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डुप्लेक्स 2205 स्टेनलेस स्टील (DSS) में इसकी विशिष्ट डुप्लेक्स संरचना के कारण अच्छा संक्षारण प्रतिरोध है, लेकिन तेजी से कठोर CO2 युक्त तेल और गैस वातावरण के परिणामस्वरूप संक्षारण की अलग-अलग डिग्री होती है, विशेष रूप से गड्ढा, जो तेल और प्राकृतिक की सुरक्षा और विश्वसनीयता को गंभीर रूप से खतरे में डालता है। गैस अनुप्रयोग.गैस विकास.इस कार्य में, लेजर कन्फोकल माइक्रोस्कोपी और एक्स-रे फोटोइलेक्ट्रॉन स्पेक्ट्रोस्कोपी के संयोजन में एक विसर्जन परीक्षण और एक इलेक्ट्रोकेमिकल परीक्षण का उपयोग किया जाता है।परिणामों से पता चला कि 2205 डीएसएस को खड़ा करने के लिए औसत महत्वपूर्ण तापमान 66.9 डिग्री सेल्सियस था।जब तापमान 66.9 ℃ से अधिक होता है, तो पिटिंग ब्रेकडाउन क्षमता, निष्क्रियता अंतराल और स्व-संक्षारण क्षमता कम हो जाती है, आकार निष्क्रियता वर्तमान घनत्व बढ़ जाता है, और पिटिंग संवेदनशीलता बढ़ जाती है।तापमान में और वृद्धि के साथ, कैपेसिटिव आर्क 2205 डीएसएस की त्रिज्या कम हो जाती है, सतह प्रतिरोध और चार्ज ट्रांसफर प्रतिरोध धीरे-धीरे कम हो जाता है, और एन + पी-द्विध्रुवी विशेषताओं के साथ उत्पाद की फिल्म परत में दाता और स्वीकर्ता वाहक का घनत्व भी कम हो जाता है। बढ़ता है, फिल्म की आंतरिक परत में सीआर ऑक्साइड की सामग्री कम हो जाती है, बाहरी परत में Fe ऑक्साइड की सामग्री बढ़ जाती है, फिल्म परत का विघटन बढ़ जाता है, स्थिरता कम हो जाती है, गड्ढों की संख्या और छिद्र का आकार बढ़ जाता है।
तेजी से आर्थिक और सामाजिक विकास और सामाजिक प्रगति के संदर्भ में, तेल और गैस संसाधनों की मांग बढ़ती जा रही है, जिससे तेल और गैस विकास धीरे-धीरे अधिक गंभीर परिस्थितियों और पर्यावरण के साथ दक्षिण-पश्चिमी और अपतटीय क्षेत्रों में स्थानांतरित होने के लिए मजबूर हो रहा है, इसलिए परिचालन की स्थिति डाउनहोल टयूबिंग अधिक से अधिक गंभीर हो जाती है।.गिरावट 1,2,3.तेल और गैस अन्वेषण के क्षेत्र में, जब उत्पादित द्रव में CO2 4 और लवणता और क्लोरीन सामग्री 5, 6 में वृद्धि होती है, तो साधारण 7 कार्बन स्टील पाइप गंभीर क्षरण के अधीन होता है, भले ही संक्षारण अवरोधकों को पाइप स्ट्रिंग में पंप किया जाता है, संक्षारण को प्रभावी ढंग से दबाया नहीं जा सकता है, स्टील अब कठोर संक्षारक CO28,9,10 वातावरण में दीर्घकालिक संचालन की आवश्यकताओं को पूरा नहीं कर सकता है।शोधकर्ताओं ने बेहतर संक्षारण प्रतिरोध के साथ डुप्लेक्स स्टेनलेस स्टील्स (डीएसएस) की ओर रुख किया।2205 डीएसएस, स्टील में फेराइट और ऑस्टेनाइट की मात्रा लगभग 50% है, इसमें उत्कृष्ट यांत्रिक गुण और संक्षारण प्रतिरोध है, सतह निष्क्रियता फिल्म घनी है, इसमें उत्कृष्ट समान संक्षारण प्रतिरोध है, कीमत निकल-आधारित मिश्र धातुओं की तुलना में कम है 11 , 12. इस प्रकार, 2205 डीएसएस का उपयोग आमतौर पर संक्षारक वातावरण में दबाव पोत के रूप में, संक्षारक CO2 वातावरण में तेल के कुएं के आवरण के रूप में, अपतटीय तेल और रासायनिक क्षेत्रों 13, 14, 15 में संघनक प्रणाली के लिए वाटर कूलर के रूप में किया जाता है, लेकिन 2205 डीएसएस में संक्षारक छिद्र भी हो सकता है। सेवा में।
