协同抑制海水和酸性介质的低碳钢腐蚀阴极保护Monodora肉豆蔻使用锌阳极

文摘

低碳钢腐蚀的协同抑制海水和0.1 m硫酸的阴极保护Monodora肉豆蔻是通过减肥和线性极化电阻(LPR)测量。结果表明,在海水中,合作是不太有效的保护钢,而在0.1 m硫酸,阴极保护之间有一个伟大的合作和石油中提取的Monodora肉豆蔻,有102.89%的效率(%)15毫升的石油提取。对于线性极化电阻(LPR),在大多数的情况下,有轻微腐蚀电位的改变( )和开路电位(OPC)向正随着石油提取物的体积的增加,从而导致阴极和阳极塔费尔斜坡上的变化,这表明抑制剂是一种混合-抑制剂。腐蚀电流密度(icorr)减少油提取的量增加。朗缪尔吸附等温式拟合最佳R²1单位,显示良好的协议与实验数据和用朗缪尔吸附等温式。

1。介绍

腐蚀是一种自然现象,发生在我们的环境中。这是一个过程,改变加工金属化学稳定的形式,如氧化物、氢氧化物和硫化物(1]。所有金属表面,不包括黄金、保护与氧化膜暴露在大气中。这对金属表面氧化膜会解散时沉浸在水溶液中。然而,如果解决方案是酸性、氧化膜可能溶解完全离开一个不受保护的金属表面,据说是在活动状态(2]。在附近解决方案中,表面氧化物的溶解性比酸溶液金属将减少,而解散的程度会更小。buried-structural材料的土壤腐蚀的研究很重要,因为数百万英里的埋钢或铁管道用于供应饮用水,天然气,石油等等。许多buried-structural材料,如镀锌供水管道,天然气,原油管道已经被世界各地的土壤腐蚀(3- - - - - -9]。研究尼日利亚原油管道沿Obrikom-Ebocha(区域)表明,石油电阻率值随含水率和温度增加而降低(8]。buried-structural材料的腐蚀速率主要受六个不同的土壤参数,即水分含量、pH值、电阻率、氧化还原电位、氯、硫酸和内容(10- - - - - -12]。大多数结构的腐蚀速率由低碳钢(如船、油轮、水库、储油罐、和海上平台)用于水媒体(如海水、石油、和土壤)取决于溶液成分和不同浓度等环境条件 , , ,O₂、pH值和温度(10- - - - - -12]。因此,腐蚀保护系统必须是可靠和有效的。几个化合物已知的抑制剂这些目的13- - - - - -15]。在几种方法可用在预防或控制腐蚀的阴极保护技术。这一技术开发的汉弗莱·戴维爵士于1824年首次解释了在一个序列的作品提供给在伦敦英国皇家学会(16]。阴极保护是一种方法用来减少生锈的影响减少阳极和阴极之间的潜在的差异。是通过应用当前的结构是安全的从外部源(如管道)。足够的电流时,整个结构将函数作为一个潜在的;因此,阳极和阴极的位置将不复存在。许多不同类型的结构利用这种常见的技术。例如,它是用于管道、锁、地下储油罐,船体保护(17]。背后的理论是提供足够的电子阳极面积,使其成为阴极,从而减缓或完全消除阳极。这是通过使用一个外部的阳极材料,补充供应的电子在危险区域(16]。它也可以通过改变不良的阳极功能(活动)网站一个金属表面的阴极(被动)网站通过使用一个相反的电流。这一与之对立的供电自由电子和当地部队阳极极化的潜力当地阴极(18]。阴极保护是更可靠、有效和经济的方法保护各种管道、坦克、防锈和海洋结构包括船舶船体和潜艇。阴极保护工程主要由令人沮丧的自然腐蚀电位结构来保护一个值,它不腐蚀(19,20.]。与阴极保护涂料,除了可以一起使用。他们两人互补在可能的情况下,这样可以进行组合来实现最优经济和保护。涂层保护无处不在但在假期。这种组合的数量最小化当前的阴极保护系统必须提供和分配,当前进一步更均匀。削弱减轻腐蚀的涂层,涂层可以持续更长时间21]。然而,涂层系统必须符合阴极保护和阴极保护的水平不能过度。不过,通常,兼容的涂料可能打破由于过度的阴极保护水平。这给为腐蚀发生在解散区域,在阴极保护电流可能无法达到。几个作品是由研究人员在不同抑制剂的抑制软钢使用合作(22- - - - - -24]。Frunjo Ivusic et al。22]讨论了低碳钢在海水中腐蚀的协同抑制氯化铈和葡萄糖酸钠。罗亚Farahmand et al。23)描述了钼涂层和SDS表面活性剂的协同效应的低碳钢腐蚀抑制3.5%氯化钠的存在。尽管阴极保护和植物提取物抑制剂的合作并不那么常见,一些作品已经完成。Efim丫Layublinski [24)的合作与抑制剂腐蚀防护系统。Panpan et al。25]研究了X70管线钢在海水的腐蚀抑制性能用羧甲基壳聚糖(cmc)和Na₂我们₄-0.85 v的阴极保护电位(SCE)。这是观察到,作为缓蚀剂,cmc和Na₂我们₄表现出杰出的协同保护X70管线钢在海水中。根据Adewole et al。26),非洲肉豆蔻的植物化学的抗菌和gc - ms (Monodora肉豆蔻植物化学的组成部分)进行了分析Monodora肉豆蔻。从这项研究中,观察到,它包含一些有机化合物有良好的潜在的腐蚀抑制作用研究。这些化合物包括生物碱(12.62%)、皂苷(2.273毫克/克±0.01 ,丹宁酸(0.002毫克/克0.002),类黄酮(0.541毫克/克±0.001)。

