تآكل المعادن وكفاءة مثبطات التآكل في وسائل الإعلام أقل موصلة

اختبار العمليات المرتبطة بتآكل المواد غالباً ما يكون من الصعب خاصة في البيئات غير المائية. نقدم هنا، أساليب مختلفة لاختبار قصيرة الأجل وطويلة الأجل لسلوك التآكل لبيئات غير المائية مثل الوقود الأحيائي، ولا سيما تلك التي تحتوي على الإيثانول.

يمكن أن يكون تآكل المواد عاملاً مقيداً لمواد مختلفة في العديد من التطبيقات. وبالتالي، من الضروري أن أفضل فهم عمليات التآكل والوقاية منها وتقليل الأضرار المرتبطة بها. واحدة من الخصائص الأكثر أهمية لعمليات التآكل هو معدل التآكل. قياس معدلات التآكل غالباً صعبة جداً أو حتى من المستحيل خاصة في بيئات أقل موصلة غير المائية مثل الوقود الأحيائي. نقدم هنا، خمسة أساليب مختلفة لتحديد معدلات التآكل وكفاءة الحماية مكافحة التآكل في أنواع الوقود الأحيائي: (ط) اختبار ثابت، (ثانيا) اختبار ديناميكي، (ثالثا) اختبار ثابت مع قياسات الكهروكيميائية وبرودة ارتداد (الرابع) في ترتيب القطب اثنين و (v) في ترتيب ثلاث قطب كهربائي. الاختبار الثابت مفيد بسبب مطالبها منخفضة على المواد والمعدات مفيدة. يسمح اختبار ديناميكي للاختبار لمعدلات التآكل للمواد المعدنية في ظروف أشد قسوة. اختبار ثابت مع ارتداد برودة يسمح للتجارب التي أجريت في بيئات مع اللزوجة أعلى (مثلاً، زيوت محركات) عند درجات الحرارة الأعلى حضور الأكسدة أو جو خامل. القياسات الكهروكيميائية تقديم نظرة أكثر شمولاً على عمليات التآكل. الهندسات عرض الخلية والترتيبات (نظم قطب كهربائي اثنين وثلاثة قطب كهربائي) تجعل من الممكن إجراء القياسات في بيئات الوقود الحيوي دون الشوارد الأساسية التي يمكن أن تحدث أثرا سلبيا على النتائج وتحميلها مع أخطاء القياس. طرق عرض تجعل من الممكن لدراسة العدوانية التآكل من بيئة والمقاومة للتآكل للمواد المعدنية، وكفاءة مثبطات التآكل مع الممثل واستنساخه بالنتائج. يمكن أن تساعد النتائج التي تم الحصول عليها باستخدام هذه الأساليب لفهم عمليات التآكل بمزيد من التفصيل إلى أدنى حد من الأضرار الناجمة عن التآكل.

أسباب التآكل مادية وأضرار اقتصادية العالم. يتسبب في خسائر مادية كبيرة بسبب تفكك المواد كاملة أو جزئية. يمكن أن يفهم الجسيمات المفرج عنهم كشوائب؛ فيمكنهم تغيير سلبا على تكوين البيئة المحيطة أو الأداء الوظيفي لمختلف الأجهزة. أيضا، يمكن أن يسبب التآكل التغييرات البصرية السلبية للمواد. وبالتالي، هناك حاجة إلى فهم عمليات التآكل بمزيد من التفصيل على وضع تدابير لمنع التآكل وتقليل المخاطر المحتملة¹.

وبالنظر إلى القضايا البيئية واحتياطيات الوقود الأحفوري محدودة، هناك اهتمام متزايد في أنواع الوقود البديلة، من بينها الوقود الحيوي من مصادر الطاقة المتجددة دوراً هاما. وهناك عدد من مختلف أنواع الوقود الأحيائي يحتمل أن تكون متاحة، ولكن الإيثانول المنتجة من الكتلة الحيوية حاليا هو البديل الأكثر ملاءمة للبنزين استبدال (أو المزج مع). استخدام الإيثانول ينظمها التوجيه 2009/28/المفوضية الأوروبية في الاتحاد الأوروبي^2،3.

الإيثانول (الإيثانول) له خصائص مختلفة إلى حد كبير بالمقارنة مع البنزين. أنها شديدة القطبية، وموصلة والامتزاج تماما بالمياه، و ما إلى ذلك هذه الخصائص تجعل الإيثانول (ويمزج وقود الإيثانول الذي يتضمن أيضا) العدوانية من ناحية التآكل⁴. لأنواع الوقود ذات محتوى منخفض من الإيثانول، التلوث بكميات صغيرة من المياه يمكن أن يسبب انفصال المرحلة المائية-الإيثانول من مرحلة الهيدروكربونية ويمكن أن يكون هذا التآكل عالية. الإيثانول اللامائى نفسها يمكن أن تكون العدوانية لبعض المعادن النبيلة أقل وتسبب "الجاف للتآكل"⁵. مع السيارات الموجودة، ويمكن أن يحدث تآكل في بعض أجزاء معدنية (لا سيما من النحاس والنحاس والألومنيوم أو الصلب الكربوني) التي تتلامس مع الوقود. وعلاوة على ذلك، الملوثات القطبية (لا سيما كلوريدات) قد تسهم في تآكل كمصدر للتلوث؛ يمكن أيضا أن تلعب التفاعلات الذوبان وأكسدة الأكسجين (التي يمكن أن تحدث في مزيج البنزين والإيثانول (اجبس) وأن تكون مصدرا للمواد الحمضية)^6،دوراً هاما⁷.

أحد الاحتمالات على كيفية حماية المعادن من التآكل هو استعمال مثبطات التآكل ما يسمى التي تجعل من الممكن درجة كبيرة تبطئ (تمنع) عمليات التآكل⁸. ويتوقف اختيار مثبطات التآكل على نوع البيئة المسببة للتآكل، ووجود المنبهات التآكل، ولا سيما بشأن إليه مثبط معينة. حاليا، لا يوجد قاعدة بيانات متعددة أو التصنيف المتاحة التي ستمكن التوجه بسيطة في مثبطات التآكل.