वर्तमान में, देश और विदेश में CO2- और सीएल-पिटिंग संक्षारण 2205 DSS के कई अध्ययन किए गए हैं [16,17,18]।इब्राहिमी19 ने पाया कि NaCl घोल में पोटेशियम डाइक्रोमेट नमक मिलाने से 2205 डीएसएस पिटिंग को रोका जा सकता है, और पोटेशियम डाइक्रोमेट की सांद्रता बढ़ने से 2205 डीएसएस पिटिंग का महत्वपूर्ण तापमान बढ़ जाता है।हालाँकि, पोटेशियम डाइक्रोमेट में NaCl की एक निश्चित सांद्रता जोड़ने के कारण 2205 DSS की पिटिंग क्षमता बढ़ जाती है और NaCl सांद्रता बढ़ने के साथ घट जाती है।हान20 से पता चलता है कि 30 से 120°C पर, 2205 DSS निष्क्रिय फिल्म की संरचना Cr2O3 आंतरिक परत, FeO बाहरी परत और समृद्ध Cr का मिश्रण है;जब तापमान 150 डिग्री सेल्सियस तक बढ़ जाता है, तो निष्क्रियता फिल्म घुल जाती है।, आंतरिक संरचना Cr2O3 और Cr(OH)3 में बदल जाती है, और बाहरी परत Fe(II,III) ऑक्साइड और Fe(III) हाइड्रॉक्साइड में बदल जाती है।Peguet21 ने पाया कि NaCl समाधान में S2205 स्टेनलेस स्टील की स्थिर पिटिंग आमतौर पर क्रिटिकल पिटिंग तापमान (CPT) से नीचे नहीं बल्कि परिवर्तन तापमान रेंज (TTI) में होती है।थियाडी22 ने निष्कर्ष निकाला कि जैसे-जैसे NaCl की सांद्रता बढ़ती है, S2205 DSS का संक्षारण प्रतिरोध काफी कम हो जाता है, और लागू क्षमता जितनी अधिक नकारात्मक होगी, सामग्री का संक्षारण प्रतिरोध उतना ही खराब होगा।
इस लेख में, 2205 डीएसएस के संक्षारण व्यवहार पर उच्च लवणता, उच्च सीएल-सांद्रता और तापमान के प्रभाव का अध्ययन करने के लिए गतिशील संभावित स्कैनिंग, प्रतिबाधा स्पेक्ट्रोस्कोपी, निरंतर क्षमता, मॉट-शोट्की वक्र और ऑप्टिकल इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी का उपयोग किया गया था।और फोटोइलेक्ट्रॉन स्पेक्ट्रोस्कोपी, जो CO2 युक्त तेल और गैस वातावरण में 2205 DSS के सुरक्षित संचालन के लिए सैद्धांतिक आधार प्रदान करता है।
परीक्षण सामग्री का चयन समाधान उपचारित स्टील 2205 डीएसएस (स्टील ग्रेड 110ksi) से किया जाता है, और मुख्य रासायनिक संरचना तालिका 1 में दिखाई गई है।
इलेक्ट्रोकेमिकल नमूने का आकार 10 मिमी × 10 मिमी × 5 मिमी है, इसे तेल और पूर्ण इथेनॉल निकालने के लिए एसीटोन से साफ किया जाता है और सुखाया जाता है।उचित लंबाई के तांबे के तार को जोड़ने के लिए परीक्षण टुकड़े के पीछे टांका लगाया जाता है।वेल्डिंग के बाद, वेल्डेड परीक्षण टुकड़े की विद्युत चालकता की जांच करने के लिए एक मल्टीमीटर (VC9801A) का उपयोग करें, और फिर गैर-कार्यशील सतह को एपॉक्सी से सील करें।पॉलिशिंग मशीन पर काम की सतह को 0.25um पॉलिशिंग एजेंट के साथ पॉलिश करने के लिए 400#, 600#, 800#, 1200#, 2000# सिलिकॉन कार्बाइड वॉटर सैंडपेपर का उपयोग करें, जब तक कि सतह खुरदरा न हो जाए Ra≤1.6um, और अंत में साफ करें और थर्मोस्टेट में डालें .
