عنوان

مقایسه رفتار خوردگی فولادهای زنگ نزن آستنیتی، فریتی و دوبلکس در محیط‌های حاوی یون کلراید (آب دریا)

۴۷۹۰پ

فارسی

مقایسه رفتار خوردگی فولادهای زنگ نزن آستنیتی، فریتی و دوبلکس در محیط‌های حاوی یون کلراید (آب دریا)

[پایان نامه]

عبدالعلی سلیمان‌زاده

صنعتی سهند

۱۴۰۱

۹۵ص.

مصور، جدول، نمودار

CD

کارشناسی ارشد

مهندسی مواد- خوردگی و حفاظت از مواد

۱۴۰۱/۱۱/۰۱

حفاظت از خوردگی و انتخاب مواد مناسب در محیط‌های دریایی از پدیده‌های با اهمیت در صنایع نفت می‌باشد. در این تحقیق از سه نوع فولاد زنگ‌نزن آستنیتی، فریتی و دوبلکس (به دلیل کاربرد بیشتر آنها در صنایع) استفاده شده است. فولادهای انتخاب شده به ترتیب از جنسASTMA276Gr.316،ASTMA276Gr.S32205و ASTM A276Gr.430 می‌باشند. رفتار خوردگی فولادهای مذکور در محلول آب دریای طبیعی (آب خلیج فارس)، با انجام آزمایش‌های پلاریزاسیون پتانسیودینامیکی و طیف‌سنجی امپدانس الکتروشیمیایی ارزیابی شده است. همچنین رفتار خوردگی یکنواخت، خوردگی شیاری و خوردگی توام باتنش فولادهای ذکر شده در آب دریا ارزیابی شده است. نتایج آزمون پلاریزاسیون نشان می‌دهد که چگالی جریان خوردگی برای هر سه فولاد زنگ‌نزن آستنیتی، فریتی و دوبلکس به ترتیب 3.99 µA/Cm2، 5.3 µA/Cm2 و 1.99 µA/Cm2 بوده و محدوده غیرفعال برای فولاد زنگ‌نزن دوبلکس بیشترین و برای فولاد زنگ‌نزن فریتی کمترین می‌باشد. چگالی جریان حاصل از آزمایش‌ پلاریزاسیون پتانسیودینامیک نشان می‌دهد که فولاد زنگ‌نزن دوبلکس در مقایسه با فولادهای زنگ‌نزن آستنیتی و فریتی از مقاومت به خوردگی بالاتری برخوردار بوده و فولاد زنگ‌نزن فریتی دارای مقاومت خوردگی کمتری در آب دریا می‌باشد. طبق نتایج آزمون طیف‌سنجی الکتروشیمیایی، مقاومت خوردگی فولاد زنگ‌نزن فریتی در مقایسه با فولادهای آستنیتی و دوبلکس پائین‌تر می‌باشد. بر اساس تصاویر مورفولوژی سطوح خورده شده، در نمونه‌های فولادهای زنگ‌نزن ASTM A276Gr.316و ASTM A276Gr.S32205 لایه محافظ اکسید کروم در برخی نواحی به صورت جزئی خورده شده است. در فولاد زنگ‌نزن فریتی ASTM A276Gr.430 خوردگی لایه اکسید کروم و مقدار محصولات خوردگی بیشتر از فولادهای زنگ‌نزن آستنیتی و دوبلکس می‌باشد. نتایج آزمایش‌های خوردگی یکنواخت وخوردگی شیاری نشان می‌دهد که مقاومت خوردگی شیاری فولاد زنگ‌نزن فریتی در آب دریا، در مقایسه با فولادهای زنگ‌نزن دوبلکس وآستنیتی خیلی پائین، می‌باشد. بر اساس نتایج آزمایش خوردگی توام با تنش انجام شده در دمای محیط نشان می‌دهد که نمونه‌ فولادهای زنگ‌نزن استفاده شده در این تحقیق، فاقد هر گونه ترک ناشی از تنش در آب دریا، در دمای زیر 30 درجه سانتی‌گراد می‌باشند. با توجه نتایج حاصل شده، فولاد زنگ‌نزن دوبلکس2205 دارای مقاومت به خوردگی بالاتری در مقایسه با فولادهای زنگ‌نزن 316 و 430 در محیط‌های دریایی می‌باشد.

Corrosion and selection of suitable materials in marine environments is an important phenomenon in the oil industry. In the present work, three types of austenitic, ferrite and duplex stainless steels have been used. The selected steels are 316, 2205 and 430, respectively.The corrosion behavior of selected steels in natural seawater solution (Persian Gulf water)has been evaluated by performing potentiodynamic polarization and electrochemical impedance spectroscopy experiments.Also, uniform corrosion, crevice corrosion and stress cracking corrosion behavior of selected steels in seawater have been evaluated.The results of the polarization test show that the corrosion current density for all three austenitic, ferritic and duplex stainless steels is: 3.99 µA/Cm2, 5.3 µA/Cm2 and 1.99 µA/Cm2, respectively, and the passive area are the highest for duplex stainless steel and the lowest for ferritic stainless steel.The current density obtained from the potentiodynamic polarization test shows that duplex stainless steel has a higher corrosion resistance compared to austenitic and ferritic stainless steels, and ferritic stainless steel has a lower corrosion resistance in seawater. According to the results of the electrochemical spectroscopy test in the Nyquist diagram of the samples, the semicircular diameter is the highest for duplex stainless steel and the lowest for ferritic stainless steel, indicating lower corrosion resistance of ferritic stainless steel compared to austenitic and duplex steels.Based on the images of the morphology of the corroded surfaces, in the samples of 316L and 2205 stainless steels, the chromium oxide protective layer is partially corroded in some areas. In ferritic stainless steel 430, the corrosion of chromium oxide layer and the amount of corrosion products are more than austenitic and duplex stainless steels.The results of uniform and crevice corrosion tests show that the crevice corrosion resistance of ferritic stainless steel in seawater is very low compared to duplex and austenitic stainless steels.Based on the results of stress cracking corrosion tests performed at ambient temperature, it shows that the samples of stainless steels used in this study do not have any cracks due to stress in seawater at temperatures below 30°C

Comparison of corrosion behavior of austenitic, ferritic and duplex stainless steels in chloride containing environments (seawater)

آستنیتی

پلاریزاسیون پتانسیودینامیک

امپدانس الکتروشیمیایی

خوردگی حفره‌ای

آستنیتی، فریتی، دوبلکس، پلاریزاسیون پتانسیودینامیک، امپدانس الکتروشیمیایی، خورگی شیاری، کلراید، آب دریا، خوردگی حفره‌ای

Austenite, ferrite, duplex, potentiodynamic polarization, electrochemical impedance, crevice corrosion, chloride

سلیمان‌زاده، عبدالعلی

خ‍ل‍ی‍ل‌ ع‍لاف‍ی‌

مهدوی

، ج‍ع‍ف‍ر

، سهیل

، ۱۳۴۴ -

، ۱۳۶۴ -

استاد راهنما

استاد مشاور

صنعتی سهند

ایران

دانشگاه صنعتی سهند

مواد، ۷۰۷۱۶، ۱۴۰۱

p

TF

92029

a

Y