يمكن تقسيم البيئات التآكل إلى مائي أو غير مائي، كما الكثافة وطبيعة عمليات التآكل في هذه البيئات تختلف اختلافاً كبيرا. لبيئات غير المائية، التآكل الكهروكيميائية المرتبطة بالتفاعلات الكيميائية المختلفة نموذجي، بينما يحدث فقط من التآكل الكهروكيميائية (دون غيرها من التفاعلات الكيميائية) في البيئات المائية. وعلاوة على ذلك، التآكل الكهروكيميائية مكثفة أكثر في البيئات المائية⁹.

في بيئات غير المائية السائلة العضوية، تعتمد عمليات التآكل على درجة الاستقطاب للمركبات العضوية. ويرتبط هذا مع استبدال الهيدروجين في بعض المجموعات الوظيفية بالمعادن، الذي يرتبط بتغيير خصائص عمليات التآكل من الكهروكيميائية للمواد الكيميائية، التي أدنى معدلات التآكل نموذجية في مقارنة مع العمليات الكهروكيميائية. عادة ما يكون البيئات المائية عدم انخفاض قيم الموصلية الكهربائية⁹. زيادة الموصلية في البيئات العضوية، من الممكن إضافة ما يسمى الشوارد الداعمة مثل تيترافلوروبوراتيس تيترالكيلامونيوم أو كلورات. لسوء الحظ، هذه المواد يمكن لها خصائص مثبطة، أو، على العكس من ذلك، زيادة معدلات التآكل¹⁰.

هناك عدة طرق للأجلين القصير والطويل اختبار التآكل أسعار المواد المعدنية أو كفاءة مثبطات التآكل، أي مع أو بدون تعميم البيئة، أي، والتآكل والدينامية اختبار، على التوالي ^{11 , 12 , 13 , 14 , 15}-لكلا الأسلوبين، يستند في حساب معدلات التآكل للمواد المعدنية الخسائر الوزن للمواد التي تم اختبارها على مدى فترة زمنية معينة. في الآونة الأخيرة، أصبحت أكثر أهمية في دراسات التآكل نظراً للكفاءة العالية وأوقات قصيرة قياس الطرق الكهروكيميائية. وعلاوة على ذلك، أنها غالباً ما توفر المزيد من المعلومات وطريقة عرض أكثر شمولاً في عمليات التآكل. الأساليب الأكثر استخداماً هي المعاوقة الكهروكيميائية التحليل الطيفي (EIS)، والاستقطاب بوتينتيوديناميك والقياس لتحقيق الاستقرار في التآكل المحتملة في الوقت المناسب (في مستو، اثنين قطب كهربائي أو في إطار ترتيب قطب ثلاثة)^{16 17، ،،}من^{1820،19،21،،}من²²²³.

نقدم هنا، خمس طرق للقصير الأجل والطويل الأجل اختبار لعدوانية التآكل من بيئة والمقاومة للتآكل للمواد المعدنية وكفاءة مثبطات التآكل. كل الأساليب هي الأمثل للقياسات في بيئات غير المائية وهي برهنت في اجبس. الأساليب التي تسمح بالحصول على نتائج الممثل واستنساخه، والتي يمكن أن تساعد على فهم عمليات التآكل بمزيد من التفصيل لمنع وتقليل الأضرار التآكل.

لاختبار التآكل الغمر ثابتة في نظم المعدن السائل، اختبارات التآكل ثابتة في نظم المعدن السائل يمكن أن يؤديها في جهاز بسيط يتكون من زجاجة 250 مل مزودة بخُطاف لمعلقة عينة تم تحليلها، انظر الشكل 1.

لاختبار التآكل الحيوي مع دوران السائل، يمكن اختبار مثبطات تآكل المعادن أو العدوانية من السوائل (الوقود) في جهاز تدفق مع تداول السائلة المتوسطة المعروضة في الشكل 2. جهاز تدفق، يتكون من جزء خفف وخزان السائل باختبارها. في الجزء خفف، اختبار السائل على اتصال بعينه معدنية حضور أكسجين الهواء، أو في جو خامل. وتكفل أطل الإمداد بالغاز (الهواء) مع أنبوب التوصل إلى أسفل قارورة. خزان السائل تم اختبارها تحتوي على حوالي 400-500 مل سائل تم اختبارها متصل مع برودة الجزر التي يسمح للاتصال على الجهاز مع الغلاف الجوي. في برودة، يتم تجميد الجزء تبخر السائل في-40 درجة مئوية. مضخة تمعجية يسمح لضخ السائل بمعدل مناسب حول 0.5 Lh^–1 عبر دائرة مغلقة من كيميائيا مستقرة وخاملة المواد (مثلاً، تفلون، Viton، تيجون) من الجزء التخزين في الجزء خفف، من ويعود السائل عبر تجاوز السعة في الجزء التخزين.

لاختبار التآكل الغمر ثابتة مع الجزر برودة حضور الغازية المتوسطة، مثبطات التآكل، يمكن اختبار مقاومة المواد المعدنية أو العدوانية من البيئة السائلة في الجهاز الذي قدم في الشكل 3. يحتوي الجهاز على جزأين. الجزء الأول يتكون من قارورة 500 مل العنق اثنين، وخفف حرارة. قارورة تحتوي على كمية كافية من البيئة السائلة. الجزء الثاني يتكون من (ط) ارتداد برودة مع زجاج أرضية مشتركة لتحقيق اتصال ضيق مع قارورة، (ثانيا) شماعات لوضع العينات المعدنية وأطل (ثالثا) مع أنبوب للإمداد بالغاز (الهواء) التوصل إلى أسفل قارورة. الجهاز متصل بالغلاف الجوي عن طريق برودة أن يتجنب تبخر السائل.

ويرد في الشكل 4الأجهزة للقياسات الكهروكيميائية في الترتيب الثاني-القطب. أقطاب كهربائية مصنوعة من صفائح معدنية (3 × 4 سم، من الفولاذ الطري)، الذي متأصلة تماما في الراتنج إيبوكسيد على جانب واحد لحمايتهم من تآكل البيئة المحيطة. كلا أقطاب أبله إلى مصفوفة حيث تكون المسافة بينهما حوالي 1 ملم²².

