Хвала вам што сте посетили Натуре.цом.Користите верзију претраживача са ограниченом подршком за ЦСС.За најбоље искуство препоручујемо да користите ажурирани прегледач (или онемогућите режим компатибилности у Интернет Екплорер-у).Поред тога, да бисмо обезбедили сталну подршку, приказујемо сајт без стилова и ЈаваСцрипт-а.
Приказује вртешку од три слајда одједном.Користите дугмад Претходно и Следеће да бисте се кретали кроз три слајда одједном или користите дугмад клизача на крају да бисте се кретали кроз три слајда одједном.
Дуплек 2205 нерђајући челик (ДСС) има добру отпорност на корозију због своје типичне дуплекс структуре, али све оштрије окружење нафте и гаса које садржи ЦО2 доводи до различитих степена корозије, посебно питинга, што озбиљно угрожава безбедност и поузданост уља и природних примене гаса.развој гаса.У овом раду коришћени су имерзиони тест и електрохемијски тест у комбинацији са ласерском конфокалном микроскопијом и рендгенском фотоелектронском спектроскопијом.Резултати су показали да је просечна критична температура за питинг 2205 ДСС била 66,9 °Ц.Када је температура виша од 66,9 ℃, потенцијал пропадања удубљења, интервал пасивације и потенцијал самокорозије се смањују, густина струје пасивизације величине се повећава, а осетљивост на питинг се повећава.Са даљим повећањем температуре, радијус капацитивног лука 2205 ДСС се смањује, површински отпор и отпор преноса наелектрисања постепено се смањују, а такође и густина донорских и акцепторских носача у слоју филма производа са н + п-биполарним карактеристикама. повећава, смањује се садржај Цр оксида у унутрашњем слоју филма, повећава се садржај Фе оксида у спољашњем слоју, повећава се растварање слоја филма, смањује се стабилност, повећава се број јамица и величина пора.
У контексту брзог економског и друштвеног развоја и друштвеног напретка, потражња за ресурсима нафте и гаса наставља да расте, приморавајући развој нафте и гаса да се постепено пребацује на југозападна и приобална подручја са тежим условима и животном средином, па су услови пословања дубинске цеви постају све теже..Погоршање 1,2,3.У области истраживања нафте и гаса, када се повећа ЦО2 4 и садржај салинитета и хлора 5, 6 у произведеном флуиду, обична цев од угљеничног челика је подложна озбиљној корозији, чак и ако се инхибитори корозије упумпају у цевни низ, корозија се не може ефикасно сузбити челик више не може да испуни захтеве дуготрајног рада у тешким корозивним ЦО28,9,10 окружењима.Истраживачи су се окренули дуплекс нерђајућим челицима (ДСС) са бољом отпорношћу на корозију.2205 ДСС, садржај ферита и аустенита у челику је око 50%, има одличне механичке особине и отпорност на корозију, површински пасивацијски филм је густ, има одличну равномерну отпорност на корозију, цена је нижа од цене легура на бази никла 11 , 12. Дакле, 2205 ДСС се обично користи као посуда под притиском у корозивној средини, кућиште бунара у корозивном окружењу ЦО2, хладњак воде за кондензациони систем у нафтним пољима на мору и хемијским пољима 13, 14, 15, али 2205 ДСС такође може имати корозивну перфорацију у служби.
Тренутно су урађена многа истраживања ЦО2- и Цл-питтинг корозије 2205 ДСС у земљи и иностранству [16,17,18].Ебрахими19 је открио да додавање соли калијум-дихромата у раствор НаЦл може инхибирати 2205 ДСС питтинг, а повећање концентрације калијум-дихромата повећава критичну температуру 2205 ДСС питтинг.Међутим, потенцијал питтинга 2205 ДСС се повећава услед додавања одређене концентрације НаЦл у калијум дихромат и опада са повећањем концентрације НаЦл.Хан20 показује да је на 30 до 120°Ц структура 2205 ДСС пасивизирајућег филма мешавина унутрашњег слоја Цр2О3, спољашњег слоја ФеО и богатог Цр;када температура порасте на 150 °Ц, пасивациони филм се раствара., унутрашња структура се мења у Цр2О3 и Цр(ОХ)3, а спољашњи слој прелази у Фе(ИИ,ИИИ) оксид и Фе(ИИИ) хидроксид.Пегует21 је открио да се стационарно питтинг нерђајућег челика С2205 у раствору НаЦл обично јавља не испод критичне температуре питинга (ЦПТ), већ у опсегу температуре трансформације (ТТИ).Тхиади22 је закључио да како се концентрација НаЦл повећава, отпорност на корозију С2205 ДСС значајно опада, а што је негативнији примењени потенцијал, то је лошија отпорност материјала на корозију.
