliwym dla wyrobów metalowych. Procesy stopniowego niszczenia struktury metalu następują wskutek jego chemicznych reakcji ze składnikami otoczenia lub procesów elektrochemicznych. Krótko scharakteryzowano te procesy. Przedstawiono w skali sześciostopniowej odporności metali w zależności od średniej szybkości korozyjnej Vc, Vp. Przedstawiono metody przeciwdziałania korozji metali na przykładach – modyfikacji składu chemicznego stali, ochronie elektrochemicznej, zastosowanie powłok ochronnych oraz inhibitorów korozji. Wskazano, iż korozja jest ważnym problemem gospodarczym, ponieważ straty powodowane przez nią w krajach rozwiniętych szacuje się na 3 do 5% produktu krajowego brutto.

EN

Corrosion is a harmful phenomenon for metal products. The processes of gradual destruction of the structure of a metal occur due to its chemical reactions with environmental components or electrochemical processes. These processes are briefly characterized. The six-stage scale of resistance of metals depending on the average corrosion rate Vc, Vp is presented. Methods of counteracting the corrosion of metals are presented with examples – modification of the chemical composition of steel, electrochemical protection, the use of protective coatings and corrosion inhibitors. It was pointed out that corrosion is an important economic problem, since losses caused by it in developed countries are estimated at 3 to 5% of gross domestic product.

9

Prediction of filler added friction stir welding parameters for improving corrosion resistance of dissimilar aluminium alloys 5052 and 6082 joints

Sasikumar A., Gopi S., Mohan Dhanesh G.

Advances in Materials Science

|

2022

|

Vol. 22, nr 3(73)

79--95

EN

The aluminium alloys 5052 and 6082 are extensively used in manufacturing lighter structural members, having improved strength and resistance to corrosion. Magnesium (Mg) and Chromium (Cr) powder were the filler materials selected for enhanced corrosion protection properties in this investigation. Friction stir welding (FSW) process parameters viz., spindle speed, welding speed, shoulder penetration, the centre distance between the holes and filler ratio are used to forecast the minimum corrosion rate from different weld regions of AA5052-AA6082 dissimilar joints. Response surface methodology based on a central composite design was used to evolve the mathematical models and estimate dissimilar FSW joints’ corrosion rates. Response optimization shows that the minimum corrosion rate was achieved by the welding parameters of spindle speed 1000 rev/min, welding speed 125 mm/min, holes spacing of 2 mm and filler ratio 95% of Mg and 5% of Cr.

10

Ocena korozyjności atmosfery na podstawie ubytków korozyjnych próbek wzorcowych na terenie wybranych wojskowych baz lotniczych

Pajurek Aleksandra, Iwanowski Paweł, Kowalska Danuta

Przegląd Komunikacyjny

|

2021

|

R. 76, nr 9/10/11

28--32

PL

Korozja atmosferyczna to jeden z parametrów charakteryzujących stan techniczny elementów funkcjonalnych nawierzchni lotniskowych - pozwala określać stopień zdegradowania nawierzchni, szacować odpowiednią częstotliwość wykonywania przeglądów okresowych i podejmować odpowiednie środki, aby utrzymać nawierzchnie lotniskowe w stałym stanie gotowości technicznej. W celu określenia odporności korozyjnej nawierzchni lotniskowych wykonanych w technologii betonu cementowego i betonu asfaltowego, prowadzone są badania korozyjności atmosfery, oznaczanej na podstawie ekspozycji próbek standardowych materiałów i określeniu wielkości ubytków korozyjnych, ich postaci oraz wyglądu, a także zmian właściwości fizycznych w regularnych odstępach czasu. Próbki wystawiono na oddziaływanie warunków atmosferycznych na terenie wojskowych obiektów lotniskowych. W artykule przedstawiono wyniki ubytków korozyjnych rcorr próbek standardowych ze stali niskowęglowej, cynku, miedzi i aluminium pozyskanych z wybranych lotnisk Sił Zbrojnych RP, począwszy od 2015 roku. Następnie określono kategorie korozyjności atmosfery na podstawie przeprowadzonych pomiarów.