القياسات الكهروكيميائية في ترتيب ثلاث قطب كهربائي يتكون من العامل ومرجع ومساعد كهربائي وضع في الخلية قياس بحيث يكفل مسافة صغيرة بين الأقطاب؛ انظر الشكل 5. كقطب مرجعي أو كالومل أو أقطاب ارجنت-كلوريد مع جسر ملح الذي يحتوي على (ط) حل¹3 مول^–من نترات البوتاسيوم (كنو₃) أو (الثاني) حل¹1 مول^–من كلوريد الليثيوم (ليكل) في يمكن استخدام الإيثانول. يمكن استخدام سلك البلاتين، وشبكة أو لوحة كمسري الإضافية. الكهربائي العامل يتكون من (ط) جزء قياس (اختبار المواد مع مؤشر ترابط المسمار) ومرفق المسمار (ثانيا) معزولة عن البيئة التآكل، انظر الشكل 6. يجب أن تكون معزولة القطب بما فيه الكفاية بختم المضادة تجاوز الحد الأدنى.

1-اختبار التآكل الغمر ثابتة في نظم المعدن السائل

1. إضافة 100-150 مل بيئة اختبار التآكل السائل لاختبار مقاومة المواد المعدنية أو كفاءة مثبطات التآكل (أي، الابتدائي العدوانية ملوثة بكميات المياه والتتبع من الكلوريدات، الكبريتات وحامض الخليك) في زجاجة 250 مل مزودة بخُطاف لمعلقة عينة تم تحليلها (الشكل 1).
2. ضبط سطح العينات المعدنية باستخدام ورق زجاج (مش 1200) طحن وتلميع تحت الماء الجاري حتى أن يعدل السطح بالتساوي. ثم، ديجرياسي على سطح العينة جيدا بحوالي 25 مل من الأسيتون وحوالي 25 مل من الإيثانول أو الجافة بحرية أو استخدام اللب الأنسجة، ووزن العينة على توازن التحليلي بدقة من أربعة منازل عشرية.
   ملاحظة: يجب أن يتم علاج عينة دائماً بنفس الطريقة، وإلا يمكن تحميل القياسات بخطأ. من المهم دائماً استخدام الصنفرة بنفس حجم الحبوب وساندبابيرس المستخدمة يجب أن تستعمل لمرة واحدة، أي، قطعة واحدة من الصنفرة لكل عينة والقياس. يجب تعديل السطح بالتساوي، وأنه لا يمكن أن تحتوي على أي عيوب سطحية مثل الخدوش والحفر، إلخ
3. بعد المعالجة السطحية، يتعطل العينة المعدنية إلى السائل في الزجاجة ذلك لأنها لا تقع في الجزء السفلي من الزجاجة، انظر الشكل 1. إغلاق الزجاجة محكم ما يكفي لمنع دخول التبخر والهواء السائل.
4. اختر حجم السائل المختبرة حيث أن نسبة السائل/المعادن السطحية هو حوالي 10 سم³سم 1² الحد الأدنى.
5. على فترات منتظمة، إزالة عينات معدنية من الزجاجة وشطفه مع حوالي 25 مل الأسيتون، واستخدام أنسجة اللب الجافة وإزالة الطبقة السطحية من منتجات التآكل الزائد. ثم وزن العينة على توازن التحليلي بدقة من أربعة منازل عشرية. بعد وزنها، إرجاع العينة مرة أخرى إلى الزجاجة.
   ملاحظة: الفواصل الزمنية لإزالة ووزن العينات ينبغي اختيار فردي لكل عينة تم اختبارها على أساس تقييم بصرية للتغيرات التي طرأت على سطح العينة أثناء الاختبار. وينبغي تطبيق فترات أقصر (مثلاً، 8 ساعة أو أقل) عندما يلاحظ التغييرات السطحية مكثفة، ويمكن أن تصبح الفترات أطول (مثلاً، 24 ساعة، 48 ساعة) عند أقل كثافة أو لا التغييرات السطحية مرئية. عند المقارنة بين العينات المطلوبة، يجب أن تكون مدة الاختبار نفسه.
6. من وزن العينة المعدنية، حساب فقدان الوزن من بداية التجربة المتعلقة بسطح العينة لوقت التعرض معين. بعد حدوث حالة ثابتة في نظام المعدن السائل (أي زيادة في الوزن مع مرور الوقت وقد لوحظ،) إنهاء التجربة.
7. حساب معدل التآكل وفقا للإجراءات المعروضة في الخطوة 4 (التخليل) أو في الخطوة 5 (بعد تخليل المنتجات التآكل السطحي).
   ملاحظة: معدلات التآكل التي تم الحصول عليها بعد تخليل التآكل السطحي المنتجات المستخدمة لتقييم كفاءات مثبطات التآكل، للحصول على مزيد من التفاصيل، انظر نتائج الممثل.

2-اختبار التآكل الحيوي مع دوران السائل

1. إضافة 500 مل بيئة اختبار التآكل السائل في قارورة أربعة العنق الجزء التخزين على الجهاز. تليين مفاصل قارورة الزجاج الأرض مع الشحوم سيليكون وإصلاحها (ط) ارتداد برودة (ثانيا) مقياس حرارة والشعرية شفط (ثالثا) متصل بمضخة والتجاوز (رابعا) متصل بالجزء خفف في أعناق من قارورة وفقا رقم 2 .
2. قم بتشغيل كريوستات متصل ببرودة وتعيين درجة الحرارة إلى-40 درجة مئوية. ملء الدائرة التبريد مغلقة مع الإيثانول.
3. استخدام شعري للضخ لتوصيل المضخة إلى دوامة التسخين الجزء خفف، الذي يجلب مسخن وقود عبر الجزء السفلي من الخلية قياس الوقود. قم بتشغيل المضخة وضبط معدل تدفق الوقود المطلوب (× 500 مل ح^-1). تحويل الحرارة الجزء خفف وضبط درجة حرارة إلى القيمة المطلوبة (40 درجة مئوية).
4. حالما يتم ملء الجزء خفف بالوقود والوقود الذي يبدأ بالتدفق عبر الجزء الفائض مرة أخرى إلى تخزين قارورة، فتح الخلية قياس يتكون من جزأين متصلة عبر زجاج أرضية مشتركة وقطع الأرض، مصقول، الدسم ووزنه (عينة الصفائح الحديدية مع النسب المناسبة) على شماعات.
   ملاحظة: يتم تنفيذ معاملة العينة وفقا للإجراءات الواردة في الخطوة 1.2.
5. الاتصال أطل الأنبوب للتموين الجوي مع وعاء ضغط عن طريق منظم ضغط ومقياس التدفق وتعيين معدل تدفق الغاز المطلوب على مقياس التدفق (دقيقة × 20-30 مل^-1).
6. عند فواصل زمنية منتظمة، إزالة عينات معدنية من الجزء خفف واتبع الإرشادات التي تظهر في الخطوة 1، 5.
7. اتبع الإرشادات المعروضة في خطوات 1.6 و 1.7.