तीन-इलेक्ट्रोड प्रणाली के साथ एक प्रिस्टन (P4000A) इलेक्ट्रोकेमिकल वर्कस्टेशन का उपयोग किया गया था।1 सेमी2 क्षेत्रफल वाला एक प्लैटिनम इलेक्ट्रोड (Pt) सहायक इलेक्ट्रोड के रूप में उपयोग किया जाता था, एक DSS 2205 (1 सेमी2 क्षेत्रफल वाला) एक कार्यशील इलेक्ट्रोड के रूप में उपयोग किया जाता था, और एक संदर्भ इलेक्ट्रोड (Ag/AgCl) का उपयोग किया जाता था। इस्तेमाल किया गया।परीक्षण में प्रयुक्त मॉडल समाधान (तालिका 2) के अनुसार तैयार किया गया था।परीक्षण से पहले, एक उच्च शुद्धता वाले एन2 समाधान (99.99%) को 1 घंटे के लिए पारित किया गया था, और फिर समाधान को डीऑक्सीजनेट करने के लिए CO2 को 30 मिनट के लिए पारित किया गया था।, और समाधान में CO2 हमेशा संतृप्ति की स्थिति में था।
सबसे पहले, नमूने को परीक्षण समाधान वाले टैंक में रखें, और इसे स्थिर तापमान वाले पानी के स्नान में रखें।प्रारंभिक सेटिंग तापमान 2°C है, और तापमान वृद्धि को 1°C/मिनट की दर से नियंत्रित किया जाता है, और तापमान सीमा नियंत्रित की जाती है।2-80°C पर.सेल्सियस.परीक्षण एक स्थिर क्षमता (-0.6142 Vs.Ag/AgCl) पर शुरू होता है और परीक्षण वक्र एक It वक्र है।क्रिटिकल पिटिंग तापमान परीक्षण मानक के अनुसार, आईटी वक्र को जाना जा सकता है।वह तापमान जिस पर धारा घनत्व 100 μA/cm2 तक बढ़ जाता है, क्रिटिकल पिटिंग तापमान कहलाता है।पिटिंग के लिए औसत महत्वपूर्ण तापमान 66.9 डिग्री सेल्सियस है।ध्रुवीकरण वक्र और प्रतिबाधा स्पेक्ट्रम के लिए परीक्षण तापमान क्रमशः 30°C, 45°C, 60°C और 75°C चुना गया था, और संभावित विचलन को कम करने के लिए परीक्षण को समान नमूना शर्तों के तहत तीन बार दोहराया गया था।
समाधान के संपर्क में आए एक धातु के नमूने को पहले नमूने की कामकाजी सतह पर बनी ऑक्साइड फिल्म को खत्म करने के लिए पोटेंशियोडायनामिक ध्रुवीकरण वक्र का परीक्षण करने से पहले 5 मिनट के लिए कैथोड क्षमता (-1.3 वी) पर ध्रुवीकृत किया गया था, और फिर एक खुले सर्किट क्षमता पर 1 घंटा जब तक संक्षारण वोल्टेज स्थापित नहीं हो जाएगा।गतिशील संभावित ध्रुवीकरण वक्र की स्कैन दर 0.333mV/s पर सेट की गई थी, और स्कैन अंतराल क्षमता -0.3~1.2V बनाम OCP पर सेट की गई थी।परीक्षण की सटीकता सुनिश्चित करने के लिए, समान परीक्षण स्थितियों को 3 बार दोहराया गया।
प्रतिबाधा स्पेक्ट्रम परीक्षण सॉफ्टवेयर - वर्सा स्टूडियो।परीक्षण पहले एक स्थिर ओपन-सर्किट क्षमता पर किया गया था, वैकल्पिक गड़बड़ी वोल्टेज का आयाम 10 एमवी पर सेट किया गया था, और माप आवृत्ति 10-2-105 हर्ट्ज पर सेट की गई थी।परीक्षण के बाद स्पेक्ट्रम डेटा।
वर्तमान समय वक्र परीक्षण प्रक्रिया: एनोडिक ध्रुवीकरण वक्र के परिणामों के अनुसार अलग-अलग निष्क्रियता क्षमता का चयन करें, स्थिर क्षमता पर आईटी वक्र को मापें, और फिल्म विश्लेषण के लिए फिट वक्र की ढलान की गणना करने के लिए डबल लॉगरिदम वक्र को फिट करें।निष्क्रिय फिल्म के निर्माण का तंत्र।
ओपन सर्किट वोल्टेज स्थिर होने के बाद, मॉट-शोट्की वक्र परीक्षण करें।परीक्षण संभावित स्कैन रेंज 1.0~-1.0V (vS.Ag/AgCl), स्कैन दर 20mV/s, परीक्षण आवृत्ति 1000Hz पर सेट, उत्तेजना संकेत 5mV।