У овом чланку, динамичко скенирање потенцијала, спектроскопија импедансе, константни потенцијал, Мотт-Сцхоттки крива и оптичка електронска микроскопија су коришћени за проучавање утицаја високог салинитета, високе концентрације Цл– и температуре на корозионо понашање 2205 ДСС.и фотоелектронска спектроскопија, која пружа теоријску основу за безбедан рад 2205 ДСС у нафтним и гасним срединама које садрже ЦО2.
Испитни материјал је изабран од челика третираног раствором 2205 ДСС (челик 110кси), а главни хемијски састав је приказан у табели 1.
Величина електрохемијског узорка је 10 мм × 10 мм × 5 мм, очисти се ацетоном да би се уклонило уље и апсолутни етанол и осуши.Задња страна тестног комада је залемљена да повеже одговарајућу дужину бакарне жице.Након заваривања, користите мултиметар (ВЦ9801А) да проверите електричну проводљивост завареног испитног комада, а затим запечатите нерадну површину епоксидом.Користите 400#, 600#, 800#, 1200#, 2000# водени брусни папир од силицијум карбида да полирате радну површину на машини за полирање са средством за полирање од 0,25ум до храпавости површине Ра≤1,6ум, и на крају очистите и ставите у термостат .
Коришћена је електрохемијска радна станица Пристон (П4000А) са системом од три електроде.Као помоћна електрода служила је платинска електрода (Пт) површине 1 цм2, као радна електрода ДСС 2205 (површине 1 цм2), а референтна електрода (Аг/АгЦл) коришћени.Модел раствор коришћен у тесту припремљен је према (Табела 2).Пре теста, раствор Н2 високе чистоће (99,99%) је пропуштан 1 х, а затим је ЦО2 пропуштен 30 мин да би се раствор деоксигенирао., а ЦО2 у раствору је увек био у стању засићења.
Прво ставите узорак у резервоар који садржи тест раствор и ставите га у водено купатило са константном температуром.Почетна температура подешавања је 2°Ц, а пораст температуре се контролише брзином од 1°Ц/мин, а температурни опсег се контролише.на 2-80°Ц.Целзијус.Тест почиње са константним потенцијалом (-0,6142 Вс.Аг/АгЦл) и тест крива је Ит крива.Према стандарду испитивања критичне температуре питинга, Ит крива може бити позната.Температура при којој густина струје расте до 100 μА/цм2 назива се критична температура питинга.Просечна критична температура за питинг је 66,9 °Ц.Температуре испитивања за криву поларизације и спектар импедансе су изабране на 30°Ц, 45°Ц, 60°Ц и 75°Ц, респективно, и тест је поновљен три пута под истим условима узорка да би се смањила могућа одступања.
Узорак метала изложен раствору је прво поларизован на катодном потенцијалу (-1,3 В) током 5 минута пре тестирања потенциодинамичке поларизационе криве да би се елиминисао оксидни филм формиран на радној површини узорка, а затим на потенцијалу отвореног кола од 1 х док се напон корозије не успостави.Брзина скенирања криве поларизације динамичког потенцијала је постављена на 0,333 мВ/с, а потенцијал интервала скенирања је постављен на -0,3 ~ 1,2 В у односу на ОЦП.Да би се осигурала тачност теста, исти услови испитивања су поновљени 3 пута.
Софтвер за тестирање спектра импедансе – Верса Студио.Тест је прво спроведен при сталном потенцијалу отвореног кола, амплитуда наизменичног напона сметњи је подешена на 10 мВ, а фреквенција мерења је подешена на 10–2–105 Хз.подаци о спектру након тестирања.
Процес тестирања криве тренутног времена: изаберите различите потенцијале пасивизације према резултатима криве анодне поларизације, измерите Ит криву при константном потенцијалу и прилагодите криву двоструког логаритма да бисте израчунали нагиб постављене криве за анализу филма.механизам формирања пасивирајућег филма.
Након што се напон отвореног кола стабилизује, извршите тест Мотт-Сцхоттки криве.Опсег скенирања тест потенцијала 1.0~-1.0В (вС.Аг/АгЦл), брзина скенирања 20мВ/с, фреквенција тестирања постављена на 1000Хз, сигнал побуде 5мВ.