3-اختبار التآكل الغمر ثابتة مع ارتداد برودة حضور الغازية المتوسطة

1. إضافة 200-300 مل العينة المختبرة (مثلزيت المحرك اختبار يتضمن وقود E100 عدوانية) في قارورة خفف.
2. تعليق أرض الواقع، مصقول، الدسم ووزن العينة على هوك برودة. تليين المشترك الزجاج الأرض من برودة مع الشحوم سيليكون وإصلاح برودة إلى قارورة.
   ملاحظة: يتم تنفيذ معاملة العينة وفقا للإجراءات الواردة في الخطوة 1.2.
3. الاتصال أطل الأنبوب للعرض الجوي مع وعاء ضغط عن طريق منظم ضغط ومقياس التدفق وتعيين معدل تدفق الغاز المطلوب (80 مل × مين^-1) على مقياس التدفق.
4. تعيين درجة الحرارة إلى 80 درجة مئوية على الحرارة لتلطيف قارورة وإلى-40 درجة مئوية في كريوستات متصل ببرودة.
5. وبعد فترة مناسبة (مثلاً، 14 يوما)، إزالة عينات معدنية من الجهاز واتبع الإرشادات المعروضة في الخطوة 1، 5.
6. اتبع الإرشادات المعروضة في خطوات 1.6 و 1.7.

4-حساب معدل التآكل من الخسائر الوزن

1. من خسائر التآكل التي تم الحصول عليها وفقا للأساليب التي عرضت في الخطوات 1-3، حساب قيمة معدل التآكل طبقاً المعادلات 1 و 2.
   (1)
   (2)
   حيث ن_م هو معدل التآكل في g·m ·h²¹، ρ هي كثافة المواد المعدنية في g·cm⁻³، Δm هو فقدان الوزن المتوسط في g، S هي المساحة السطحية للمعادن الفلزية المواد في م² وتي هو الوقت (بالساعات) من بداية الاختبار إلى إزالة لوحة معدنية للقياس.

5-تخليل المنتجات التآكل على السطح المعدني

1. مخلل عينات متآكلة من الفولاذ الطري في حل 10% بالوزن من شيلتون الثالث عند 50 درجة مئوية لمدة 5 دقائق. ثم إزالة العينة من الحل وتنظيفه باستخدام فرشاة تحت الماء الجاري، وشطفه مع الأسيتون، الجافة وتزن عليه. وبعد ذلك، وضع العينة إلى حل شيلتون وكرر الإجراء حتى يتم الحصول على وزن ثابت.
2. مخلل عينات متآكلة من النحاس أو البرونز أو النحاس في حل المجلد % 10 من حامض الكبريتيك تحت النيتروجين الفقاعي (لإزالة الأوكسجين الذائب الهواء) لمدة 1 دقيقة. ثم إزالة العينة من الحل وتنظيفه باستخدام فرشاة تحت الماء الجاري، وشطفه مع الأسيتون، الجافة وتزن عليه. وبعد ذلك، وضع العينة إلى حل حمض وكرر الإجراء حتى يتم الحصول على وزن ثابت.

6-الكهروكيميائية القياسات في الترتيب الثاني-القطب

1. إزالة النظام الكهربائي من الخلية قياس وفك ذلك، ضبط سطح الأقطاب وفقا للإجراءات المعروضة في الخطوة 1، 2 (بدون وزنها) وثم أكمل النظام الكهربائي مرة أخرى.
2. تعبئة الخلية قياس مع 80 مل بيئة اختبار التآكل السائل وإغلاقه عن طريق النظام الكهربائي. وضع الخلية كلها في قفص فاراداي على الأرض. الاتصال جالفانوستات وبوتينتيوستات إلى النظام الكهربائي حيث أن قطب واحد من النظام بمثابة قطب إشارة ومسرى الثانية بمثابة عامل ومسرى مساعدة في نفس الوقت.
3. في البرمجيات، وأداة تعيين تسلسل تتضمن القياسات المحتملة الدائرة المفتوحة (الفوسفاط، تحقيق الاستقرار للتآكل المحتمل في دائرة مفتوحة) والقياس الطيفي (EIS) المعاوقة الكهروكيميائية. الاستقرار أداء مدة 30 دقيقة على الأقل للتقليل من التغيير المحتملة.
4. إجراء القياسات البيئية في سعة عالية بما فيه الكفاية وفقا الموصلية بيئة التآكل (الوقود).
   ملاحظة: انخفاض الموصلية الوقود، هناك حاجة إلى قيم السعة أعلى. لأنواع الوقود التي تحتوي على المجلد أكثر من 80 في المائة من الإيثانول، اختر قيم السعة في نطاق 5 – 10 mV. لأنواع الوقود التي تحتوي على الإيثانول في المجموعة من 10-80 المجلد %، اختر قيم السعة في مجموعة السيارات من 10 – 50. لأنواع الوقود التي تحتوي على المجلد أقل من 10 في المائة من الإيثانول، اختر قيم السعة في النطاق المتوسط 50 – 80.
5. إجراء قياسات مقاومة في مجموعة كافية من الترددات (1 – 5 ميغاهرتز) ليتمكن من تقييم أجزاء منخفضة وعالية التردد أيضا من الأطياف.
6. تحديد الخلية الثابت K_s لكل قطب بالقياس في n-هيبتان، الذي لديه سماحية لحوالي 1.92 وفقا للمعادلة التالية:
   (3)
   حيث C هو السعة التي تم الحصول عليها من الجزء عالية التردد من الطيف مقاومة تقاس في ترتيب مستو قطب كهربائي في نظام n-هيبتان-المعادن، اليورو_r هو العازل n-هيبتان، و اليورو ₀ هو العازل من الفراغ.
7. استخدام ثابت الخلية التي يتم الحصول عليها لحساب سماحية الوقود اليورو وإعادة حساب المقاومة R وفقا للمعادلات التالية:
   (4)
   (5)