2205 डीएसएस फिल्म निर्माण के बाद सतह पैसिवेशन फिल्म की संरचना और रासायनिक स्थिति का परीक्षण करने और बेहतर सॉफ्टवेयर का उपयोग करके माप डेटा पीक-फिट प्रसंस्करण करने के लिए एक्स-रे फोटोइलेक्ट्रॉन स्पेक्ट्रोस्कोपी (एक्सपीएस) (ईएससीएलएबी 250एक्सआई, यूके) का उपयोग करें।परमाणु स्पेक्ट्रा और संबंधित साहित्य23 के डेटाबेस के साथ तुलना की गई और C1s (284.8 eV) का उपयोग करके कैलिब्रेट किया गया।नमूनों पर संक्षारण की आकृति विज्ञान और गड्ढों की गहराई को एक अल्ट्रा-डीप ऑप्टिकल डिजिटल माइक्रोस्कोप (ज़ीस स्मार्ट ज़ूम 5, जर्मनी) का उपयोग करके चित्रित किया गया था।
नमूने का परीक्षण स्थिर संभावित विधि द्वारा समान क्षमता (-0.6142 V rel. Ag/AgCl) पर किया गया था और समय के साथ संक्षारण धारा वक्र दर्ज किया गया था।सीपीटी परीक्षण मानक के अनुसार, बढ़ते तापमान के साथ ध्रुवीकरण वर्तमान घनत्व धीरे-धीरे बढ़ता है।1 100 ग्राम/एल सीएल- और संतृप्त सीओ2 युक्त एक सिम्युलेटेड समाधान में 2205 डीएसएस का महत्वपूर्ण पिटिंग तापमान दिखाता है।यह देखा जा सकता है कि समाधान के कम तापमान पर, बढ़ते परीक्षण समय के साथ वर्तमान घनत्व व्यावहारिक रूप से नहीं बदलता है।और जब समाधान का तापमान एक निश्चित मूल्य तक बढ़ गया, तो वर्तमान घनत्व तेजी से बढ़ गया, यह दर्शाता है कि समाधान के तापमान में वृद्धि के साथ निष्क्रिय फिल्म के विघटन की दर में वृद्धि हुई।जब ठोस घोल का तापमान 2°C से बढ़ाकर लगभग 67°C कर दिया जाता है, तो 2205DSS का ध्रुवीकरण धारा घनत्व 100μA/cm2 तक बढ़ जाता है, और 2205DSS का औसत क्रिटिकल पिटिंग तापमान 66.9°C होता है, जो लगभग 16.6°C होता है। 2205DSS से अधिक।मानक 3.5 wt.% NaCl (0.7 V)26.क्रिटिकल पिटिंग तापमान माप के समय लागू क्षमता पर निर्भर करता है: लागू क्षमता जितनी कम होगी, मापा क्रिटिकल पिटिंग तापमान उतना ही अधिक होगा।
100 ग्राम/एल सीएल- और संतृप्त सीओ2 युक्त एक सिम्युलेटेड समाधान में 2205 डुप्लेक्स स्टेनलेस स्टील के महत्वपूर्ण तापमान वक्र को खड़ा करना।
अंजीर पर.2 विभिन्न तापमानों पर 100 ग्राम/एल सीएल- और संतृप्त सीओ2 युक्त सिम्युलेटेड समाधानों में 2205 डीएसएस के एसी प्रतिबाधा प्लॉट दिखाता है।यह देखा जा सकता है कि विभिन्न तापमानों पर 2205DSS के नाइक्विस्ट आरेख में उच्च-आवृत्ति, मध्य-आवृत्ति और निम्न-आवृत्ति प्रतिरोध-कैपेसिटेंस आर्क होते हैं, और प्रतिरोध-कैपेसिटेंस आर्क अर्धवृत्ताकार नहीं होते हैं।कैपेसिटिव आर्क की त्रिज्या निष्क्रिय फिल्म के प्रतिरोध मूल्य और इलेक्ट्रोड प्रतिक्रिया के दौरान चार्ज ट्रांसफर प्रतिरोध के मूल्य को दर्शाती है।यह आम तौर पर स्वीकार किया जाता है कि कैपेसिटिव आर्क की त्रिज्या जितनी बड़ी होगी, समाधान27 में धातु सब्सट्रेट का संक्षारण प्रतिरोध उतना ही बेहतर होगा।30 डिग्री सेल्सियस के समाधान तापमान पर, नाइक्विस्ट आरेख पर कैपेसिटिव चाप की त्रिज्या और प्रतिबाधा मापांक के आरेख पर चरण कोण |Z|बोडे उच्चतम है और 2205 डीएसएस संक्षारण सबसे कम है।जैसे-जैसे घोल का तापमान बढ़ता है, |Z|प्रतिबाधा मापांक, चाप त्रिज्या और समाधान प्रतिरोध में कमी आती है, इसके अलावा, मध्यवर्ती आवृत्ति क्षेत्र में चरण कोण भी 79 Ω से घटकर 58 Ω हो जाता है, जो एक विस्तृत शिखर और एक घनी आंतरिक परत और एक विरल (छिद्रपूर्ण) बाहरी परत को दर्शाता है। एक अमानवीय निष्क्रिय फिल्म28 की विशेषताएं।इसलिए, जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, धातु सब्सट्रेट की सतह पर बनी निष्क्रिय फिल्म घुल जाती है और टूट जाती है, जो सब्सट्रेट के सुरक्षात्मक गुणों को कमजोर कर देती है और सामग्री के संक्षारण प्रतिरोध को कम कर देती है।
