بررسی تأثیر شرایط هیدرودینامیک کنترل شده سیال روی خوردگی فولاد و آلومینیوم و عملکرد برخی بازدارنده های معدنی و آلی

در کار پژوهشی حاضر رفتار خوردگی دیسکهای چرخان ساخته شده از فولاد و آلیاژهای مختلف آلومینیوم در برخی محیطهای خورنده تحت شرایط هیدرودینامیک کنترل شده مورد مطالعه قرار گرفت. در این مطالعات از روشهای الکتروشیمیایی پلاریزاسیون و اسپکتروسکوپی امپدانس الکتروشیمیایی استفاده گردید. همچنین تعدادی بازدارنده معدنی و آلی انتخاب و عملکرد آنها تحت شرایط هیدرودینامیک مختلف بررسی شد. مطالعه تأثیر شرایط هیدرودینامیک محلول خورنده بر رفتار خوردگی فولاد در محلول اسید کلریدریک 1m نشان داد که تحت جریان آرام با افزایش سرعت چرخش الکترود، پتانسیل خوردگی فلز به تدریج مثبت تر می شود. این مثبت تر شدن به افزایش انتقال جرم گونه های اکسید کننده از بطن محلول به سطح الکترود نسبت داده شد که در سرعتهای چرخش پایین تأثیرات آن بیشتر است. همچنین با افزایش سرعت تا 900rpm دانسیته جریان خوردگی کاهش و مقاومت انتقال بار افزایش نشان دادند. این کاهش اولیه سرعت خوردگی، به تشکیل اکسیدهای بیشتر در سطح الکترود و افزایش مجدد آن در سرعتهای چرخش بالا به اثر تخریبی تنشهای برشی سیال در کندن این اکسیدها از سطح نسبت داده شدند. در محلول hcl حاوی متیونین (به عنوان بازدارنده) با افزایش سرعت چرخش الکترود اثرات مخرب سرعت سیال بر افزایش انتقال جرم مولکولهای بازدارنده از بطن محلول به سطح الکترود فائق آمده و بهره بازدارندگی کاهش یافت. در محلول اسید سولفوریک حاوی متیونین (بر خلاف محلول اسید کلریدریک) بهره بازدارندگی با افزایش سرعت سیال زیاد شد. در سکون، به علت بزرگی آنیونهای هیدروژن سولفات، انتقال این آنیونها به سطح الکترود و جذب سطحی آنها به سهولت آنیونهای کلرید نیست. به همین دلیل جذب سطحی متیونین در اسید کلریدریک راحتتر از اسید سولفوریک و بهره آن نیز بهتر است. اما در شرایط هیدرودینامیک، جریان محلول با کمک کردن به انتقال آنیونهای هیدروژن سولفات به سطح فلز منجر به بهبود جذب سطحی و بهره متیونین می شود. دانسیته جریان خوردگی فولاد در سدیم کلراید 3.5% با افزایش سرعت چرخش الکترود به شدت افزایش و مقاومت انتقال بار به شدت کاهش نشان داد. این تغییرات شدید به علت تأثیر زیاد شرایط هیدرودینامیک بر افزایش انتقال جرم اکسیژن محلول به سطح الکترود بود که به جابجایی شدید پتانسیل خوردگی به سمت مقادیر مثبت نیز منجر شد. پتاسیم هیدروژن فسفات به عنوان یک بازدارنده آندی خوب و سولفات روی به عنوان یک بازدارنده کاتدی مناسب برای خوردگی فولاد در سدیم کلراید 3.5% به ویژه تحت شرایط هیدرودینامیک عمل کردند. بهره بازدارندگی این مواد با افزایش سرعت چرخش الکترود افزایش نشان داد. رفتار خوردگی آلیاژهایی از سریهای مختلف آلومینیوم نیز تحت شرایط هیدرودینامیک مطالعه گردید و تأثیر ترکیب عناصر آلیاژی بر حساسیت آلیاژ در برابر خوردگی تحت شرایط هیدرودینامیک مورد بحث و بررسی قرار گرفت. همچنین بازدارندگی خوردگی آلیاژ 7075 آلومینیوم توسط گلوتامین به عنوان یک بازدارنده مناسب بررسی شد. اعتبار تمامی داده های تجربی امپدانس به دست آمده، توسط تبدیلهای ریاضی کرامرز-کرونیگ ارزیابی شده و درصد خطاهای میانگین برای همه آنها محاسبه شدند. تمامی تبدیلهای انجام شده نشان از اعتبار قابل قبول و قابلیت استناد بالای نتایج تجربی داشتند. میزان اختلاف نتایج تجربی و تئوری به نوع محیط خورنده و بازدارنده مورد استفاده نیز بستگی داشت.