7-الكهروكيميائية القياسات في ترتيب ثلاث قطب كهربائي

1. ضبط الجزء قياس القطب العامل من مادة معدنية تم اختبارها وفقا للإجراءات المعروضة في الخطوة 1، 2 (بدون وزنها) والمسمار أنه على امتداد القطب.
2. تعبئة الخلية قياس مع 100 مل بيئة اختبار التآكل السائل وإغلاقه بغطاء من خلالها قيادة مسرى العامل من المواد التي تم اختبارها ومسرى مساعدة من سلك البلاتين. تويست الأسلاك، أي، القطب الإضافية، بالتساوي حول مسرى العامل. من خلال إدخال الجانب من الخلية، إدراج مسرى مرجع مع جسر حيث أنها قريبة من مسرى العمل قدر الإمكان.
   ملاحظة: أقطاب لا يمكن لمس كل منهما الآخر.
3. إدراج الخلية إلى خلية فاراداي على الأرض وتوصيل أقطاب كهربائية عن طريق نظام كابل جالفانوستات وبوتينتيوستات مجهزة بالبرامج المناسبة.
4. في البرنامج لأجهزة القياس المستخدمة، تعيين تسلسل قياس تحتوي على قياس الفوسفاط (ط) لفترة زمنية طويلة بما فيه الكفاية (على الأقل 60 دقيقة)، (ثانيا) نظام المعلومات البيئية في المجموعة من حوالي 1 ميجا هرتز-1 ميجا هرتز بقيمة سعة من 5 – 20 mV وبولاريزاتي (الثالث) في خصائص (طفيل المسح الضوئي) في نطاق mV 200 – 500 إلى احتمال التآكل.
5. حساب كثافة التيار j_كور وفقا للمعادلة ستيرن جيري:
   (6)
   (7)
   حيث ي_كور هو كثافة التيار التآكل و ب و ب_ك ثوابت طفيل و آر_ف هو مقاومة الاستقطاب المقدر من القياسات البيئية. وعلاوة على ذلك، حساب معدل التآكل لحظية من الخسائر المادية الوزن. تحديد الخسائر المادية الوزن من الكثافة الحالية من القانون Faraday´s على النحو التالي:
   (8)
   (9)
   حيث m هو كتلة المادة زاي؛ الأول هو الحالية؛ t هو الزمن؛ (أ) هو ثابت التناسب عينت ما يعادل الكهروكيميائية للجوهر، تقاس في kg· ج¹؛ F هو ثابت فاراداي (9.6485 × 10⁴ C·mol¹)؛ و z هو عدد الإلكترونات اللازمة لاستبعاد جزيء واحد. ²²

8-حساب كفاءة مثبطات التآكل

1. استخدام القيم التي تم الحصول عليها من معدل الاستقطاب المقاومة أو التآكل لحساب كفاءة مثبطات التآكل وفقا للمعادلات التالية:
   (10)
   أو
   (11)
   حيث ه_و هو كفاءة مثبطات التآكل في المائة؛ R_أنا هو مقاومة الاستقطاب من المواد؛ n_أنا هو معدل التآكل للمواد في نظام الوقود المعادن التي تحتوي على مثبطات التآكل؛ R₀ هو مقاومة الاستقطاب؛ ن₀ هو معدل التآكل في نظام الوقود المعدنية دون مثبط التآكل.

واستخدمت الأساليب المذكورة أعلاه لقياس البيانات التآكل من الصلب (تتألف من 0.16 في المائة بالوزن من ج، 0.032% بالوزن من ف، 0.028% بالوزن من S والتوازن و)²² في البيئة من البنزين والإيثانول يمزج (اجبس) التي تحتوي على 10 و 85% vol. الإيثانول (E10 و E85)، على التوالي. واستخدمت لإعداد هذه اجبس والبنزين وفقا للمتطلبات % vol. EN 228 57.4 المحتوية على المواد الهيدروكربونية المشبعة، 13.9% المجلد من الاوليفينات، المجلد 28.7 في المائة من الهيدروكربونات العطرية ومجكج 1^–1 من الكبريت. وزيدت العدوانية لهذه الأنواع من الوقود بإضافة كميات المياه والتتبع من الكلوريدات (مجكج^–3¹) والكبريت (مجكج^–3¹) وحامض الخليك (50 مجكج^–1). الوقود E10 الوارد المجلد 0.5 في المائة من المياه حيث أن حدث أي فصل لمراحل الإيثانول المائية والهيدروكربونية. كانت ملوثة وقود E85 6 المجلد % من المياه. ²² مثبط التآكل المختبرة الواردة أوكتاديسيلامين وكان تركيز مثبط في الوقود 200 mgL^–1. يتم عرض البيانات التي تم الحصول عليها في الجدول 1.

ويرد مسار الوقت الاختبارات والدينامية في الرقم 7 و الرقم 8. الاعتماد الوزن يفقد المعروضة في هذه الأرقام المرتبطة بالمساحة السطحية للعينة المختبرة المعدني. يمكن إعادة حساب هذه الخسائر الوزن إلى مسار معدل التآكل ووفقا للإجراءات الواردة في الخطوة 4. ويرد هذا الوقود E85 الملوثة في الرقم 7 و الرقم 8. من هذين الرقمين، فمن الواضح أن الفترات الزمنية من ح 1200 و 340 ح كانت كافية لتحقيق الاستقرار لنظم الوقود الصلب معتدل-E10 (E85) للاختبارات والدينامية، على التوالي. أيضا، كفاءة مثبط التآكل واضحا في كل أنواع الوقود، كمادة أقل بكثير الخسائر لوحظت عندما كان يطبق المانع. الكفاءة المانع، انظر الجدول 1، حسبت بعد التجربة وبعد تخليل سطح العينة في حل شيلتون الثالث، راجع الخطوة 5، 1. إزالة المنتجات التآكل السطحي تخليل تمكننا من الحصول على الخسائر المادية الحقيقية التي تعتبر مهمة لحساب كفاءة مثبطات التآكل. أسباب التخليل زيادة معدل التآكل الحقيقي كما هو موثق بالنتائج الواردة في الجدول 1. هذا ويمكن ملاحظة خاصة لاختبار ديناميكي مع تعميم البيئة المسببة للتآكل، حيث أكد النظام المعادن والبيئة هو أكثر بكثير وهو تناقص المقاومة المادية. وفقا لظروف الاختبار والبيئة التآكل، بالتساوي معدني مغلف بالمعدن بطبقة سميكة من منتجات التآكل، انظر الشكل 9.