EN

Atmospheric corrosion is one of the parameters characterizing the technical condition of the functional elements of airport pavements - it allows to determine the degree of pavement degradation, estimate the appropriate frequency of periodic inspections and take appropriate measures to keep airfield pavements in permanent technical availability. In order to determine the corrosion resistance of the cement and asphalt concrete airfield pavement, atmospheric corrosivity tests determined on the basis of standard specimens exposure and determination of corrosion rates, form and appearance of deteriorations, as well as changes in physical properties at regular intervals are carried out. The samples were exposed to atmospheric conditions at military airport facilities. The article presents the rcorr corrosion rate results of low-carbon steel, zinc, copper and aluminum standard samples obtained from selected airports of the Polish Armed Forces, starting from 2015. Then, the corrosivity categories of the atmosphere were determined on the basis of the performed measurements.

11

Investigation of corrosion rate of X55CrMo14 stainless steel at 65% nitrate acid at 348 K

Lipiński Tomasz

Production Engineering Archives

|

2021

|

Vol. 27, Iss. 2

108--111

EN

A number of factors determine the mechanical, but also physical and chemical properties. One of the most important are the steel microstructure and its working conditions. A few corrosion processes in crevices and awkward corners can be avoided at the design stage (low roughness parameters, roundsection and other). But still the construction material is exposed to corrosion. These steels often come into contact with an aggressive environment based on nitric acid. Stainless steel is more and more often used in many sectors of industry. The purpose of this article is to investigate corrosion resistance in different time (48, 96, 144, 192, 240, 288, 336, 384 and 432 hours) using weight loss and profile roughness parameters of martensitic steel in grade X55CrMo14 in nitric acid 65% pure-basic at temperature 348 K. Corrosion tests show that the tested steel in nitric acid as a corrosive environments is characterized through continuous corrosion process whose measure may be surface roughness.

12

Comparison of corrosion kinetics of metallic- and ionic materials for negative composite electrodes of NiMH type battery

Zayani Wissem, Dymek Martyna, Bala Henryk

Ochrona przed Korozją

|

2021

|

nr 4

100-105

EN

Capacity fade and exchange current density of H2O/H2 system have been compared in conditions of long-standing cycling for powder composite electrodes based on (i) Sm0.4Zn0.6Fe2O4 ferrite spinel and (ii) LaNi4.5Co0.5 intermetallic compound. Changes of both quantities have been presented versus electrodes exposure time in strong alkaline solutions, at room temperature. Corrosion rate of semiconducting ferrite spinel is about 2.5 times lower than that of the intermetallic material. Consequently, capacity half-time is distinctly longer for the ferrite electrode. On the other hand, exchange current density of H2O/H2 system for ferrite spinel is extraordinarily low, on the level of 7 – 8 mA/g. It is suggested surface modification of the ferrite spinel material to improve its catalytic properties towards H2O/H2 redox system.

PL

Porównano spadki pojemności właściwej i gęstości prądu wymiany układu H2O/H2 spowodowane długotrwałym cyklowaniem dwu typów proszkowych elektrod kompozytowych: (a) spinelu ferrytowego Sm0.4Zn0.6Fe2O4 i (b) związku międzymetalicznego LaNi4.5Co0.5. Zmiany obydwu wielkości przedstawiono w funkcji czasu ekspozycji elektrod w silnie alkalicznych roztworach, przy temperaturze pokojowej. Szybkość korozji materiału półprzewodnikowego, jakim jest spinel ferrytowy okazała się ok. 2,5 razy mniejsza niż związku międzymetalicznego. W konsekwencji, czas połówkowego obniżenia pojemności jest wyraźnie dłuższy dla elektrody ferrytowej. Z drugiej jednak strony, gęstość prądu wymiany układu H2O/H2 dla elektrody ferrytowej jest wyjątkowo mała, na poziomie 7 – 8 mA/g. Zasugerowano modyfikację elektrody ferrytowej dla poprawy jej właściwości katalitycznych w odniesieniu do układu redoks H2O/H2.

13

Pitting corrosion behaviour of austenitic stainless-steel coated on Ti6Al4V alloy in chloride solutions

Yamanoglu R., Fazakas E., Ahnia F., Alontseva D., Khoshnaw F.

