ekoloŠki prihvatljivi inhibitori korozije ugljiČnog … · korozija ugljičnog čelika u moru....

of 22 /22
EKOLOŠKI PRIHVATLJIVI INHIBITORI KOROZIJE UGLJIČNOG ČELIKA U SLANIM UVJETIMA Dr. sc. Franjo Ivušić Zavod za istraživanje korozije i desalinizaciju HAZU, Dubrovnik

Author: others

Post on 22-Oct-2020

1 views

Category:

Documents


0 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

  • EKOLOŠKI PRIHVATLJIVI INHIBITORI KOROZIJE

    UGLJIČNOG ČELIKA U SLANIM UVJETIMA

    Dr. sc. Franjo Ivušić

    Zavod za istraživanje korozije i desalinizaciju

    HAZU, Dubrovnik

  • Najkorišteniji materijal u uvjetima morskog okoliša.

    Niska cijena, dobra konstrukcijska svojstva, široka primjena (85%). Materijali postojani na koroziju - visoka cijena -ograničena upotreba.

    Zaštita- uz visokokvalitetne prevlake i/ili uz katodnu zaštitu, inhibitore korozije (zatvoreni sustavi) te kombinacija.

    Ugljični čelik

  • Tip Legura Primjena

    Konstrukcijski Ugljični čelik i lijevano

    željezo

    Platforme, nogari, trupovi broda,

    posude, piloni, tornjevi, mostovi,

    brodske prevodnice, rešetke, ljestve,

    dizalice, dizala i utovarivači

    Pod tlakom Ugljični čelik,

    niskolegirani čelici,

    lijevano željezo i

    austenitni lijev

    Cijevovodi, posude, pumpe i ventili

    Uobičajena primjena ugljičnog čelika i lijevanog željeza u morskim uvjetima

  • Morska voda-složena višefazna smjesa; visoki udio kisika i klorida, visoka vodljivost (Na+), temperatura, zagađenja, brzina protoka, biološka aktivnost.

    Ubrzana (5 puta, vodovodna voda; 10 puta, atmosfera). Morska voda za hlađenje, desalinizacija, balastne vode, hidrotlačne probe, vađenje nafte, voda za gašenje požara.

    Opća i erozijska korozija, rupičasta, napetosna korozija, MIC.

    Korozija ugljičnog čelika u moru

  • Čimbenici korozije ugljičnog čelika u moru

    Atmosfera: 0.01 - 0.2 (mm/y)

    Ispod mulja: 0.05

    Do površine: 0.5 - 1

    Plima-Oseka: 0.1

    Potopljena zona: 0.1

    Splash: 0.3 – 0.5

  • Vrijeme

    Brzina korozije u moru se smanjuje s vremenom, (Southwell i Alexander, 1970)

    Godina

    Brzina korozije (mm/god)

    1

    2

    4

    8

    16

    0.14

    0.11

    0.094

    0.084

    0.077

    Čimbenici korozije ugljičnog čelika u moru

  • Utjecaj klorida na koroziju čelika

    Fe

    Fe+2

    2e¯

    1/2O2

    2OH¯ H2O

    A: otapanje metala K: redukcija kisika

    Voda

    Čelik

    Fe (OH)2

    Fe2O3

    A: otapanje metala K: redukcija kisika

    More

    Čelik

    Fe

    Fe+2 1/2O2

    2OH¯ H2O

    Fe (OH)2

    2Cl- FeCl2

    2Cl- Fe2O3

    Fe 2e¯

    FeCl3

  • Inhibitori korozije u otopinama soli Kromati, nitriti, fosfati

    Yellow water laced with deadly hexavalent Chromium http://www.reocities.com/envirorights/Chromium.html

  • A spectacular “red tide” bloom (non-toxic) of Noctiluca scintillans (Photo by M. Godfrey)

    Utjecaj na okoliš

  • Eutrophication caused by agricultural run off from nitrate fertilizers shows algae blooms in a drainage ditch http://www.businessweek.com/news/2012-03-12/

    Utjecaj na okoliš

  • Inhibitori korozije u otopinama soli

    Organski

    “Zeleni”

    Anorganski Cerij, cink, borati, silikati, molibdati

    Soli karboksilnih kiselina (masne kiseline aminokiseline, adipati, glukonati), fosfonati, sulfonati, antibiot. i antimik. (imidazoli, aminopenicilini, cefalosporini, kinoloni, sulfonamidi), ionske tekućine, vitamini, pigmenti, alkaloidi (nikotin, kofein), antioksidansi (polifenoli, antocijani)

    Ekstrakti kore banane, ružmarina, majčine dušice, korijandera, kurkume, kane, lista masline, duhana, med, ricinusovo ulje, đumbir

  • Glukonati

    -učinkoviti i netoksični inhibitori, izmjenjivači topline, rashladni sustavi, niske koncentracije, pogodan i za morsku vodu

    Cerij

    - oksidans, poliranje, žuti pigment (staklo, keramika), katalizator (pećnice, dobivanje benzina), kremen za upaljače

    - inhibitor korozije za različite metale i legure (učinkovit, netoksičan i ekonomski isplativ)

    Inhibitori korozije

  • Mehanizam djelovanja glukonata/cerija

    K: redukcija kisika K: redukcija kisika

    Fe 2e¯

    1/2O2

    2OH¯ H2O

    A: otapanje metala

    Elektrolit

    Čelik

    Fe (OH)2

    Fe2O3

    Fe+2

    K: redukcija kisika K: redukcija kisika

    Fe

    Fe+2

    2e¯

    O2

    2OH¯ H2O

    A: otapanje metala

    Elektrolit + inhibitor

    Čelik

    glukonat

    Fe-glukonat CeO(OH)2

    CeCl3

  • Eksperimentalni dio

    Elektrode:

    C45 (1531); DIN RSt 37-2 (0361)

    Standardna kalomel elektroda

    Grafitne elektrode

    Inhibitori:

    Na glukonat (SG)

    Cerij klorid heptahidrat (CC)

    VpCI 645

    Elektroliti:

    Morska voda

    3.5 % NaCl

  • Potenciostat/Galvanostat 273A

    Eksperimentalni dio

    Elektokemijska ćelija Stereomikroskop

  • Tafel polarization curves of carbon steel C45 in seawater -cerium chloride addition

  • Tafel polarization curves of carbon steel C45 in seawater -cerium chloride and sodium gluconate addition (comparison to commercial corrosion inhibitor Cortec VpCI 645)

    Si 1.65 1.25 2.4

  • Nyquist plots for carbon steel C45 in seawater (-- 0; -- 2 mmolL-1 CC; -- 2 mmolL-1 CC + 4.5 mmolL-1 SG)

  • Without inhibitor 2 mmolL-1 CC + 4.5 mmolL-1 SG (91 %)

    Surface of carbon steel specimens C45 after 10 days immersion in seawater

  • Surface of RSt 37-2 carbon steel specimens after 10 days immersion in seawater

    0 1 2 3 4 5

  • 0 1 2 3 4 5

    c) Surface of RSt 37-2 carbon steel specimens after 10 days immersion in 3.5 % NaCl

  • Hvala na pažnji!