Studi di corrosione con il metodo di perdita di peso

Metodo di perdita di peso nella corrosione, Monitoraggio della corrosione con il metodo di perdita di peso

Qui, presentiamo diversi metodi per testare i a breve e a lungo termine del comportamento di corrosione degli ambienti non acquosi come i biocarburanti, soprattutto quelli contenenti bioetanolo. Pertanto, è necessario per meglio comprendere i processi di corrosione, prevenirli e ridurre al minimo i danni associati con loro.

Una delle caratteristiche più importanti di processi di corrosione è il tasso di corrosione. La misurazione dei tassi di corrosione è spesso molto difficile o addirittura impossibile, soprattutto in ambienti meno conduttivi, non acquoso come i biocarburanti.

Trattazione elettrochimica dei fenomeni corrosionistici[ modifica modifica wikitesto ] Due strumenti teorici utilizzati per lo studio dei fenomeni corrosionistici: il diagramma di Pourbaix a sinistra e il diagramma di Evans a destra. A prescindere da quale sia il particolare meccanismo scatenante, per avere luogo la corrosione è necessario che intervengano dei processi di natura elettrochimica a cui prendano parte il materiale metallico che funge da elettrodo e l' ambiente di corrosione che funge da elettrolita. In tutti i processi corrosivi, oltre a una semireazione di ossidazione del materiale metallico, ha luogo una semireazione di riduzione. La specie chimica coinvolta nella semireazione di ossidazione è principalmente il metallomentre le specie chimiche coinvolte nella semireazione di riduzione dipendono dall' ambiente di reazione.

Qui, presentiamo cinque diversi metodi per la determinazione dei tassi di corrosione e l'efficienza della protezione anti-corrosione in biocarburanti: i una prova statica, ii un test dinamico, iii una prova statica con un misure di raffreddamento ed elettrochimici di reflusso iv in un disposizione due elettrodi e v in una disposizione di tre elettrodi. La prova statica è vantaggiosa dovuto suoi bassi richiede il materiale e la dotazione strumentale. Il test dinamico permette per la prova dei tassi di corrosione dei materiali metallici a condizioni più gravi.

La prova statica con un dispositivo di raffreddamento di riflusso consente il collaudo in ambienti con maggiore viscosità ad es. Le misure elettrochimiche forniscono una visione più completa sui processi di corrosione. Le geometrie di cella presentato e le modalità i sistemi del due-elettrodo e tre elettrodi consentono di effettuare misurazioni in ambienti di biocarburanti senza elettroliti di base che potrebbero avere un impatto negativo sui risultati e caricarli con errori di misura.

I metodi presentati rendono possibile studiare l'aggressività di corrosione di un ambiente, la resistenza alla corrosione dei materiali metallici e l'efficienza di inibitori di corrosione con risultati rappresentativi e riproducibili.

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I risultati ottenuti con questi metodi possono aiutare a comprendere i processi di corrosione più dettagliatamente per ridurre al minimo i danni causati dalla corrosione. Introduction Log in or Start trial to access full content. Essa provoca notevoli perdite materiali a causa di disintegrazione materiale parziale o completa. Le particelle rilasciate possono essere intesi come impurità; possono modificare negativamente la composizione dell'ambiente circostante o la funzionalità dei vari dispositivi.

Tenendo conto di questioni ambientali e le riserve di combustibili fossili limitato, c'è un crescente interesse nei combustibili alternativi, tra cui i biocarburanti da fonti rinnovabili svolgono un ruolo importante.

Ci sono una serie di vari biocarburanti potenzialmente disponibili, ma prodotto da biomassa attualmente il bioetanolo è l'alternativa più adatta per benzine di sostituzione o con metodo di fusione.

Etanolo bioetanolo possiede delle caratteristiche sostanzialmente diverse rispetto alle benzine. È altamente polare, conduttivo, completamente miscibile con l'acqua, ecc queste proprietà rendono etanolo e carburante miscele contenente etanolo anche aggressivo in termini di corrosione4.

Inoltre, i contaminanti polari soprattutto cloruri possono contribuire alla corrosione come una fonte di contaminazione; le reazioni di solubilità e ossidazione ossigeno che possono verificarsi nelle miscele di etanolo-benzina EGBs e una fonte di sostanze acide possono anche giocare un ruolo importante6,7.

Una delle possibilità su come proteggere i metalli dalla corrosione una vasca idromassaggio può farti perdere peso l'uso di inibitori di corrosione cosiddetto che rendono possibile sostanzialmente rallentare inibire processi di corrosione8.