प्रतिबाधा स्पेक्ट्रम डेटा को फिट करने के लिए ZSimDeme सॉफ़्टवेयर का उपयोग करते हुए, फिट किए गए समतुल्य सर्किट को चित्र 330 में दिखाया गया है, जहां रुपये सिम्युलेटेड समाधान प्रतिरोध है, Q1 फिल्म कैपेसिटेंस है, Rf उत्पन्न निष्क्रिय फिल्म का प्रतिरोध है, Q2 डबल है परत समाई, और आरसीटी चार्ज ट्रांसफर प्रतिरोध है।तालिका में फिटिंग के परिणामों से.3 से पता चलता है कि जैसे-जैसे सिम्युलेटेड समाधान का तापमान बढ़ता है, n1 का मान 0.841 से घटकर 0.769 हो जाता है, जो दो-परत कैपेसिटर के बीच अंतर में वृद्धि और घनत्व में कमी का संकेत देता है।चार्ज ट्रांसफर प्रतिरोध आरसीटी धीरे-धीरे 2.958×1014 से घटकर 2.541×103 Ω सेमी2 हो गया, जो सामग्री के संक्षारण प्रतिरोध में क्रमिक कमी का संकेत देता है।समाधान रुपये का प्रतिरोध 2.953 से घटकर 2.469 Ω सेमी 2 हो गया, और निष्क्रिय फिल्म की धारिता Q2 5.430 10-4 से घटकर 1.147 10-3 Ω सेमी 2 हो गई, समाधान की चालकता बढ़ गई, निष्क्रिय फिल्म की स्थिरता कम हो गई , और माध्यम में समाधान सीएल-, एसओ42-, आदि) बढ़ता है, जो निष्क्रिय फिल्म31 के विनाश को तेज करता है।इससे फिल्म प्रतिरोध Rf (4662 से 849 Ω सेमी2 तक) में कमी आती है और डुप्लेक्स स्टेनलेस स्टील की सतह पर बनने वाले ध्रुवीकरण प्रतिरोध Rp (Rct+Rf) में कमी आती है।
इसलिए, समाधान का तापमान DSS 2205 के संक्षारण प्रतिरोध को प्रभावित करता है। समाधान के कम तापमान पर, कैथोड और एनोड के बीच Fe2 + की उपस्थिति में एक प्रतिक्रिया प्रक्रिया होती है, जो तेजी से विघटन और क्षरण में योगदान करती है। एनोड, साथ ही सतह पर बनी फिल्म का पारित होना, अधिक पूर्ण और उच्च घनत्व, समाधानों के बीच अधिक प्रतिरोध चार्ज स्थानांतरण, धातु मैट्रिक्स के विघटन को धीमा कर देता है और बेहतर संक्षारण प्रतिरोध प्रदर्शित करता है।जैसे-जैसे समाधान का तापमान बढ़ता है, चार्ज ट्रांसफर आरसीटी का प्रतिरोध कम हो जाता है, समाधान में आयनों के बीच प्रतिक्रिया की दर तेज हो जाती है, और आक्रामक आयनों के प्रसार की दर तेज हो जाती है, जिससे प्रारंभिक संक्षारण उत्पाद फिर से सतह पर बनते हैं धातु सब्सट्रेट की सतह से सब्सट्रेट।एक पतली निष्क्रिय फिल्म सब्सट्रेट के सुरक्षात्मक गुणों को कमजोर कर देती है।
अंजीर पर.चित्र 4 विभिन्न तापमानों पर 100 ग्राम/एल सीएल- और संतृप्त सीओ2 युक्त सिम्युलेटेड समाधानों में 2205 डीएसएस के गतिशील संभावित ध्रुवीकरण वक्र दिखाता है।चित्र से यह देखा जा सकता है कि जब क्षमता -0.4 से 0.9 V की सीमा में होती है, तो विभिन्न तापमानों पर एनोड वक्रों में स्पष्ट निष्क्रियता क्षेत्र होते हैं, और स्व-संक्षारण क्षमता लगभग -0.7 से -0.5 V होती है। घनत्व धारा को 100 μA/cm233 तक बढ़ा देता है, एनोड वक्र को आमतौर पर पिटिंग क्षमता (ईबी या एट्रा) कहा जाता है।जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, निष्क्रियता अंतराल कम हो जाता है, स्व-संक्षारण क्षमता कम हो जाती है, संक्षारण वर्तमान घनत्व बढ़ जाता है, और ध्रुवीकरण वक्र दाईं ओर नीचे चला जाता है, जो इंगित करता है कि सिम्युलेटेड समाधान में डीएसएस 2205 द्वारा बनाई गई फिल्म सक्रिय है गतिविधि।100 ग्राम/लीटर सीएल- और संतृप्त CO2 की सामग्री, गड्ढों के क्षरण के प्रति संवेदनशीलता बढ़ाती है, आक्रामक आयनों द्वारा आसानी से क्षतिग्रस्त हो जाती है, जिससे धातु मैट्रिक्स का क्षरण बढ़ जाता है और संक्षारण प्रतिरोध में कमी आती है।