Advances in Materials Science

|

2021

|

Vol. 21, nr 2(68)

5--15

EN

This study aims to investigate the influence of adding a coating layer of austenitic stainless steel type 316L on Ti6Al4V alloy on corrosion behaviour. Samples of 316L, Ti6Al4V, and 316L on Ti6Al4V were prepared by hot-press sintering of their powders. The potentiodynamic polarization technique was used to characterize the corrosion behaviour of the samples in 0.9 and 3.5 wt. % NaCl concentrations. The corrosion potential (Ecorr.), current density (icorr) and corrosion rate (CR) of the sintered samples were compared in this study. The results showed that 316L samples had the best corrosion resistance, although micropits were observed on the surface, while Ti6Al4V samples had the lowest. This corrosion behaviour of sintered 316L samples can be interrelated to the existence of a passive layer on stainless steel alloys that can be attacked by chloride ions and causing localized corrosion. In general, the CR values of Ti6Al4V samples coated by 316L were between the 316L and Ti6Al4V samples. The CR values of the samples, in 0.9 wt. % NaCl, did not show significant changes with increasing time, as the CR for 316L values were around 0.003 mm/year, while for Ti6Al4V the CR values changed noticeably from 0.018 mm/year of 0 hr, to 0.015 mm/year for 24 hours. However, the changes were less than that of Ti6Al4V. For 3.5 wt. % NaCl solution, although the same order of CR remained, i.e., the CR values of coated Ti6Al4V samples were between 316L (lowest) and Ti6Al4V (highest), the overall CR values for the samples were higher than 0.9 wt. % NaCl.

14

Hydrogenation and corrosion properties of nanocrystalline A2B7 type, La-Mg-Ni based intermetallics modified by nickel sputtering

Dymek Martyna, Nowak Marek, Jurczyk Mieczysław, Bala Henryk

Ochrona przed Korozją

|

2020

|

nr 3

67--71

EN

In the paper, hydrogenation and corrosion properties of three kinds of nanocrystalline La1.5Mg0.5Ni7 type alloys obtained by mechanical alloying (MA) method are discussed in view of their application as anodic materials for Ni/MH batteries. Partial substitutions of cobalt for nickel and gadolinium for lanthanum and then magnetron sputtering of the intermetallic powders with amorphous nickel distinctly change functional parameters of the hydrogen storage material. It is shown that 5.5 at.% cobalt addition markedly improves the alloy activation but worsens its corrosion resistance in concentrated KOH solution. On the other hand, partial substitution of lanthanum by Gd (2.2 at.%) ensures large exchange currents for H2O/H2 system. Presence of Ni coatings on alloy particles is generally advantageous from the material H-storage properties, although they slow down a little hydrogen transport during electrode discharge.

PL

W artykule przedyskutowano właściwości wodorochłonne i korozyjne trzech rodzajów nanokrystalicznych stopów typu La1.5Mg0.5Ni7 – pod kątem ich aplikacji jako materiałów anodowych dla ogniw typu Ni/MH. Materiały wytwarzano metodą mechanicznej syntezy (metoda MA) i modyfikowano poprzez częściowe podstawianie niklu kobaltem bądź lantanu gadolinem a następnie poprzez magnetronowe napylanie uzyskanych proszków amorficznym niklem. Modyfikacje te wyraźnie zmieniają właściwości funkcjonalne badanych stopów wodorochłonnych. Pokazano, że dodatek 5,5 % at. kobaltu wyraźnie skraca aktywację stopu ale pogarsza jego odporność korozyjną w stężonym roztworze KOH. Z kolei częściowe podstawienie lantanu gadolinem (2,2 % at.) zapewnia materiałowi wysokie gęstości prądu wymiany układu H2O/H2. Obecność powłok Ni na cząstkach proszku jest generalnie korzystna z punktu widzenia właściwości sorpcyjnych materiałów, jednakże powłoki te nieco hamują transport wodoru podczas rozładowywania elektrod.