La selezione di inibitori di corrosione dipende dal tipo di ambiente corrosivo, la presenza di stimolatori di corrosione e in particolare sul meccanismo di un inibitore specifico. Attualmente, non esiste nessun database versatile o metodo di perdita di peso nella corrosione disponibile che consentirebbe un orientamento semplice in inibitori di corrosione.

Ambienti corrosivi possono essere suddivisi in acquoso o non acquoso, come l'intensità e la natura dei processi di corrosione in questi ambienti differiscono in modo significativo. Per ambienti non acquoso, corrosione elettrochimica collegata con diverse reazioni chimiche è tipica, considerando che solo dalla corrosione elettrochimica senza altre reazioni chimiche si verifica in ambienti metodo di perdita di peso nella corrosione.

Inoltre, la corrosione elettrochimica è molto più intensa in ambienti acquosi9.

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  4. Monitoraggio della corrosione con il metodo di perdita di peso

Processi di corrosione in ambienti non acquoso, liquidi organici, dipendono dal grado di polarità dei composti organici. Questo è associato con la sostituzione dell'idrogeno in alcuni gruppi funzionali di metalli, che è collegato con il cambiamento delle caratteristiche dei processi di corrosione da elettrochimico a prodotto chimico, per cui più bassi tassi di corrosione sono tipici in confronto con processi elettrochimici. Ambienti non-acquosi hanno in genere Bassi valori di conducibilità elettrica9.

Per aumentare la conduttività in ambienti biologici, è possibile aggiungere i cosiddetti elettroliti di supporto come tetralchilammonio tetrafluoroborates o perclorati. Purtroppo, queste sostanze possono avere proprietà anticorrosione, o, al contrario, aumentare la corrosione tariffe Ci sono diversi metodi per breve e lungo termine test di corrosione tariffe dei materiali metallici o l'efficienza di inibitori di corrosione, vale a dire con o senza circolazione di ambiente, vale a dire, statica e dinamica corrosione test, rispettivamente 11121314 Recentemente, metodi elettrochimici stanno diventando sempre più importante negli studi di corrosione a causa della loro elevata efficienza e tempi di misura breve.

Inoltre, spesso possono fornire ulteriori informazioni e una visione più completa sui processi di corrosione. I metodi più comunemente utilizzati sono la spettroscopia di impedenza elettrochimica EISpolarizzazione potenzio-dinamici e la misurazione della stabilizzazione della corrosione potenziale nel tempo in un planare, due elettrodi o in una disposizione di tre elettrodi 16 ,17,18,19,20,21,22, Qui, vi presentiamo cinque metodi per il breve e lungo termine test dell'aggressività di corrosione di un ambiente, la resistenza alla corrosione dei materiali metallici e l'efficienza di inibitori di corrosione.

Tutti i metodi sono ottimizzati per misure in ambienti non acquoso e si sono dimostrati su EGBs. I metodi consentono di ottenere risultati rappresentativi e riproducibili, che possono aiutare a comprendere i processi di corrosione più dettagliatamente per impedire e minimizzare danni di corrosione.

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Per la prova di corrosione di immersione statica in sistemi metallo-liquidi, prove di corrosione statica in sistemi metallo-liquidi possono essere eseguite in un semplice apparato costituito da un flacone da mL, dotato di un gancio per appendere un campione analizzato, Vedi Figura 1. Per il test di corrosione dinamico con circolazione di liquido, inibitori di corrosione del metallo o l'aggressività dei liquidi combustibili possa essere testato in un apparato di flusso con la circolazione del liquido di coltura presentata nella Figura 2.

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L'apparato di flusso è costituito da una parte temperata e un serbatoio del liquido testato. Nella parte temperata, il liquido testato è in contatto con un campione metallico in presenza di ossigeno in aria o in atmosfera inerte.

L'alimentazione del gas aria è assicurata da una fritta con il tubo di raggiungere il fondo del pallone.

Corrosione del metallo e l'efficienza di inibitori di corrosione in Media meno conduttivo

Il serbatoio del liquido testato contenente circa mL del liquido testato è collegato con un dispositivo di raffreddamento di riflusso che permette il collegamento dell'apparato con l'atmosfera. La pompa peristaltica permette per il pompaggio del liquido a una velocità adatta di circa 0,5 Lh—1 tramite un circuito chiuso da chimicamente stabile e inerte materiali ad es.

Per la prova di corrosione di immersione statica con un riflusso più fresco in presenza di gas medi, inibitori di corrosione, la resistenza dei materiali metallici o l'aggressività di un ambiente liquido possa essere testato nell'apparato presentato in Figura 3. L'apparecchio contiene due parti. La prima parte è costituito da un pallone da mL due-con il collo, temperato con un termometro. La boccetta contiene una quantità sufficiente di un ambiente liquido.