तालिका 4 से देखा जा सकता है कि जब तापमान 30 डिग्री सेल्सियस से 45 डिग्री सेल्सियस तक बढ़ जाता है, तो संबंधित ओवरपेसिवेशन क्षमता थोड़ी कम हो जाती है, लेकिन संबंधित आकार का निष्क्रियता वर्तमान घनत्व काफी बढ़ जाता है, जो दर्शाता है कि इनके तहत निष्क्रिय फिल्म की सुरक्षा बढ़ते तापमान के साथ स्थितियां बढ़ती हैं।जब तापमान 60 डिग्री सेल्सियस तक पहुंच जाता है, तो संबंधित गड्ढे की क्षमता काफी कम हो जाती है, और तापमान बढ़ने पर यह प्रवृत्ति अधिक स्पष्ट हो जाती है।यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि 75 डिग्री सेल्सियस पर एक महत्वपूर्ण क्षणिक वर्तमान शिखर चित्र में दिखाई देता है, जो नमूना सतह पर मेटास्टेबल पिटिंग जंग की उपस्थिति का संकेत देता है।
इसलिए, घोल के तापमान में वृद्धि के साथ, घोल में घुली ऑक्सीजन की मात्रा कम हो जाती है, फिल्म की सतह का पीएच मान कम हो जाता है, और निष्क्रिय फिल्म की स्थिरता कम हो जाती है।इसके अलावा, घोल का तापमान जितना अधिक होगा, घोल में आक्रामक आयनों की गतिविधि उतनी ही अधिक होगी और सब्सट्रेट की सतह फिल्म परत को नुकसान की दर उतनी ही अधिक होगी।फिल्म परत में बने ऑक्साइड आसानी से गिर जाते हैं और फिल्म परत में धनायनों के साथ प्रतिक्रिया करके घुलनशील यौगिक बनाते हैं, जिससे गड्ढे पड़ने की संभावना बढ़ जाती है।चूंकि पुनर्जीवित फिल्म परत अपेक्षाकृत ढीली होती है, इसलिए सब्सट्रेट पर सुरक्षात्मक प्रभाव कम होता है, जिससे धातु सब्सट्रेट का क्षरण बढ़ जाता है।गतिशील ध्रुवीकरण संभावित परीक्षण के परिणाम प्रतिबाधा स्पेक्ट्रोस्कोपी के परिणामों के अनुरूप हैं।
अंजीर पर.चित्र 5ए दिखाता है कि यह 100 ग्राम/एल सीएल- और संतृप्त सीओ2 युक्त मॉडल समाधान में 2205 डीएसएस के लिए घटता है।समय के फलन के रूप में निष्क्रियता धारा घनत्व -300 एमवी (एजी/एजीसीएल के सापेक्ष) की क्षमता पर 1 घंटे के लिए विभिन्न तापमानों पर ध्रुवीकरण के बाद प्राप्त किया गया था।यह देखा जा सकता है कि समान क्षमता और अलग-अलग तापमान पर 2205 डीएसएस की निष्क्रियता वर्तमान घनत्व प्रवृत्ति मूल रूप से समान है, और प्रवृत्ति समय के साथ धीरे-धीरे कम हो जाती है और सुचारू हो जाती है।जैसे-जैसे तापमान धीरे-धीरे बढ़ा, 2205 डीएसएस का निष्क्रियता वर्तमान घनत्व बढ़ गया, जो ध्रुवीकरण के परिणामों के अनुरूप था, जिसने यह भी संकेत दिया कि बढ़ते समाधान तापमान के साथ धातु सब्सट्रेट पर फिल्म परत की सुरक्षात्मक विशेषताओं में कमी आई।
समान फिल्म निर्माण क्षमता और विभिन्न तापमानों पर 2205 डीएसएस के पोटेंशियोस्टेटिक ध्रुवीकरण वक्र।(ए) वर्तमान घनत्व बनाम समय, (बी) निष्क्रिय फिल्म विकास लघुगणक।
एक ही फिल्म निर्माण क्षमता के लिए अलग-अलग तापमान पर निष्क्रियता वर्तमान घनत्व और समय के बीच संबंध की जांच करें, जैसा कि (1)34 में दिखाया गया है:
जहां मैं फिल्म निर्माण क्षमता, ए/सेमी2 पर निष्क्रियता धारा घनत्व है।ए कार्यशील इलेक्ट्रोड का क्षेत्र है, सेमी2।K उस पर लगे वक्र का ढलान है।टी समय, एस