Користите рендгенску фотоелектронску спектроскопију (КСПС) (ЕСЦАЛАБ 250Кси, УК) да бисте распршивањем тестирали састав и хемијско стање површинског пасивирајућег филма након формирања 2205 ДСС филма и извршили обраду података мерења у складу са вршном прилагодбом користећи врхунски софтвер.упоређен са базама података атомских спектра и сродном литературом23 и калибрисан коришћењем Ц1с (284,8 еВ).Морфологија корозије и дубина удубљења на узорцима су окарактерисана ултрадубоким оптичким дигиталним микроскопом (Зеисс Смарт Зоом5, Немачка).
Узорак је тестиран на истом потенцијалу (-0,6142 В рел. Аг/АгЦл) методом константног потенцијала и крива струје корозије је снимљена током времена.Према стандарду ЦПТ теста, густина струје поларизације постепено се повећава са повећањем температуре.1 приказује критичну температуру питтинга од 2205 ДСС у симулираном раствору који садржи 100 г/Л Цл– и засићени ЦО2.Може се видети да се при ниској температури раствора густина струје практично не мења са повећањем времена испитивања.А када се температура раствора повећа на одређену вредност, густина струје се брзо повећава, што указује да се брзина растварања пасивирајућег филма повећава са повећањем температуре раствора.Када се температура чврстог раствора повећа са 2°Ц на око 67°Ц, густина струје поларизације 2205ДСС се повећава на 100µА/цм2, а просечна критична температура питтинга за 2205ДСС је 66,9°Ц, што је око 16,6°Ц. виши од 2205ДСС.стандард 3,5 теж.% НаЦл (0,7 В)26.Критична температура питтинга зависи од примењеног потенцијала у време мерења: што је нижи примењени потенцијал, то је већа измерена критична температура питтинга.
Крива критичне температуре питинга за дуплекс нерђајући челик 2205 у симулираном раствору који садржи 100 г/Л Цл– и засићени ЦО2.
На сл.2 приказује графиконе импедансе наизменичне струје 2205 ДСС у симулираним растворима који садрже 100 г/Л Цл- и засићени ЦО2 на различитим температурама.Може се видети да се Најквист дијаграм 2205ДСС на различитим температурама састоји од високофреквентних, средњефреквентних и нискофреквентних лукова отпор-капацитивност, а лукови отпор-капацитивност нису полукружни.Полупречник капацитивног лука одражава вредност отпора пасивизирајућег филма и вредност отпора преноса наелектрисања током реакције електроде.Опште је прихваћено да што је већи радијус капацитивног лука, то је боља отпорност на корозију металне подлоге у раствору27.При температури раствора од 30 °Ц, полупречник капацитивног лука на Најквистовом дијаграму и фазни угао на дијаграму модула импедансе |З|Боде је највећа, а 2205 ДСС корозија је најмања.Како температура раствора расте, |З|модул импедансе, радијус лука и отпор раствора се смањују, поред тога, фазни угао се такође смањује са 79 Ω на 58 Ω у области средње фреквенције, показујући широки врх и густ унутрашњи слој и ретки (порозни) спољашњи слој који су главни карактеристике нехомогеног пасивног филма28.Стога, како температура расте, пасивизирајући филм формиран на површини металне подлоге се раствара и пуца, што слаби заштитна својства подлоге и погоршава отпорност материјала на корозију29.
Коришћењем софтвера ЗСимДеме за уклапање података спектра импедансе, уграђено еквивалентно коло је приказано на слици 330, где је Рс симулирани отпор раствора, К1 је капацитивност филма, Рф је отпор генерисаног пасивизирајућег филма, К2 је двоструки капацитивност слоја, а Рцт је отпор преноса наелектрисања.Из резултата уклапања у табелу.3 показује да како се температура симулираног раствора повећава, вредност н1 опада са 0,841 на 0,769, што указује на повећање јаза између двослојних кондензатора и смањење густине.Отпор преноса наелектрисања Рцт се постепено смањивао са 2,958×1014 на 2,541×103 Ω цм2, што указује на постепено смањење отпорности материјала на корозију.Отпор раствора Рс се смањио са 2,953 на 2,469 Ω цм2, а капацитивност К2 пасивизирајућег филма се смањила са 5,430 10-4 на 1,147 10-3 Ω цм2, проводљивост раствора се повећала, стабилност пасивирајућег филма смањена. , а раствор Цл-, СО42- и др.) у медијуму се повећава, што убрзава уништавање пасивизирајућег филма31.Ово доводи до смањења отпора филма Рф (са 4662 на 849 Ω цм2) и смањења отпора поларизације Рп (Рцт+Рф) формираног на површини дуплекс нерђајућег челика.