La seconda parte consiste di i un reflusso più fresco con un bicchiere di terra comune per realizzare un collegamento stretto con il pallone, ii un gancio per piazzare i campioni metallici e iii una fritta con un tubo per l'alimentazione del gas aria raggiungendo la parte inferiore del pallone.

L'apparecchio è collegato nell'atmosfera tramite il dispositivo di raffreddamento che evita l'evaporazione del liquido. L'apparato per le misure elettrochimiche nella disposizione del due-elettrodo è presentato nella Figura 4. Gli elettrodi sono fatti da fogli di metallo 3 x metodo di perdita di peso nella corrosione cm, in acciaio dolceche sono completamente immersa in resina epossidica su un lato per proteggerli dall'ambiente corrosivo circostante.

Più articolato è invece il meccanismo di corrosione interstiziale degli acciai inossidabili in soluzioni contenenti ioni cloruro. Come per il pitting, si distinguono due stadi: uno di innesco e uno di propagazione. Per la prevenzione della corrosione interstiziale degli acciai inossidabili, devono essere adottate, in fase di progettazione, le soluzioni tecniche che escludono la presenza di interstizi; per esempio, sono preferibili le giunzioni saldate alla flangiatura. Come per il pitting, la protezione catodica è efficace sia nello stadio di innesco che in quello di propagazione. Corrosione intergranulare.

Entrambi gli elettrodi sono avvitati alla matrice in modo che la distanza tra loro è di circa 1 mm Le misure elettrochimiche nella disposizione tre elettrodi costituiti da lavoro, riferimento ed elettrodi ausiliari collocati nella cella di misura in modo che sia garantita una piccola distanza fra gli elettrodi; vedere la Figura 5. L'elettrodo di lavoro è costituito da i una parte di misurazione materiale testato con un filetto di vite e ii un allegato di vite isolato dall'ambiente di corrosione, vedere la Figura 6.

L'elettrodo deve essere sufficientemente isolato da un sigillo anti-underflow. Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian. Protocol Log in or Start trial to access full content. Regolare la superficie dei campioni metallici rettifica utilizzando carta vetrata maglia e lucidatura sotto l'acqua corrente in modo che la superficie è regolata in modo uniforme.

Quindi, sgrassare la superficie del campione accuratamente con circa 25 metodo di perdita di peso nella corrosione di acetone e circa 25 mL di etanolo, asciugarlo liberamente o utilizzando tessuto di polpa e pesare il campione su una bilancia analitica con una precisione di quattro cifre decimali.

Nota: Il trattamento del campione deve essere eseguito sempre allo stesso modo, in caso contrario misure possono essere caricate da un errore.

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È fondamentale utilizzare sempre carta vetrata con la stessa dimensione del grano e le carte abrasive usate devono essere USA e getta, cioè, un pezzo di carta vetrata per ogni campione e la misurazione.

Dopo il trattamento di superficie, appendere il campione metallico nel liquido in bottiglia in modo che esso non si trova sul fondo della bottiglia, Vedi Figura 1. Chiudere il flacone abbastanza saldamente per impedire l'entrata di evaporazione e aria liquida. Scegliere il volume del liquido testato in modo che il rapporto di superficie di metallo liquido è di circa 10 cm3cm 12 minimamente.

A intervalli regolari, rimuovere il campione metallico dalla bottiglia, sciacquarlo con circa 25 mL di acetone e utilizzare il tessuto della polpa per asciugare e rimuovere lo strato superficiale dei prodotti di corrosione in eccesso.

Poi, pesare il campione su una bilancia analitica con una precisione di quattro cifre decimali. Dopo la pesatura, riportare il campione nuovamente dentro la bottiglia.

Nota: Gli intervalli per la rimozione e la pesatura dei campioni dovrebbero essere scelti individualmente per ogni campione testato basato su una valutazione visiva dei cambiamenti nella superficie del campione durante la prova. Intervalli più brevi ad es. Quando il confronto tra i campioni è necessario, la durata del test deve essere lo stesso. Dal peso del campione metallico, calcolare la perdita di peso dall'inizio dell'esperimento legata alla superficie del campione per il tempo di esposizione specificato.

Studi di corrosione con il metodo di perdita di peso

Dopo che si verifica allo stato stazionario del sistema metallo-liquido non è stato osservato nessun aumento nella perdita di peso nel tempoterminare l'esperimento.