本研究旨在调查的协同效应Monodora肉豆蔻(非洲肉豆蔻)油提取和阴极保护在低碳钢的腐蚀抑制海水和0.1 m硫酸溶液中使用锌牺牲阳极。

2。材料和方法

2.1。样品收集

用于实验的样本都是在本地采购。的种子Monodora十四(非洲肉豆蔻)使用从Oja Ota市场购买在线旅行社,Ogun状态,而低碳钢是低碳钢经销商的Ota, Ogun状态。海水从Lekki-Ajah Elegushi海滩收集,拉各斯的状态。

2.2。准备0.1 m硫酸

5.33毫升的浓硫酸(测定98%和密度1.8)以增加了1升标准瓶和蒸馏水来弥补。解决方案是标准化与碳酸钠的标准溶液(Na₂有限公司₃)。

2.3。制备Monodora肉豆蔻提取物

的Monodora十四水果坏了,免费的种子,然后收集到的种子在热空气干燥炉在80°C的温度,直到所有的水分蒸发。之后,示例是使用重量平衡重的,和样品的总重量是1006.456克。即兴创作、过滤文件(180毫米)被用来包装样品和与线程之前插入索氏提取器进行回流。所用的溶剂萃取的温度正己烷60°C数小时,直到所有的精华都收集起来。但是,包含提取的解决方案是使用旋转蒸发器蒸发,蒸发的溶剂(正己烷)。石油被恢复为提取和石油中提取的体积为422.273毫升。石油是存储在一个琥珀色的瓶子里,保存在阴凉干燥的地方。

2.4。金属的制备

低碳钢用于本研究的化学成分如表所示1和2。

低碳钢是机械加工用一副钢锯,切成优惠券(50件)尺寸(3厘米×3厘米×0.2厘米),而一个用于偏振测量尺寸0.1厘米×0.1厘米。这些优惠券都是与一系列金刚砂抛光论文800粗燕麦粉大小从最好的粒度粗。锌牺牲阳极。他们也在使用前切成形状。允许抛光优惠券与乙醇和脱脂干燥前称重。

2.5。体重测量

重量损失这一研究是由测量海水400毫升和500毫升0.1 H₂所以₄酸,分别为一个塑料杯,然后,低碳钢受到媒体。阴极保护测试,电保护系统采用(牺牲)方法,使用锌牺牲阳极和金属之间的铜线作为导体和阳极棒作为支持。这些样本检索之前和之后重从腐蚀的使用分析天平。重量损失都是监控在为期3天的间隔21天的接触。在阅读后,金属的体重急剧增加或减少( ),腐蚀速率(W),抑制效率(%),和表面覆盖率是使用下面的公式计算: 在哪里之间的区别是初始重量和最后的低碳钢金属的重量。而且,和是钢的减肥的值没有和添加抑制剂在解决方案,分别。低碳钢的腐蚀速率,是钢铁的表面积,T是浸泡的时间。值7.85是低碳钢的密度,而143700是用于计算腐蚀速率常数在Mpy,优惠券(cm²)。W₀是没有抑制剂和体重的变化与抑制体重的变化。