15

A critical review of corrosion rate calculations of Mg-Al-Li alloys using traditional mass loss measurements

Dobkowska Anna, Adamczyk-Cieślak Bogusława, Mizera Jarosław

Ochrona przed Korozją

|

2020

|

nr 2

38--41

EN

The corrosion rate (CR) calculations were performed for AZ31, AZ31-4Li, AZ31-7.5Li and AZ31-15Li Mg alloys after extrusion, and after extrusion with subsequent heat treatment. CR was obtained using three different mass loss (ML) measurements: i) traditional ML measurements where weighing before and after immersion was being implied, ii) by atomic absorption spectroscopy, where number of Mg2+ ions were calculated from the solution after immersion, and iii) by ML measurements in an artificial atmosphere. As results show, there are many differences in CR results obtained by these techniques. When CR is being calculated for multi-alloying materials, all possible anodic reactions which can take place during dissolution of immersed samples in the solution, should be considered.

PL

W pracy porównano szybkość korozji mierzoną trzema różnymi metodami dla stopów Mg-Li-Al. Szybkość korozji została obliczona w oparciu o i) grawimetryczne pomiary ubytku masy po zanurzeniu w roztworze, ii) analizę stężenia jonów Mg2+ w roztworze po zanurzenie próbek, iii) na podstawie pomiarów ubytku masy po ekspozycji próbek w komorze solnej. Na podstawie wykonanych pomiarów wskazano wady i zalety metod służących do oceny szybkości korozji stopów magnezu zawierających różne dodatki stopowe, w tym Al i Li. Wykazano, że dobór metody służącej do oceny szybkości korozji wieloskładnikowych stopów magnezu jest ściśle uzależniony od rodzaju i ilości reakcji anodowych zachodzących w trakcie ekspozycji materiału w środowisku korozyjnym.

16

PEO layers on Mg-based metallic glass to control hydrogen evolution rate

Cesarz-Andraczke K., Kazek-Kęsik A.

Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences

|

2020

|

Vol. 68, nr 1

119--124

EN

The amorphous Mg-based alloys may be used as metallic biomaterials for resorbable orthopedic implants. The Mg-Zn-Ca metallic glasses demonstrate variable in time degradation rate in simulated body fluid. In this work the Mg66Zn30Ca4 alloy was chosen as a substrate for coatings. This paper reports on the surface modification of a Mg66Zn30Ca4 metallic glass by plasma electrolytic oxidation (PEO). The structure characterization of uncoated Mg66Zn30Ca4 alloy was performed by using TEMand XRD method. The immersion tests of coated and uncoated Mg66Zn30Ca4 alloy were carried out in Ringer’s solutionat 37°C. The volume of released hydrogen by immersion tests was determined. The coatings structure and chemical composition after immersion tests by SEM/EDS were studied. Based on SEM images of surface structure samples, immersion tests results and hydrogen evolution measurement was proposed the course of corrosion process in Ringer’s solution for Mg-based metallic glasses with PEO coating. Results of immersion tests in Ringer’s solution allowed to determine the amount of evolved hydrogen in a function of time for Mg66Zn30Ca4 metallic glass and sample with PEO coating. In comparison to the non-coated Mg66Zn30Ca4 alloy, the sample with PEO layer showed a significantly decreased hydrogen evolution volume.

17

The assessment of stability at compression of steel pipes considering effects of uniform corrosion

Glinicka Aniela, Imiełowski Szymon

Roads and Bridges - Drogi i Mosty

|

2019

|

Vol. 18, no. 4

267--281

EN

In aggressive environments structural steel components of engineering structures may become affected by corrosion. Even with corrosion protection, their critical load capacity and stability are seriously affected by the consequences of corrosion in aggressive environments due to impurities and possible failures. In this paper a critical state analysis of corroded struts is presented. The input data for the analysis was taken from laboratory corrosion tests in which steel pipes of a few different diameters were subjected to the attack of sulphuric and hydrochloric acids and placed in salt spray tester. The loss of material due to corrosion was determined and graphs, presenting the loss of material as a function of pipe diameter and the corrosion rate over time, were determined. The relative decrease of the maximum elastic strain energy which can be stored in the strut and the relative decrease of the critical load of elastic buckling were calculated for a series of corroded pipes. The curves of the relative change of the maximum elastic strain energy and the relative change of critical load over the time of corrosion progression were found to follow a similar path. For determining the critical load for a given strut, boundary conditions are taken into consideration. However, it is not necessary in the case of maximum elastic strain energy, which makes it a more convenient stability measure of the critical load capacity of strut.