لا يمكن اختبار عينات بعض البيئات التآكل بالاختبار الحيوي بسبب تلك اللزوجة عالية. هذه العينات (مثلزيت المحرك ملوثة وقود غير المحترقة E100) يمكن اختبارها باختبار ثابت تحت الجزر برودة في درجات الحرارة المرتفعة، راجع الخطوة 3. الجدول 2 يعرض النتائج التي تم الحصول عليها من معدلات التآكل الفولاذ الطري وعينتين من النحاس الذي تم اختباره في زيت المحرك المؤكسدة (النفط مصطنع العمر في جو الأوكسجين في 650 كيلو باسكال و 160 درجة مئوية) مع مجموع حمض (تان) 3.5 ملغ كوج^{– 1} تحتوي على 15% vol. الوقود E100 أزيوتروبي والعدوانية (التي تحتوي على المجلد 6 في المائة من المياه وتتبع كميات من الملوثات، انظر عدوانية الوقود المذكورة أعلاه).

في الوقت الحاضر، الطرق الكهروكيميائية مثل مقاومة الكهروكيميائية، قياسات خصائص الاستقطاب، واحتمال التآكل، إلخ لديها إمكانات كبيرة ويمكن إبلاغ ليس فقط عن خصائص البيئات (سماحية، واحدة المقاومة)، ولكن أيضا حول خصائص القطب مثل مقاومة الاستقطاب وقدرة طبقة مزدوجة. أيضا، قد الطرق الكهروكيميائية أهمية كبيرة بالنسبة القياسات في بيئات غير المائية. بسبب انخفاض الموصلية من بيئات غير المائية، يمكن تطبيقها موصلية الأملاح للحد من قابلية مقاومة وزيادة الموصلية بيئة بحيث يمكن قياس خصائص القطب (بيانات التآكل) أيضا. بيد موصلية الأملاح لا تتغير غالباً فقط خصائص البيئات التآكل، ولكن يمكن لها أيضا آثار سلبية على البيانات التي تم الحصول عليها من التآكل، مثلاً، يمكن أن لديهم خصائص التآكل أو مثبطة. هذه الآثار يمكن تجنبها عن طريق إجراء القياسات دون هذه الأملاح في خلايا خاصة مع تعديل هندسة، راجع الخطوات 6 و 7، حيث تكون المسافات بين أقطاب كهربائية صغيرة بقدر الإمكان.

الرقم 10 الرقم 11 تظهر أطياف مقاومة تقاس في الترتيب الثاني-القطب. شكل أطياف مقاومة فيعتمد على الموصلية من البيئة المستخدمة (الوقود). عند التوصيل لبيئة منخفضة (اجبس الذي يحتوي على المجلد يصل إلى 10 في المائة من الإيثانول في البنزين) الطيف يتكون من فقط واحدة نصف دائرة (الجزء عالية التردد). هذا النصف دائرة يجعل من الممكن لتقييم الخصائص التي تتسم بها البيئة المستخدمة فقط (المقاومة، قدرة عالية التردد لحساب سماحية). الجزء التردد المنخفض تميز خصائص القطب مفقود تماما. عندما الموصلية بيئة عالية بما يكفي، والأطياف تتألف من كلا أجزاء عالية ومنخفضة التردد التي تشكل دائرتين نصف فصل جيدا نسبيا، انظر الشكل 11. مرة أخرى، يبلغ الجزء عالية التردد واحدة حول خصائص بيئة، بينما الحلقة سعوية تعمل التردد المنخفض يرتبط باستجابة طبقة مزدوجة الكهربائية في مرحلة واجهة والتوازي الاستقطاب المقاومة، الكمية الرئيسية من التآكل ويميز معدل التآكل لحظية. ويمكن تقييم الطيف وفقا لمعادلة الدارة التي يرد في الشكل 11. وترد نتائج قياس وتقييم للفولاذ الطري في ترتيب قطب مستو في الجدول 1.

هذا الترتيب ثلاثة-القطب تمكننا من قياس الاستقطاب الخصائص المعروضة في الجدول 1 (أي، مقاومة الاستقطاب، واحتمال التآكل، التآكل الحالي وكثافة وثوابت طفيل الكاثودية و انوديك أجزاء من المنحنى الاستقطاب طفيل). يمكن استخدام هذه الخصائص لحساب معدل التآكل لحظية من معادلة شتيرن جيري، راجع الخطوة 7، 5. قياس خصائص الاستقطاب صعبة، لا سيما في بيئات مع التوصيل منخفضة، كما يتم تحميل البيانات المقاسة إلى حد كبير من احتمال فقدان (إسقاطالأشعة تحت الحمراء ) التي تعتمد بشدة على المقاومة البيئة والمسافة من أقطاب العمل ومرجع. يمكن تصغير هذه الخسارة المحتملة والمقدرة وخصمها من الاستقطاب البيانات استناداً إلى التحليل الطيفي مقاومة تنفيذه قبل قياس منحنى الاستقطاب أو من التحليل الطيفي معاوقة بعد قياس الاستقطاب المنحنى. المهم مقاومة الاستقطاب تقييمها من الطيف معاوقة السابقة لحساب معدل التآكل والمقاومة لحساب إسقاط الأشعة تحت الحمراء . يعرض الرقم 12 منحنى طفيل من الفولاذ الطري في بيئة الوقود E85 العدوانية دون المانع قبل وبعد تعويض إسقاط الأشعة تحت الحمراء (اللون الأزرق والأحمر، على التوالي). أيضا، وهذا الرقم يبين المناطق خطي الكاثود والانود الأجزاء التي يتم استخدامها للحصول على معاملات طفيل. الرقم 11 كما يقارن المنحنى طفيل من الفولاذ الطري تقاس ببيئة الوقود E85 العدوانية التي تحتوي على مثبط المستندة إلى أمين، حيث منحنى كامل تحول أكثر نحو إمكانات الكاثود (للمزيد من القيم السالبة) وأقل الكثافة الحالية التي تؤدي إلى انخفاض معدل تآكل لحظية من الفولاذ الطري.