Дакле, температура раствора утиче на отпорност на корозију ДСС 2205. На ниској температури раствора долази до реакционог процеса између катоде и аноде у присуству Фе2+, што доприноси брзом растварању и корозији материјала. анода, као и пасивизација филма формираног на површини, потпунија и већа густина, већи отпор преноса наелектрисања између раствора, успорава растварање металне матрице и показује бољу отпорност на корозију.Како температура раствора расте, отпор преносу наелектрисања Рцт опада, брзина реакције између јона у раствору се убрзава, а брзина дифузије агресивних јона се убрзава, тако да се почетни производи корозије поново формирају на површини подлогу са површине металне подлоге.Тањи пасивирајући филм слаби заштитна својства подлоге.
На сл.На слици 4 приказане су криве поларизације динамичког потенцијала 2205 ДСС у симулираним растворима који садрже 100 г/Л Цл– и засићени ЦО2 на различитим температурама.Са слике се може видети да када је потенцијал у опсегу од -0,4 до 0,9 В, анодне криве на различитим температурама имају очигледне регионе пасивације, а потенцијал самокорозије је око -0,7 до -0,5 В. густина повећава струју до 100 μА/цм233 анодна крива се обично назива питтинг потенцијал (Еб или Етра).Како температура расте, интервал пасивације се смањује, потенцијал самокорозије опада, густина струје корозије тежи да расте, а поларизациона крива се помера надоле удесно, што указује да је филм формиран од ДСС 2205 у симулираном раствору активан активност.садржај од 100 г/л Цл– и засићеног ЦО2, повећава осетљивост на питинг корозију, лако се оштећује агресивним јонима, што доводи до повећане корозије металне матрице и смањења отпорности на корозију.
Из табеле 4 се може видети да када температура порасте са 30°Ц на 45°Ц, одговарајући потенцијал препасивације благо опада, али се густина струје пасивације одговарајуће величине значајно повећава, што указује на то да заштита пасивирајућег филма испод ових услови се повећавају са повећањем температуре.Када температура достигне 60°Ц, одговарајући потенцијал питинга се значајно смањује, а овај тренд постаје очигледнији како температура расте.Треба напоменути да се на 75°Ц на слици појављује значајан пролазни пик струје, што указује на присуство метастабилне питинг корозије на површини узорка.
Због тога се са повећањем температуре раствора смањује количина кисеоника раствореног у раствору, смањује се пХ вредност површине филма и смањује се стабилност пасивирајућег филма.Поред тога, што је већа температура раствора, већа је активност агресивних јона у раствору и већа је стопа оштећења површинског слоја филма подлоге.Оксиди који се формирају у слоју филма лако падају и реагују са катјонима у слоју филма да би формирали растворљива једињења, повећавајући вероватноћу појаве рупа.Пошто је регенерисани слој филма релативно лабав, заштитни ефекат на подлогу је низак, што повећава корозију металне подлоге.Резултати теста динамичког поларизационог потенцијала су у складу са резултатима импедансне спектроскопије.
На сл.Слика 5а приказује Ит криве за 2205 ДСС у моделном раствору који садржи 100 г/Л Цл– и засићени ЦО2.Густина струје пасивације као функција времена добијена је након поларизације на различитим температурама у трајању од 1 х при потенцијалу од -300 мВ (у односу на Аг/АгЦл).Може се видети да је тренд густине струје пасивације 2205 ДСС на истом потенцијалу и различитим температурама у основи исти, а тренд постепено опада са временом и тежи да буде глатки.Како се температура постепено повећавала, густина струје пасивације 2205 ДСС се повећавала, што је било у складу са резултатима поларизације, што је такође указивало да се заштитне карактеристике слоја филма на металној подлози смањују са повећањем температуре раствора.
Потенциостатске поларизационе криве 2205 ДСС при истом потенцијалу формирања филма и различитим температурама.(а) Густина струје у зависности од времена, (б) Логаритам раста пасивног филма.