PL

Elementy stalowe stosowane w konstrukcjach inżynierskich mogą ulegać korozji w wyniku działania mediów agresywnych. W takich mediach, ze względu na zanieczyszczenia i możliwe awarie, pomimo stosowania zabezpieczeń antykorozyjnych, skutki korozji wyraźne wpływają na nośność i stateczność elementów. W artykule przeprowadzono analizę stanu krytycznego ściskanych skorodowanych prętów stalowych. Dane do analizy zaczerpnięto z korozyjnych badań laboratoryjnych; rury stalowe kilku średnic skorodowano w roztworach kwasów siarkowego, solnego i komorze mgły solnej. Określono ubytki korozyjne i wykonano wykresy zmiany ubytku korozyjnego jako funkcji średnicy rury oraz wykresy szybkości korozji w czasie. W przypadku serii skorodowanych rur obliczono względny spadek wartości maksymalnej energii sprężystej, jaka może być zgromadzona w pręcie i względny spadek wartości siły krytycznej wyboczenia sprężystego. Stwierdzono, że kształt wykresów: względnej zmiany maksymalnej energii sprężystej i względnej zmiany siły krytycznej wyboczenia sprężystego w czasie korozji jest taki sam, jak wykresów szybkości korozji w czasie. Przy obliczaniu wartości siły krytycznej pręta uwzględnia się warunki brzegowe, a przy obliczaniu wartości maksymalnej energii sprężystej nie jest to konieczne, dlatego taka miara stateczności jest dogodna do oceny zdolności pręta do przenoszenia siły krytycznej.

18

Corrosion effect of 65% Nitrate acid on X4CrNi1812 at 333 K

Lipiński Tomasz, Karpisz Dariusz

Quality Production Improvement - QPI

|

2019

|

Vol. 1, Iss. 1

425--432

EN

Austenitic stainless steels are often used for a materials in the construction of machines and equipment for agricultural and for industrial construction. One of the most important factors constructional material is corrosion resistance. Equipment with austenitic stainless steel can be easy join by quickly welding at a not to high construction price, but one with the serious problem in aggressive environment is their corrosion resistance. A few corrosion processes in crevices and awkward corners can be avoided at the design stage (low roughness parameters, round-section and other). But still the construction material is exposed to corrosion. These steels often come into contact with an aggressive environment based on nitric acid. The main aim of this research is to investigate corrosion resistance in different time (48, 96, 144, 192, 240, 288, 336 hours). For this used weight loss of test samples and its profile roughness. The research was conducted on austenitic stainless steel in grade in Nitrate acid at 333 K. Corrosion tests confirmed that the research this steel in 65% nitrate acid as a corrosive environments is characterized through proportionate to time corrosion process whose measure may be surface roughness. In industrial practice roughness parameters for all the research times can be used for determine the stage and size of steel corrosion.

19

Mechanical and corrosion properties of Mg68-xZn28+xCa4 (x=0,2,4) metallic glasses

Nowosielski Ryszard, Cesarz-Andraczke Katarzyna, Babilas Rafał

Ochrona przed Korozją

|

2019

|

nr 6

192--196

EN

Metallic amorphous alloys, which consisted of the biocompatible elements such as Ca, Mg and Zn, can be used as potential resorbable materials for short term orthopedic implants [1,2]. The concept of resorbable metallic implants is based on combination of two factors: good bearing capacity, sufficiently high mechanical strength and stable implants geometry, invariable during concrescence of bone, and controllable corrosion rate (dissolution rate). Therefore, the following criteria on Mg-based metallic glass for resorbable implant were chosen: Rc > 160 MPa [3], H2 ≤ 1ml/h [4] and Vcorr ≈ 0.01 - 0.1 mm/year [5]. The glass-forming ability (GFA), volume of evolved hydrogen, corrosion rate, compression strength and hardness of Mg68-xZn28+xCa4 (x=0,2,4) metallic glasses were examined. Results of corrosion studies and mechanical properties tests were compared with assumed criteria. Results of corrosion tests showed that the corrosion rate (Vcorr) and the volume of released hydrogen decreased with the increase zinc concentration in the tested alloys. For the Mg66Zn30Ca4 amorphous alloy with a diameter of 2 mm, the highest hardness about 300 HV and the compressive strength about 400 MPa were determined.