رقم 1: التعرض للفولاذ الطري في الوقود E85 العدوانية خلال test. ثابت الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

رقم 2: مخطط جهاز تدفق مختبر لاختبار ديناميكي: (1) تخفيف حمام السليكون، أطل للتموين الجوي، (3) التدفئة دوامة، ومدخل الهواء (4)، (5) عينة الحظيرة، تجاوز السعة (6) في قارورة التخزين، (7) تخزين قارورة، وبرودة (8)، كريوستات (9)، (10) مضخة تمعجية، الحرارة (11)- مواءمة مع إذن من المرجع¹⁴. حقوق الطبع والنشر عام 2013. كلية التكنولوجيا البيئية، جامعة للكيمياء والتكنولوجيا براغ- الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

الشكل 3: مخطط لجهاز لاختبار تأثيرات التآكل من الزيوت على مواد البناء وجود الأكسجين في درجة حرارة ثابتة. (1، 2) التبريد، (3) ارتداد، دوامة برودة مع زجاج أرضية مشتركة وهوك للعينة معلقة (4) مقياس الحرارة، (5) قارورة مع عينة مشتركة تحتوي على زجاج الأرض، (6) الحرارة، (7) أطل مع الأنبوب للغاز (الهواء)، وإمدادات الأوكسجين (8)، (9) عينة مع شماعات- ¹⁵ الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

الشكل 4: هندسة ترتيب اثنين-القطب مستو مع مسافة أقطاب حوالي 1 مم وثابت خلية من حوالي 0.810 سم^{-3 -1}- مواءمة مع إذن من المرجع¹⁰. حقوق الطبع والنشر 2009. كلية التكنولوجيا البيئية، جامعة للكيمياء والتكنولوجيا براغ- الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

الرقم 5: ترتيب هندسي لأقطاب في الخلية قياس: الخلية (أ) الاتصال القياس إلى بوتينتيوستات، (ب) العمل الكهربائي (نحن)، قطب مرجعي (RE)، مواجهة القطب (الإضافية) (م)- الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

رقم 6: بناء القطب العامل: جزء (1) العامل (قياس)، الختم (2) تفلون مع تفلون الشريط، ملحق (3) للاتصال بالقطب مع مؤشر ترابط معزولة على طرفي طريق أنبوب زجاج، (4) الجوز لسحب الكهربائي، والضغط على أنبوب لمسرى العامل عن طريق ختم. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

رقم 7: تطور الوقت معدل التآكل من الصلب في الخسائر الوقود والتآكل E85 الملوثة من الفولاذ الطري في الوقود E10 و E85 الملوثة قبل إضافة مثبط التآكل خلال test. ثابت الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

رقم 8: تطور الوقت معدل التآكل من الصلب في الخسائر الوقود والتآكل E85 الملوثة من الفولاذ الطري في الوقود E10 و E85 الملوثة قبل إضافة مثبط التآكل خلال test. الحيوية الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

الشكل 9: سطح الفولاذ الطري تختبر في بيئة الوقود E85 العدوانية دون مثبط التآكل (أ، ج) ومع المانع (ب، د) خلال ثابت (أ، ب) واختبار ديناميكي (ج، د)- الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

رقم 10: قياس الطيف مقاومة في الوقود E10 الملوثة للفولاذ الطري في ترتيب مستو، القطب الثاني بعد 30 دقيقة من التعرض وحلبة يعادل المستخدمة للتقييم (الزاوية اليمنى العليا)- R_الوقود هو مقاومة البيئة و التعليم المهني المستمر_الوقود السعة المكانية للبيئة. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

رقم 11: قياس الطيف مقاومة في الوقود E85 الملوثة للفولاذ الطري في ترتيب مستو، القطب الثاني بعد 30 دقيقة من التعرض وحلبة يعادل المستخدمة للتقييم (الزاوية اليمنى العليا)- R_الوقود هو مقاومة البيئة، CPE_الوقود هو السعة المكانية للبيئة، ص_ف هو مقاومة الاستقطاب و CPE_dl هو فقدان السعة المضاعفة طبقة. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

الشكل 12: قياس منحنيات الاستقطاب من الفولاذ الطري في بيئة الوقود E85 الملوثة في ترتيب ثلاثة-القطب- الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

الجدول 1 : بيانات التآكل من الصلب وكفاءة مثبط تحدد بخمس طرق مختلفة-

الجدول 2 : معدلات التآكل (بعد تخليل) النحاس والصلب عينات مكشوف في بيئة زيت المحرك ملوثة ه عدوانية 100 الوقود (15 % vol.) داخل 14 أيام الاختبار ثابتة تحت الجزر برودة.

المبدأ الأساسي لاختبار ديناميكي وكلا الاختبارين ثابت هو تقييم الخسائر الوزن من عينات معدنية في نظم البيئة تآكل المعادن (الوقود) تبعاً للوقت حتى يتم تحقيق حالة ثابتة (أيحدوث لا زيادة الوزن). ويحسب معدل تآكل المعادن في بيئة التآكل من فقدان الوزن والوقت. ميزة اختبار التآكل ثابتة طويلة الأجل (الخطوة 1) هو موثوقية النتائج التي تم الحصول عليها، والبساطة ومتطلبات منخفضة في المواد والمعدات مفيدة. من ناحية أخرى، أسلوب تستغرق وقتاً طويلاً، كما يلزم الكثير من الوقت لتحقيق حالة ثابتة من نظام الوقود المعدنية لتقييم معدلات التآكل.