Calcolare il tasso di corrosione secondo la procedura presentata nel passaggio 4 prima di decapaggio o nel passaggio 5 dopo il decapaggio dei prodotti di corrosione superficiale. Nota: Tassi di corrosione ottenuti dopo decapaggio della superficie corrosione prodotti vengono utilizzati per la valutazione delle efficienze di inibitori di corrosione, per ulteriori dettagli, vedere Risultati di rappresentante.

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Lubrificare i giunti di vetro smerigliato del pallone con un grasso al silicone e difficoltà i un dispositivo di raffreddamento di riflusso, ii un termometro, iii un capillare di aspirazione collegata ad una pompa e iv il troppopieno collegato alla parte temperata sul collo del pallone secondo Figura 2.

Riempire il circuito di raffreddamento chiuso con etanolo. Utilizzare il capillare per il combustibile di pompaggio per collegare la pompa alla spirale preriscaldamento della parte temperata, che porta un combustibile preriscaldato tramite il fondo della cella di misura. Una volta che la parte temperata è pieno di carburante e combustibile inizia a scorrere la parte di overflow indietro nel pallone deposito, aperta la cella di misura è costituito da due parti collegati tramite un giunto di vetro smerigliato e appendere la terra, lucidata, sgrassato e pesato campione lamina di metallo con proporzioni adeguate sul gancio.

Nota: Il trattamento del campione viene eseguito secondo la procedura presentata nel punto 1. A intervalli regolari, rimuovere il campione metallico dalla parte temperata e seguire le istruzioni presentate in passo 1,5. Seguire le istruzioni presentate in passaggi 1. Appendere un campione macinato, lucido, sgrassato e pesato sul gancio del dispositivo di raffreddamento. Lubrificare il giunto di vetro smerigliato del radiatore con un grasso al silicone e fissare il radiatore nel pallone.

Dopo un adeguato periodo per esempio, 14 giornirimuovere il campione metallico dall'apparecchio e seguire le istruzioni presentate in passo 1,5.

Quindi, rimuovere il campione dalla soluzione, pulirla con una spazzola sotto l'acqua corrente, sciacquare con acetone, asciutto e pesarlo. Dopo di che, rimesso il campione nella soluzione chelaton e ripetere la procedura fino ad ottenuta un peso costante. Pickle i campioni cv bruciare i grassi da ottone, bronzo o rame in soluzione 10 vol.

Dopo di che, rimettere il campione in soluzione acida e ripetere la procedura fino ad ottenuta un peso costante. Riempire la cella di misura con 80 mL dell'ambiente di corrosione liquido testato e chiuderla attraverso il sistema di elettrodi. Mettere l'intera cellula in una gabbia di Faraday con messa a terra.

Collegare il feocromocitoma e il potenziostato al sistema elettrodo, in modo che un elettrodo del sistema agisce come un elettrodo di riferimento e il secondo elettrodo funge da un lavoro e un elettrodo ausiliario allo stesso tempo. Nel software dello strumento, impostare la sequenza contenente le misure di potenziale di circuito aperto OCP, stabilizzazione del potenziale in un circuito aperto di corrosione e la misurazione EIS la spettroscopia di impedenza elettrochimica.

La stabilizzazione eseguire per almeno 30 min per ridurre al minimo il potenziale di cambiamento. Intraprendere le misure EIS ad ampiezza sufficientemente elevato secondo la conducibilità di ambiente di corrosione carburante.

Nota: È più basso della conducibilità di carburante, sono metodo di perdita di peso nella corrosione i valori di ampiezza superiori. Intraprendere le misure di impedenza in una gamma sufficiente di frequenze 1 — 5 mHz per essere in grado di valutare le parti di basso - e anche ad alta frequenza degli spettri. Determinare la costante di cella Ks per ciascun elettrodo di misura in n-eptano, che ha una costante dielettrica di circa 1.

Riempire la cella di misura con mL dell'ambiente testato corrosione liquido e chiudere con un tappo attraverso il quale l'elettrodo di lavoro dal materiale testato e l'elettrodo ausiliario dal filo di platino sono condotti.

Monitoraggio della corrosione con il metodo di perdita di peso

Torcere il filo, cioè, elettrodo ausiliario, in modo uniforme intorno all'elettrodo di lavoro. Attraverso l'entrata laterale della cella, è necessario inserire l'elettrodo di riferimento con un ponte in modo che è più vicino l'elettrodo di lavoro possibile.