PL

Stopy metali o strukturze amorficznej, które składają się z biokompatybilnych pierwiastków, takich jak Ca, Mg i Zn mogą być rozpatrywane jako potencjalnie resorbowalne biomateriały do krótkotrwałych implantów ortopedycznych [1,2]. Koncepcja resorbowalnych implantówmetalicznych opiera się na połączeniu dwóch czynników: dobrej nośności, odpowiedniej wytrzymałości mechanicznej i stabilnej geometrii implantów, niezmiennej w trakcie wzrostu kości i kontrolowanej szybkości korozji (szybkości roztwarzania). W związku z tym wybrano następujące kryteria dla szkła metalicznego na osnowie magnezu, rozpatrywanego jako materiał na resorbowalny implant: Rc> 160 MPa [3], H2 ≤ 1 ml/h [4] i Vcorr ≈ 0,01 - 0,1 mm/rok [5]. W ramach tej pracy zbadano zdolność do zeszklenie (GFA), objętość wydzielonego wodoru podczas zanurzenia w roztworze Ringer’a, szybkość korozji, wytrzymałość na ściskanie i twardość szkieł metalicznych Mg68-xZn28+xCa4 (x = 0,2,4). Wyniki badań korozyjnych i właściwości mechanicznych zostały porównane z założonymi kryteriami. Wyniki badań korozyjnych wykazały, że szybkość korozji (Vcorr) i objętość uwolnionego wodoru zmniejszyły się wraz ze zwiększeniem stężenia cynku w badanych stopach. Dla amorficznego stopu Mg66Zn30Ca4 o średnicy 2 mm wyznaczono najwyższą twardość około 300 HV i wytrzymałość na ściskanie około 400 MPa.

20

Wpływ porowatości wybranych wyrobów budowlanych oraz zjawiska subflorescencji na przyśpieszenie korozji chlorkowej

Bielecka B., Rucińska T.

Przegląd Budowlany

|

2018

|

R. 89, nr 10

41--46

PL

W artykule przedstawiono wpływ porowatości zapraw cementowych z udziałem zróżnicowanych kruszyw drobnoziarnistych, cegły ceramicznej porowatej oraz silikatów akustycznych na szybkość niszczenia pod wpływem działania chlorku sodu. Na podstawie uzyskanych wyników rozpatrzono możliwość wystąpienia zjawiska subflorescencji w badanych elementach. Próbki wybranych materiałów poddano ocenie starzenia pod działaniem mgły solnej. Badanie wytrzymałości na ściskanie w stanie suchym przed i po badaniu oddziaływania środowiska agresywnego pozwoliło na określenie zmian zachodzących w wewnętrznej strukturze tych materiałów. Oznaczono również kapilarne podciąganie wody oraz nasiąkliwość. Metodą mikroskopową przeanalizowano makro- i mikrostrukturę, co pozwoliło na wykazanie związku pomiędzy porowatością a występowaniem zjawiska subflorescencji.

EN

The article presents the influence of porosity of cement mortars containing different fine grained aggregates, porous ceramic bricks and acoustic silicates on the rate of destruction under the influence of sodium chloride. On the basis of obtained results, the occurence of subflorescence in the examined elements was considered. Selected test specimen were evaluated for aging under the influence of salt mist. The compressive strength tests performed before and after the evaluation of aggressive environment impact allowed to determine changes in the internal structure of the samples. The capillary action and water absorption was also evaluated. The macro- and microstructure was analyzed by microscopic method, which allowed to show relationship between porosity and occurrence of the subflorescence phenomenon.