然而,表面覆盖的程度的函数覆盖金属表面的缓蚀剂分子。在数学上,它是表示为 在哪里表面覆盖。

2.6。电化学测试

线性极化电阻(LPR)分析测试进行了使用Autolab potentiostat-galvanometer新星2.1.1系统在正常室温。线性极化电阻(LPR)由三电极系统,包括饱和甘汞参比电极和反电极(SCE)和工作。SCE是参比电极和工作电极的低碳钢暴露区1厘米²为每个金属。牺牲电极作为反电极。测量前,100毫升的腐蚀剂(海水/ 0.1酸)测量到一个烧杯在工作电极浸入海水和0.1包含不同的硫酸Monodora肉豆蔻石油提取15分钟,直到一个稳定的开路电位((OCP)。(OCP值从-0.1 mv,停在+ 0.1 mv的扫描速率0.001 mv。塔费尔情节中获得了不同的参数的值如表所示4和5。

3所示。结果与讨论

3.1。体重测量

情节对阴极保护的协同效应和不同的卷Monodora肉豆蔻油提取物对钢铁锌阳极在海水如图1。观察从情节的减肥与锌阳极阴极保护对钢铁和石油提取关于时间减少free-inhibitor(控制),1毫升和5毫升油提取,分别见图1,但对于其他更高容量的油提取10毫升,15毫升,随着时间的推移,体重增加。这种趋势的预期结果相反增加减肥的低碳钢低碳钢的活跃时期。然而,减肥与时间的减少,如图1是由于软钢的初始重量的增加。低碳钢的初始重量的增加可能是一个可能的结果像CaCO存款₃和Mg(哦)₂在钢的表面,反应在低碳钢表面和一些组件的海水。

据李、杜,27],钙质沉积后将形成保护钢表面阴极保护在海水中。这是由于氢进化和氧还原反应。 由于生产哦^{- - - - - -},镁离子反应哦^{- - - - - -}、存在的水镁石毫克(哦)₂在钢铁表面。此外,与pH值的变化在钢铁表面附近,无机碳的平衡将会心烦意乱,导致碳酸根离子的浓度和CaCO的降水₃。 这些绝缘的存款逐渐覆盖表面,从海水中溶解氧通量向钢表面是有限的。此外,整个阴极保护的反应速率(4)减少,从而减少所需的阴极电流密度和牺牲阳极的消耗28- - - - - -32]。但是,然而,根据Corrosionpedia [33),钙质沉积一层是由碳酸钙和其他盐沉积在衬底的表面。cathodically偏振表面时,在阴极保护,这一层是由于增加的pH值相邻保护表面。因此,从表3,它显示为阴极保护和pH值不同的石油提取与锌钢卷。从这个表中,可以看出pH值随着油提取的量的增加而减少。这表明,电解液的pH值下降,有一个相应的酸度增加或H⁺离子浓度的解决方案。这是认为促使钙质沉积的解体之前观察到表面的钢。因此,这种情况下暴露了阴极保护系统的解决方案,从而激活阳极的氧化反应,另一方面引起体重的增加观察的10毫升,15毫升油提取如图1。这是阴极保护的原因和石油提取物对钢铁锌不是非常有效的预防钢在海水环境中。

阴极保护的钢和锌在0.1 m硫酸,free-inhibitor之间(控制)和15毫升油提取物,非常轻微的增加减肥的观察,虽然在消极的范围。减肥在free-inhibitor范围从-1.0到0.00在15毫升油提取,如图2。锌的阴极保护对钢铁和石油提取在0.1 m硫酸建议牺牲阳极的兼容性(锌)和油提取的Monodora肉豆蔻。它表明,在0.1 m硫酸,钢和锌的阴极保护和石油提取抑制钢铁完全退化。的合作表明,阴极保护对钢铁和石油提取和抑制锌阳极和阴极的反应,迫使体重保持在0。这意味着更多的电子被释放除了石油提取物,帮助保护低碳钢通过停止完全氧化和氧还原反应的钢铁。

比较上述观测在0.1 m硫酸和海水,很明显的情节,阴极保护的协同效应和石油提取的Monodora肉豆蔻与锌钢被证明是最好的防腐蚀方法相比,钢和锌的阴极保护和石油提取物在海水环境中。

为抑制效率(%)协同阴极保护和石油提取的Monodora肉豆蔻与锌钢在海水环境中,它显示以下效率如图3。从故事情节,效率增加油提取的量增加,也就是说,从负值,这是建议的效果是由于钙质沉积表面的钢铁、积极的价值,这也是存款的解体的结果。然而,另一方面,在0.1 m硫酸,阴极保护和石油提取与锌钢,它有一个1毫升99%以及102.8%的抑制效率15毫升,观察图4。这是由Aballe(类似于以前的工作34),报告抑制效率提高100%。这一结果表明,阴极保护的协同与锌钢和石油提取0.1硫酸表现出很强的吸附债券之间的石油提取分子和金属的表面,这也是牺牲锌阳极的支持。因此,在0.1 m硫酸,阴极保护的协同和石油提取钢和锌有非常高的和良好的抑制效率相比的海水