والميزة الرئيسية لاختبار ديناميكي قدم مقارنة بمعيار ثابت تقصير كبير من مرات القياس لتحقيق حالة ثابتة في نظام الوقود المعدنية. الجهاز مصمم بحيث أنها بسيطة للعمل والتعامل مع المواد التي تم اختبارها. يمكن إجراء اختبار في عنصر مؤكسد (هواء) أو جو خامل (النتروجين). ميزة أخرى هي إمكانية اختبار نظم الوقود المعدن في ظروف الاختبار المختلفة (درجة الحرارة، فلووراتي البيئات التآكل ووسائط الإعلام الغازي). أيضا، الجهاز يسمح بالتنبؤ بالوقود الشيخوخة، واختبار نوعية الوقود أو اختبار تأثير الوقود على المواد الفلزية وغير الفلزية. يتم اختبار المعادن والبيئات في ظروف قاسية إلى حد كبير أكثر من اختبار بالمقارنة مع الثابت. والعيب الرئيسي للأساليب هي زيادة الطلب على المواد والمعدات مفيدة واستهلاك الطاقة.

اختبار ساكنة تحت ارتداد برودة (الخطوة 3) يسمح بإجراء التجارب على المواد في بيئة سوائل لزجة (مثلاً، محركاً للنفط بعد انتهاء مدة الصلاحية أو الملوثة بالوقود الحيوي) في درجات حرارة مرتفعة وفي وجود عنصر مؤكسد أو جو خامل. أن مساوئ مماثلة كتلك المتعلقة بالاختبار الحيوي.

الطرق الكهروكيميائية قدم يمكن إبلاغ أحد حول مسار الوقت إمكانات التآكل، معدلات التآكل لحظية، والعمليات التي تحدث في الواجهات المعدنية والبيئة وكذلك حول انتقال خصائص التآكل البيئات، مثل سماحية والمقاومة البيئية (الموصلية). هذه الأساليب هي بسيطة نسبيا، والسرعة، وتعطي نتائج موثوقة واستنساخه. من ناحية أخرى، لديهم مطالب أعلى معدات مفيدة (بوتينتيوستات، جالفانوستات) الذي يسمح بقياس في بيئات غير المائية.

النظام الكهروكيميائية اثنين-القطب قدم (الخطوة 6) بسيط جداً ويسهل مربع للقطاعات، الذي يسمح للتحكم سهلة لسطح القطب ومعاملتها بالطحن والتلميع قبل القياسات. المزايا الأخرى هي سطح كبيرة لكل الأقطاب، الذي يسمح حتى انتشرت الكثافة التآكل، وكذلك المسافة الصغيرة بين أقطاب على حد سواء، مما يجعل من الممكن إجراء قياسات حتى في بيئات أقل موصلة، مثل بنزينات دون الشوارد الأساسية. تصميم نظام يسمح لقياس خصائص القطب لتقييم معدلات التآكل لحظية للمواد المعدنية حتى بالنسبة للوقود E10 الملوثة أو المؤكسد بعد التعرض أطول الأوقات^22،23. ووجد أن العوامل المقيدة الرئيسية للتآكل بيانات القياسات باستخدام نظام المعلومات البيئية في ترتيب اثنين-القطب هي المقاومة 4.7 MΩ·m والعازل للوقود من 2.69^22،23.

قدم ثلاثة-القطب الكهروكيميائية النظام (الخطوة 7) يجعل من الممكن لقياس الخصائص الاستقطاب التي لا يمكن قياسها في النظام الكهربائي اثنين. نظراً لهندسة الخلية المناسبة، فمن الممكن لقياس خصائص الاستقطاب في بيئات أقل موصلة غير المائية مثل اجبس غير ملوثة التي تحتوي على المجلد 40 في المائة من الإيثانول^،من²²²³.

من أجل مقارنة البيانات التي تم الحصول عليها من طرق عرض لبعضها البعض، من الضروري الحفاظ على نسبة السائل (وقود) مقابل مساحة السطح المعدني نفسه بالنسبة لكل أسلوب. إذا لم يكن كذلك، فقط الاتجاهات المتعلقة بالنتائج التي تم الحصول عليها بطرق فردية يمكن مقارنتها ببعضها البعض كما عرضت في أعمالنا السابقة منشورات^22،23، حيث اختبارات الاتجاهات المختلفة في نتائج الطرق الكهروكيميائية وثابتة ( تتم مقارنة نسب مختلفة من بيئة المنطقة والتآكل عينة معدنية) اعتماداً على محتوى الإيثانول الوقود والتلوث ودرجة أكسدة (محتوى الماء، والمواد الحمضية، والأكاسيد الفوقية، إلخ).

لجميع طرق عرض، من الضروري إيلاء الاهتمام لمعالجة العينات المعدنية. يجب دائماً إجراء معالجة العينة بنفس الطريقة، إلا يمكن تحميل القياسات بخطأ. من المهم دائماً استخدام الصنفرة بنفس حجم الحبوب وساندبابيرس المستخدمة يجب أن تستعمل لمرة واحدة، أي، قطعة واحدة من الصنفرة لكل عينة والقياس. يجب تعديل السطح بالتساوي، وأنه لا يمكن أن تحتوي على أي عيب السطحية مثل الخدوش والحفر، إلخ

للطرق الكهروكيميائية، من المهم أن تولي اهتماما للأقطاب ضد منطقة تجاوز السعة، خاصة بالنسبة لمسرى العامل في ترتيب ثلاث قطب كهربائي. للعامل الكهربائي، من المهم أيضا أن تولي اهتماما للاتصال بين الجزء العامل القطب والمرفق لإرفاق من بوتينتيوستات. يجب أن لا تلمس أقطاب كل منهما الآخر. من المستحسن أن الجسر القطب المرجع أقرب ما يكون إلى مسرى العامل. من المستحسن لترتيب مسرى الإضافية حول مسرى العامل بالتساوي حيث أن الكثافة الحالية بينهما موزعة بالتساوي.

الكتاب ليس لها علاقة بالكشف عن.

وتم تمويل هذا البحث من الدعم المؤسسي لتطوير مفاهيم طويل الأجل لمنظمة البحوث (رقم تسجيل الشركة CZ60461373) المقدمة من وزارة التربية والتعليم والشباب والرياضة، الجمهورية التشيكية، العمليات برنامج براغ-القدرة التنافسية (CZ.2.16/3.1.00/24501) و "البرنامج الوطني للاستدامة" (نبو أنا LO1613) مسمت-43760/2015).