अंजीर पर.5बी एक ही फिल्म निर्माण क्षमता पर विभिन्न तापमानों पर 2205 डीएसएस के लिए लॉगआई और लॉगटी वक्र दिखाता है।साहित्य डेटा के अनुसार, 35 जब रेखा K = -1 की ओर झुकती है, तो सब्सट्रेट की सतह पर बनी फिल्म परत सघन होती है और धातु सब्सट्रेट के लिए बेहतर संक्षारण प्रतिरोध होता है।और जब सीधी रेखा K = -0.5 की ओर झुकती है, तो सतह पर बनी फिल्म परत ढीली होती है, जिसमें कई छोटे छेद होते हैं और धातु सब्सट्रेट में खराब संक्षारण प्रतिरोध होता है।यह देखा जा सकता है कि 30°C, 45°C, 60°C और 75°C पर, फिल्म परत की संरचना चयनित रैखिक ढलान के अनुसार घने छिद्रों से ढीले छिद्रों में बदल जाती है।प्वाइंट डिफेक्ट मॉडल (पीडीएम)36,37 के अनुसार यह देखा जा सकता है कि परीक्षण के दौरान लागू क्षमता वर्तमान घनत्व को प्रभावित नहीं करती है, यह दर्शाता है कि परीक्षण के दौरान तापमान सीधे एनोड वर्तमान घनत्व के माप को प्रभावित करता है, इसलिए वर्तमान बढ़ते तापमान के साथ बढ़ता है।समाधान, और 2205 डीएसएस का घनत्व बढ़ता है, और संक्षारण प्रतिरोध कम हो जाता है।
डीएसएस पर बनी पतली फिल्म परत के अर्धचालक गुण इसके संक्षारण प्रतिरोध38 को प्रभावित करते हैं, अर्धचालक का प्रकार और पतली फिल्म परत का वाहक घनत्व पतली फिल्म परत डीएसएस39,40 के टूटने और गड्ढे को प्रभावित करता है जहां समाई सी और ई संभावित पतली फिल्म परत संबंध एमएस को संतुष्ट करती है, अर्धचालक के अंतरिक्ष प्रभार की गणना निम्नलिखित तरीके से की जाती है:
सूत्र में, ε कमरे के तापमान पर निष्क्रिय फिल्म की पारगम्यता है, 1230 के बराबर, ε0 निर्वात पारगम्यता है, 8.85 × 10-14 एफ/सेमी के बराबर, ई द्वितीयक चार्ज है (1.602 × 10-19 सी) ;एनडी एन-प्रकार अर्धचालक दाताओं का घनत्व है, सेमी-3, एनए पी-प्रकार अर्धचालक का स्वीकर्ता घनत्व है, सेमी-3 है, ईएफबी फ्लैट-बैंड क्षमता है, वी, के बोल्ट्ज़मैन का स्थिरांक है, 1.38 × 10-3 .23 जे/के, टी-तापमान, के.
फिट लाइन के ढलान और अवरोधन की गणना मापा एमएस वक्र, लागू एकाग्रता (एनडी), स्वीकृत एकाग्रता (एनए), और फ्लैट बैंड क्षमता (ईएफबी) 42 में एक रैखिक पृथक्करण को फिट करके की जा सकती है।
अंजीर पर.6 एक 2205 डीएसएस फिल्म की सतह परत के मॉट-शोटकी वक्र को दिखाता है जो 100 ग्राम/लीटर सीएल युक्त एक सिम्युलेटेड समाधान में बनाई गई है और 1 घंटे के लिए संभावित (-300 एमवी) पर सीओ2 से संतृप्त है।यह देखा जा सकता है कि विभिन्न तापमानों पर बनी सभी पतली-फिल्म परतों में n+p-प्रकार के द्विध्रुवी अर्धचालकों की विशेषताएं होती हैं।एन-प्रकार अर्धचालक में समाधान आयन चयनात्मकता होती है, जो स्टेनलेस स्टील के धनायनों को निष्क्रियता फिल्म के माध्यम से समाधान में फैलने से रोक सकती है, जबकि पी-प्रकार अर्धचालक में धनायन चयनात्मकता होती है, जो समाधान में संक्षारक आयनों को निष्क्रियता क्रॉसिंग से रोक सकती है। फिल्म आती है सब्सट्रेट की सतह पर 26 बाहर।यह भी देखा जा सकता है कि दो फिटिंग वक्रों के बीच एक सहज संक्रमण है, फिल्म एक फ्लैट बैंड स्थिति में है, और फ्लैट बैंड क्षमता ईएफबी का उपयोग अर्धचालक के ऊर्जा बैंड की स्थिति निर्धारित करने और इसके इलेक्ट्रोकेमिकल का मूल्यांकन करने के लिए किया जा सकता है स्थिरता43..