3.2。线性极化电阻(LPR)测量

线性极化电阻的阴谋(塔费尔)阴极保护和石油提取与锌钢在海水和0.1硫酸在没有和存在不同数量的石油提取的Monodora肉豆蔻数据所示5和6及其电化学参数获得的塔菲尔外推法的行显示在表中4和5。这个过程的抑制效率(%)计算使用数学公式[35] 在哪里是低碳钢的腐蚀电流密度测量free-inhibitor我是包含油提取的腐蚀电流密度,分别。阴极保护的极化曲线和石油提取与锌钢在海水中如图5和电化学参数如表所示4。

阴极保护和石油从海水中提取锌的钢卷不同的石油提取的Monodora肉豆蔻,观察塔费尔的阴谋,腐蚀电流密度在1毫升(Icorr)值都大于其他电流腐蚀电位( )转向的负面价值。这表明钢和锌的阴极保护和石油提取在海水中无法抵抗腐蚀反应发生在金属由于其极低的表面极化电阻(5664 )见表4。由于高腐蚀电流,腐蚀电位变化对消极的一面,和低极化电阻,体积的油提取的抑制效率有一个负值(-306.95%),这表明金属不是保护阴极和阳极反应被激活,从而增加腐蚀的速度。除此之外,腐蚀电流(icorr)减少油提取的体积增加,极化电阻增加,腐蚀电流减小,同时,随着石油提取的增加。也观察到抑制效率随着油提取的体积增加,增加价值的54.8%,78%,78.8%,5、10和15毫升,分别见表4。腐蚀电位( )价值观转向积极,除了1和15毫升也倾向于消极的和改变的值阴极和阳极塔费尔情节。发生同样的趋势(OCP的价值。然而,相比,阴极保护和石油提取的Monodora肉豆蔻钢和锌在0.1 m硫酸腐蚀电位( )往往很大程度上转向积极,因此会导致阴极和阳极塔费尔斜率的变化如表所示5。典型的塔菲尔情节表明,腐蚀电流的最大值在free-inhibitor和最低15毫升的石油提取,如图6。这表明它减少油提取的体积增加。这导致极化电阻的增加(见表5。阴极保护和石油提取一个显著差别的钢铁在海水中锌和0.1米的硫酸是抑制效率。它是观察到的抑制效率与锌钢0.1 m硫酸是高于海水。结果表明,值从100% 10和15毫升的石油提取为5和1毫升99%和96.97%,分别见表5。(OCP值表明,转向积极的价值观。阴极和阳极塔费尔斜坡的变化数据显示,抑制剂是一种混合型缓蚀剂。根据Rigg,(1973),只有当的变化(OCP值超过85 mv,它可以被视为一个分类的证据复合阳极或阴极型缓蚀剂。(OCP值没有任何封闭85 mv;因此,抑制剂称为混合型缓蚀剂。

3.3。吸附等温式

的吸附特性Monodora肉豆蔻研究理解之间的交互机制油提取和软钢。这是一个很好的练习找出可能的吸附模式通过测试实验数据与一些吸附等温式。因此,获得的值被应用于不同的吸附等温线方程和朗缪尔吸附等温式方程拟合最佳如图70.1 m硫酸,R²1单位的价值,显示良好的协议与实验数据和用朗缪尔吸附等温式。

4所示。结论

阴极保护的协同效应和石油提取与锌、钢在海水中观察到,合作是不太有效的保护钢,而在0.1 m硫酸,阴极保护之间有一个伟大的合作和石油提取的Monodora肉豆蔻,具有抑制效率(%)的石油提取15毫升的102.89%。对于线性极化电阻(LPR),在大多数的情况下,有一个轻微的腐蚀电位的改变( )和开路电位(OPC)向正随着石油提取物的体积的增加,从而导致阴极和阳极塔费尔斜坡上的变化,这表明抑制剂是一个混合型缓蚀剂。的腐蚀电流密度(icorr)减少油提取的量增加。吸附等温式的朗缪尔吸附等温式拟合最好的R²1单位,显示良好的协议与实验数据和用朗缪尔吸附等温式。

数据可用性

使用的数据来支持本研究的发现可以从相应的作者。

信息披露

Oladega Soriyan奥博费米Awolowo大学的公休假,Ile演练,尼日利亚。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

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