Истражите однос између густине струје пасивације и времена на различитим температурама за исти потенцијал стварања филма, као што је приказано у (1)34:
Где је и густина струје пасивације на потенцијалу формирања филма, А/цм2.А је површина радне електроде, цм2.К је нагиб криве која је постављена на њега.т време, с
На сл.5б приказује логИ и логт криве за 2205 ДСС на различитим температурама при истом потенцијалу формирања филма.Према подацима из литературе,35 када је линија нагиба К = -1, слој филма који се формира на површини подлоге је гушћи и има бољу отпорност на корозију металне подлоге.А када је права линија нагнута К = -0,5, слој филма формиран на површини је лабав, садржи много малих рупа и има слабу отпорност на корозију металне подлоге.Може се видети да се на 30°Ц, 45°Ц, 60°Ц и 75°Ц структура слоја филма мења од густих пора до лабавих пора у складу са изабраним линеарним нагибом.Према моделу тачке дефекта (ПДМ)36,37 може се видети да примењени потенцијал током испитивања не утиче на густину струје, што указује да температура директно утиче на мерење густине струје аноде током испитивања, тако да струја повећава са повећањем температуре.раствора, а густина 2205 ДСС се повећава, а отпорност на корозију опада.
Полупроводничка својства слоја танког филма формираног на ДСС утичу на његову отпорност на корозију38, тип полупроводника и густина носача слоја танког филма утичу на пуцање и питтинг слоја танког филма ДСС39,40 где су капацитивност Ц и Е од потенцијални слој танког филма задовољава релацију МС, просторни набој полупроводника се израчунава на следећи начин:
У формули, ε је пермитивност пасивизирајућег филма на собној температури, једнака 1230, ε0 је пермитивност вакуума, једнака 8,85 × 10–14 Ф/цм, Е је секундарно наелектрисање (1,602 × 10–19 Ц) ;НД је густина донора полупроводника н-типа, цм–3, НА је густина акцептора полупроводника п-типа, цм–3, ЕФБ је потенцијал равног опсега, В, К је Болцманова константа, 1,38 × 10–3 .23 Ј/К, Т – температура, К.
Нагиб и пресек постављене линије могу се израчунати уклапањем линеарне сепарације на измерену МС криву, примењену концентрацију (НД), прихваћену концентрацију (НА) и потенцијал равног појаса (Ефб)42.
На сл.Слика 6 приказује Мотт-Сцхоттки криву површинског слоја 2205 ДСС филма формираног у симулираном раствору који садржи 100 г/л Цл- и засићеног са ЦО2 при потенцијалу (-300 мВ) током 1 сата.Може се видети да сви слојеви танког филма формирани на различитим температурама имају карактеристике биполарних полупроводника н+п-типа.Полупроводник н-типа има селективност ањона раствора, што може спречити дифузију катјона од нерђајућег челика у раствор кроз пасивациони филм, док полупроводник п-типа има селективност катјона, што може спречити корозивне ањоне у раствору од прелаза пасивације. Филм долази ван на површини подлоге 26 .Такође се може видети да постоји глатка транзиција између две криве уклапања, филм је у стању равног појаса, а потенцијал равног појаса Ефб се може користити за одређивање положаја енергетског појаса полупроводника и процену његове електрохемијске стабилност43..
Према резултатима прилагођавања МЦ криве приказаним у табели 5, израчунате су излазна концентрација (НД) и пријемна концентрација (НА) и потенцијал равног појаса Ефб 44 истог реда величине.Густина примењене струје носиоца углавном карактерише тачкасте дефекте у слоју просторног набоја и питтинг потенцијал пасивирајућег филма.Што је већа концентрација примењеног носача, слој филма се лакше ломи и већа је вероватноћа корозије подлоге45.Поред тога, са постепеним повећањем температуре раствора, концентрација НД емитера у слоју филма порасла је са 5,273×1020 цм-3 на 1,772×1022 цм-3, а концентрација НА домаћина порасла је са 4,972×1021 на 4,592 ×1023.цм – као што је приказано на сл.3, потенцијал равног појаса се повећава са 0,021 В на 0,753 В, повећава се број носача у раствору, појачава се реакција између јона у раствору и смањује се стабилност слоја филма.Како температура раствора расте, што је мања апсолутна вредност нагиба апроксимирајуће линије, већа је густина носача у раствору, већа је брзина дифузије између јона и већи је број јонских слободних места на површина слоја филма., чиме се смањује метална подлога, стабилност и отпорност на корозију 46,47.