Nota: Gli elettrodi non si toccano. Inserire la cella in una cella di Faraday con messa a terra e collegare gli elettrodi tramite un sistema di cavi per il feocromocitoma e il potenziostato equipaggiato con il software appropriato. Nel software dei dispositivi utilizzati, misura, impostare la sequenza di misurazione contenente la misura del i l'OCP per un periodo di tempo sufficientemente lungo almeno 60 minii l'EIS nella gamma di circa 1 MHz — 1 mHz ad un valore di ampiezza di 5 — 20 mV e iii la polarizati Caratteristiche Tafel scansione nella gamma di — mV al potenziale di corrosione.

Calcolare la densità di corrente jcorr secondo l'equazione di Stern-Geary: 6 7 dove jcorr è la densità di corrente di corrosione, bun e bk sono costanti Tafel e Rp è la resistenza di polarizzazione stimata perdere peso lassunzione giornaliera di grassi misure EIS.

Inoltre, calcolare il tasso di corrosione istantaneo dalle perdite di peso del materiale. Representative Results Log in or Start trial to access full content. Per la preparazione di questi EGBs, benzina in conformità con i requisiti della EN contenente 57,4 vol. L'aggressività di questi combustibili è stata aumentata tramite l'aggiunta di acqua e traccia quantità di cloruri 3 mgkg—1solfati 3 mgkg—1 e acido acetico 50 mgkg—1. Il carburante E10 contenuto 0,5 vol. Il combustibile E85 è stato contaminato da 6 vol.

I dati ottenuti sono presentati nella tabella 1. Il corso di tempo delle prove statiche e dinamiche è presentato in Figura 7 e Figura 8. Dipendenze di peso perde presentato in queste cifre sono relative all'area del campione metallico testato.

Queste perdite di peso possono essere ricalcolate al corso del tasso di corrosione secondo la procedura presentata nel passaggio 4. Questo è mostrato per il combustibile E85 contaminato nella Figura 7 e Figura 8. Da entrambe metodo di perdita di peso nella corrosione figure, è ovvio metodo di perdita di peso nella corrosione i periodi di tempo di h e h erano abbastanza sufficienti per ottenere la stabilizzazione dei sistemi mite perdita di peso uniontown pa E85 combustibile per prove statiche e dinamiche, rispettivamente.

Inoltre, l'efficienza dell'inibitore di corrosione è evidente in entrambi i carburanti, come materiale sostanzialmente più basso perdite sono state osservate quando l'inibitore è stato applicato. Le efficienze di inibitore, Vedi tabella 1, sono stati calcolati dopo l'esperimento e dopo il decapaggio della superficie del campione nella soluzione di chelaton III, Vedi punto 5. La rimozione dei prodotti di corrosione superficiale da decapaggio permette di ottenere le perdite reali materiali che sono importanti per il calcolo dell'efficienza di inibitori di corrosione.

Decapaggio cause un aumento del tasso di corrosione reale, come documentato dai risultati presentato nella tabella 1. Secondo le condizioni del test e l'ambiente di corrosione, il metallo è uniformemente ricoperto da uno spesso strato di prodotti di corrosione, vedere la Figura 9. Alcuni campioni degli ambienti corrosione non possono essere testati con il test dinamico a causa della loro alta viscosità.

Al giorno d'oggi, metodi elettrochimici come impedenza elettrochimica, misure di caratteristiche di polarizzazione, il potenziale di corrosione, ecc hanno un grande potenziale e possono informare uno non solo sulle proprietà degli ambienti costante dielettrica, resistivitàma anche sulle proprietà elettrodo come resistenza di polarizzazione e la capacità di un doppio strato. Inoltre, metodi elettrochimici hanno una grande importanza per le misurazioni in ambienti non acquoso.

Tuttavia, conducibilità sali spesso solo non modificare le proprietà degli ambienti di corrosione, ma possono anche avere impatti negativi sui dati ottenuti alla corrosione, per esempio, possono avere proprietà corrosive o anticorrosione.

Questi effetti possono essere evitati effettuando le misurazioni senza questi sali in apposite celle con una geometria modificata, vedere i passaggi 6 e 7, in modo che le distanze tra gli elettrodi sono più piccole possibile. Figura 10 e Figura 11 Mostra gli spettri di impedenza misurati nella disposizione del due-elettrodo.

La forma degli spettri di impedenza è dipenda la conducibilità di un ambiente usato carburante.

Corrosione

Questo mezzo cerchio permette di valutare le proprietà che caratterizzano l'ambiente usato solo resistività, capacità ad alta frequenza per il calcolo della costante dielettrica.

La parte di bassa frequenza che caratterizzano le proprietà di elettrodo è completamente manca. Quando la conduttività di un ambiente è sufficientemente elevata, gli spettri costituiti da entrambe le parti alta e bassa frequenza che formano due semicerchi relativamente ben separati, Vedi Figura