Хемијски састав филма има значајан утицај на стабилност металних катјона и перформансе полупроводника, а промена температуре има важан утицај на формирање филма од нерђајућег челика.На сл.Слика 7 приказује пун КСПС спектар површинског слоја 2205 ДСС филма у симулираном раствору који садржи 100 г/Л Цл– и засићени ЦО2.Главни елементи у филмовима формираним од чипова на различитим температурама су у основи исти, а главне компоненте филмова су Фе, Цр, Ни, Мо, О, Н и Ц. Дакле, главне компоненте слоја филма су Фе , Цр, Ни, Мо, О, Н и Ц. Контејнер са Цр оксидима, Фе оксидима и хидроксидима и малом количином Ни и Мо оксида.
Пуни КСПС 2205 ДСС спектри снимљени на различитим температурама.(а) 30°С, (б) 45°С, (ц) 60°С, (д) 75°С.
Главни састав филма је везан за термодинамичка својства једињења у пасивизирајућем филму.Према енергији везивања главних елемената у слоју филма, датим у табели.6, може се видети да су карактеристични спектрални пикови Цр2п3/2 подељени на метални Цр0 (573,7 ± 0,2 еВ), Цр2О3 (574,5 ± 0,3 еВ) и Цр(ОХ)3 (575,4 ± 0,1 еВ) као приказано на слици 8а, на којој је оксид формиран од Цр елемента главна компонента у филму, која игра важну улогу у отпорности филма на корозију и његовим електрохемијским перформансама.Релативни вршни интензитет Цр2О3 у слоју филма је већи од интензитета Цр(ОХ)3.Међутим, како температура чврстог раствора расте, релативни пик Цр2О3 постепено слаби, док се релативни пик Цр(ОХ)3 постепено повећава, што указује на очигледну трансформацију главног Цр3+ у слоју филма из Цр2О3 у Цр(ОХ) 3, а температура раствора расте.
Енергија везивања пикова карактеристичног спектра Фе2п3/2 углавном се састоји од четири пика металног стања Фе0 (706,4 ± 0,2 еВ), Фе3О4 (707,5 ± 0,2 еВ), ФеО (709,5 ± 0,1 еВ 7 ) и ФеО (709,5 ± 0,1 еВ 7 ) и Фе. еВ) ± 0,3 еВ), као што је приказано на слици 8б, Фе је углавном присутан у формираном филму у облику Фе2+ и Фе3+.Фе2+ из ФеО доминира Фе(ИИ) на нижим пиковима енергије везивања, док једињења Фе3О4 и Фе(ИИИ) ФеООХ доминирају на вишим врховима енергије везивања48,49.Релативни интензитет Фе3+ пика је већи од Фе2+, али релативни интензитет Фе3+ пика опада са повећањем температуре раствора, а релативни интензитет Фе2+ пика се повећава, што указује на промену главне супстанце у слоју филма од Фе3+ до Фе2+ за повећање температуре раствора.
Карактеристични спектрални пикови Мо3д5/2 углавном се састоје од два положаја пикова Мо3д5/2 и Мо3д3/243,50, док Мо3д5/2 укључује метални Мо (227,5 ± 0,3 еВ), Мо4+ (228,9 ± 0,2 еВ) и Мо6+ ( ± 2 ± 2) ), док Мо3д3/2 такође садржи метални Мо (230,4 ± 0,1 еВ), Мо4+ (231,5 ± 0,2 еВ) и Мо6+ (232, 8 ± 0,1 еВ) као што је приказано на слици 8ц, тако да елементи Мо постоје у преко три валенције стање слоја филма.Енергије везивања карактеристичних спектралних пикова Ни2п3/2 састоје се од Ни0 (852,4 ± 0,2 еВ) и НиО (854,1 ± 0,2 еВ), као што је приказано на слици 8г.Карактеристични Н1с пик се састоји од Н (399,6 ± 0,3 еВ), као што је приказано на слици 8д.Карактеристични О1с врхови укључују О2- (529,7 ± 0,2 еВ), ОХ- (531,2 ± 0,2 еВ) и Х2О (531,8 ± 0,3 еВ), као што је приказано на слици. Главне компоненте слоја филма су (ОХ- и О2 -) , који се углавном користе за оксидацију или оксидацију водоника Цр и Фе у слоју филма.Релативни вршни интензитет ОХ- се значајно повећао како је температура порасла са 30°Ц на 75°Ц.Дакле, са повећањем температуре, главни материјални састав О2- у слоју филма мења се од О2- до ОХ- и О2-.
На сл.На слици 9 приказана је микроскопска морфологија површине узорка 2205 ДСС након динамичке поларизације потенцијала у моделном раствору који садржи 100 г/Л Цл– и засићени ЦО2.Види се да на површини узорака поларизованих на различитим температурама постоје корозивне јаме различитог степена, то се дешава у раствору агресивних јона, а са повећањем температуре раствора долази до озбиљније корозије на површине узорака.супстрат.Повећава се број јама по јединици површине и дубина центара корозије.
Криве корозије 2205 ДСС у моделским растворима који садрже 100 г/л Цл– и засићени ЦО2 на различитим температурама (а) 30°Ц, (б) 45°Ц, (ц) 60°Ц, (д) 75°Ц ц .
Дакле, повећање температуре ће повећати активност сваке компоненте ДСС-а, као и повећати активност агресивних јона у агресивном окружењу, узрокујући одређени степен оштећења површине узорка, што ће повећати активност питинга., а формирање корозивних јама ће се повећати.Брзина формирања производа ће се повећати и отпорност материјала на корозију ће се смањити51,52,53,54,55.
На сл.Слика 10 приказује морфологију и дубину питтинга узорка 2205 ДСС поларизованог оптичким дигиталним микроскопом ултра велике дубине поља.Од сл.10а показује да су се мање корозионе јаме појавиле и око великих јама, што указује да је пасивизирајући филм на површини узорка делимично уништен формирањем корозивних јама при датој густини струје, а максимална дубина рупице била је 12,9 µм.као што је приказано на слици 10б.
ДСС показује бољу отпорност на корозију, главни разлог је што је филм формиран на површини челика добро заштићен у раствору, Мотт-Сцхоттки, према горе наведеним КСПС резултатима и повезаној литератури 13,56,57,58, филм углавном пролази кроз следеће Ово је процес оксидације Фе и Цр.
Фе2+ се лако раствара и таложи на граници 53 између филма и раствора, а процес катодне реакције је следећи:
У кородираном стању формира се двослојни структурни филм који се углавном састоји од унутрашњег слоја оксида гвожђа и хрома и спољашњег хидроксидног слоја, а јони обично расту у порама филма.Хемијски састав пасивизирајућег филма повезан је са његовим полупроводничким својствима, о чему сведочи Мотт-Сцхоттки крива, што указује да је састав пасивизирајућег филма н+п-типа и да има биполарне карактеристике.КСПС резултати показују да се спољашњи слој пасивирајућег филма углавном састоји од Фе оксида и хидроксида који показују својства полупроводника н-типа, а унутрашњи слој се углавном састоји од Цр оксида и хидроксида који показују својства полупроводника п-типа.
2205 ДСС има високу отпорност због свог високог садржаја Цр17,54 и показује различите степене питтинга због микроскопске галванске корозије55 између дуплекс структура.Точкаста корозија је један од најчешћих типова корозије у ДСС, а температура је један од битних фактора који утиче на понашање питинг корозије и има утицај на термодинамичке и кинетичке процесе ДСС реакције60,61.Типично, у симулираном раствору са високом концентрацијом Цл– и засићеног ЦО2, температура такође утиче на формирање рупице и иницирање пукотина током корозионог пуцања под напоном испод корозионог пуцања под напоном, а критична температура удубљења је одређена да би се проценила отпорност на корозију.ДСС.Материјал, који одражава осетљивост металне матрице на температуру, обично се користи као важна референца у избору материјала у инжењерским апликацијама.Просечна критична температура питтинга 2205 ДСС у симулираном раствору је 66,9°Ц, што је 25,6°Ц више од оне код нерђајућег челика Супер 13Цр са 3,5% НаЦл, али је максимална дубина питтинга достигла 12,9 µм62.Електрохемијски резултати су даље потврдили да се хоризонтални региони фазног угла и фреквенције сужавају са порастом температуре, а како се фазни угао смањује са 79° на 58°, вредност |З|смањује се са 1,26×104 на 1,58×103 Ω цм2.Отпор преноса наелектрисања Рцт је смањен са 2,958 1014 на 2,541 103 Ω цм2, отпор раствора Рс је смањен са 2,953 на 2,469 Ω цм2, отпор филма Рф је смањен са 5,430 10-4 цм2 на 1,147 10-3 цм2.Повећава се проводљивост агресивног раствора, смањује се стабилност слоја филма металне матрице, лако се раствара и пуца.Густина струје самокорозије порасла је са 1,482 на 2,893×10-6 А цм-2, а потенцијал самокорозије се смањио са -0,532 на -0,621В.Може се видети да промена температуре утиче на интегритет и густину слоја филма.
Напротив, висока концентрација Цл- и засићени раствор ЦО2 постепено повећавају капацитет адсорпције Цл- на површини пасивирајућег филма са повећањем температуре, стабилност пасивирајућег филма постаје нестабилна, а заштитни ефекат на подлога постаје слабија и повећава се подложност рупама.У овом случају се повећава активност корозивних јона у раствору, смањује се садржај кисеоника, а површински филм кородираног материјала се тешко брзо обнавља, што ствара повољније услове за даљу адсорпцију корозивних јона на површини.Смањење материјала63.Робинсон ет ал.[64] је показао да се са повећањем температуре раствора убрзава брзина раста јамица, а такође се повећава и брзина дифузије јона у раствору.Када температура порасте на 65 °Ц, растварање кисеоника у раствору који садржи Цл-јоне успорава процес катодне реакције, брзина питинга се смањује.Хан20 је истраживао утицај температуре на корозивно понашање 2205 дуплекс нерђајућег челика у ЦО2 окружењу.Резултати су показали да повећање температуре повећава количину продуката корозије и површину шупљина скупљања на површини материјала.Слично, када температура порасте на 150°Ц, оксидни филм на површини пуца, а густина кратера је највећа.Лу4 је истраживао утицај температуре на корозивно понашање 2205 дуплекс нерђајућег челика од пасивизације до активације у геотермалном окружењу које садржи ЦО2.Њихови резултати показују да на температури испитивања испод 150 °Ц, формирани филм има карактеристичну аморфну структуру, а унутрашњи интерфејс садржи слој богат никлом, а на температури од 300 °Ц, резултујући производ корозије има структуру наноразмера. .-поликристални ФеЦр2О4, ЦрООХ и НиФе2О4.
На сл.11 је дијаграм процеса корозије и стварања филма 2205 ДСС.Пре употребе, 2205 ДСС формира пасивизирајући филм у атмосфери.Након потапања у окружење које симулира раствор који садржи растворе са високим садржајем Цл- и ЦО2, његова површина је брзо окружена разним агресивним јонима (Цл-, ЦО32-, итд.).).Ј. Банас 65 је дошао до закључка да ће у окружењу где је истовремено присутан ЦО2, стабилност пасивирајућег филма на површини материјала временом опадати, а формирана угљена киселина тежи да повећа проводљивост јона у пасивизирајућем слоју. слој.филма и убрзање растварања јона у пасивизирајућем филму.пасивизирајући филм.Дакле, слој филма на површини узорка је у фази динамичке равнотеже растварања и репасивације66, Цл- смањује брзину формирања површинског слоја филма, а на суседној површини површине филма појављују се ситне рупице, као приказано на слици 3. Прикажи.Као што је приказано на слици 11а и б, истовремено се појављују мале нестабилне корозивне јаме.Како температура расте, активност корозивних јона у раствору на слоју филма се повећава, а дубина сићушних нестабилних удубљења се повећава све док филмски слој потпуно не продре у провидни слој, као што је приказано на слици 11ц.Са даљим повећањем температуре медијума за растварање, садржај раствореног ЦО2 у раствору се убрзава, што доводи до смањења пХ вредности раствора, повећања густине најмањих нестабилних корозионих јама на површини СПП. , дубина почетних јама корозије се шири и продубљује, а пасивизирајући филм на површини узорка Како се дебљина смањује, пасивизирајући филм постаје склонији питтингу као што је приказано на слици 11д.А електрохемијски резултати су додатно потврдили да промена температуре има одређени утицај на интегритет и густину филма.Дакле, може се видети да се корозија у растворима засићеним ЦО2 који садрже високе концентрације Цл- значајно разликује од корозије у растворима који садрже ниске концентрације Цл-67,68.
Процес корозије 2205 ДСС са формирањем и уништавањем новог филма.(а) Процес 1, (б) Процес 2, (ц) Процес 3, (д) Процес 4.
Просечна критична температура питтинга од 2205 ДСС у симулираном раствору који садржи 100 г/л Цл– и засићени ЦО2 је 66,9 ℃, а максимална дубина питинга је 12,9 µм, што смањује отпорност на корозију 2205 ДСС и повећава осетљивост на питинг.повећање температуре.
Време поста: 16. фебруар 2023