तालिका 5 में दिखाए गए एमसी वक्र फिटिंग परिणामों के अनुसार, आउटगोइंग एकाग्रता (एनडी) और प्राप्त एकाग्रता (एनए) और परिमाण के समान क्रम के फ्लैट बैंड संभावित ईएफबी 44 की गणना की गई थी।लागू वाहक धारा का घनत्व मुख्य रूप से अंतरिक्ष चार्ज परत में बिंदु दोष और निष्क्रिय फिल्म की पिटिंग क्षमता को दर्शाता है।लागू वाहक की सांद्रता जितनी अधिक होगी, फिल्म की परत उतनी ही आसानी से टूटेगी और सब्सट्रेट जंग की संभावना उतनी ही अधिक होगी45।इसके अलावा, समाधान के तापमान में क्रमिक वृद्धि के साथ, फिल्म परत में एनडी उत्सर्जक एकाग्रता 5.273×1020 सेमी-3 से बढ़कर 1.772×1022 सेमी-3 हो गई, और एनए मेजबान एकाग्रता 4.972×1021 से बढ़कर 4.592 हो गई। ×1023.सेमी - जैसा कि चित्र में दिखाया गया है।3, फ्लैट बैंड क्षमता 0.021 वी से बढ़कर 0.753 वी हो जाती है, समाधान में वाहकों की संख्या बढ़ जाती है, समाधान में आयनों के बीच प्रतिक्रिया तेज हो जाती है, और फिल्म परत की स्थिरता कम हो जाती है।जैसे-जैसे घोल का तापमान बढ़ता है, अनुमानित रेखा के ढलान का निरपेक्ष मान जितना छोटा होता है, घोल में वाहकों का घनत्व उतना अधिक होता है, आयनों के बीच प्रसार की दर उतनी ही अधिक होती है, और आयन रिक्तियों की संख्या उतनी ही अधिक होती है। फिल्म परत की सतह., जिससे धातु सब्सट्रेट, स्थिरता और संक्षारण प्रतिरोध 46,47 कम हो जाता है।
फिल्म की रासायनिक संरचना का धातु धनायनों की स्थिरता और अर्धचालकों के प्रदर्शन पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है, और तापमान में परिवर्तन का स्टेनलेस स्टील फिल्म के निर्माण पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है।अंजीर पर.चित्र 7 100 ग्राम/एल सीएल- और संतृप्त सीओ2 युक्त एक सिम्युलेटेड समाधान में 2205 डीएसएस फिल्म की सतह परत का पूरा एक्सपीएस स्पेक्ट्रम दिखाता है।विभिन्न तापमानों पर चिप्स द्वारा बनाई गई फिल्मों में मुख्य तत्व मूल रूप से समान होते हैं, और फिल्मों के मुख्य घटक Fe, Cr, Ni, Mo, O, N, और C हैं। इसलिए, फिल्म परत के मुख्य घटक Fe हैं , Cr, Ni, Mo, O, N और C. Cr ऑक्साइड, Fe ऑक्साइड और हाइड्रॉक्साइड और थोड़ी मात्रा में Ni और Mo ऑक्साइड वाला कंटेनर।
पूर्ण XPS 2205 DSS स्पेक्ट्रा विभिन्न तापमानों पर लिया गया।(ए) 30 डिग्री सेल्सियस, (बी) 45 डिग्री सेल्सियस, (सी) 60 डिग्री सेल्सियस, (डी) 75 डिग्री सेल्सियस।
फिल्म की मुख्य संरचना निष्क्रिय फिल्म में यौगिकों के थर्मोडायनामिक गुणों से संबंधित है।फिल्म परत में मुख्य तत्वों की बंधन ऊर्जा के अनुसार, तालिका में दिया गया है।6, यह देखा जा सकता है कि Cr2p3/2 की विशेषता वर्णक्रमीय चोटियों को धातु Cr0 (573.7 ± 0.2 eV), Cr2O3 (574.5 ± 0.3 eV), और Cr(OH)3 (575.4 ± 0. 1 eV) में विभाजित किया गया है। चित्र 8ए में दिखाया गया है, जिसमें सीआर तत्व द्वारा गठित ऑक्साइड फिल्म में मुख्य घटक है, जो फिल्म के संक्षारण प्रतिरोध और इसके विद्युत रासायनिक प्रदर्शन में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।फिल्म परत में Cr2O3 की सापेक्ष चरम तीव्रता Cr(OH)3 की तुलना में अधिक है।हालाँकि, जैसे-जैसे ठोस घोल का तापमान बढ़ता है, Cr2O3 का सापेक्ष शिखर धीरे-धीरे कमजोर होता जाता है, जबकि Cr(OH)3 का सापेक्ष शिखर धीरे-धीरे बढ़ता है, जो फिल्म परत में मुख्य Cr3+ के Cr2O3 से Cr(OH) में स्पष्ट परिवर्तन को इंगित करता है। 3, और घोल का तापमान बढ़ जाता है।
Fe2p3/2 के विशिष्ट स्पेक्ट्रम के शिखरों की बंधन ऊर्जा में मुख्य रूप से धात्विक अवस्था Fe0 (706.4 ± 0.2 eV), Fe3O4 (707.5 ± 0.2 eV), FeO (709.5 ± 0.1 eV) और FeOOH (713.1) के चार शिखर शामिल हैं। eV) ± 0.3 eV), जैसा कि चित्र 8बी में दिखाया गया है, Fe मुख्य रूप से Fe2+ और Fe3+ के रूप में बनी फिल्म में मौजूद है।FeO से Fe2+ निचले बाध्यकारी ऊर्जा शिखर पर Fe(II) पर हावी है, जबकि Fe3O4 और Fe(III) FeOOH यौगिक उच्च बंधन ऊर्जा शिखर48,49 पर हावी हैं।Fe3+ शिखर की सापेक्ष तीव्रता Fe2+ की तुलना में अधिक है, लेकिन Fe3+ शिखर की सापेक्ष तीव्रता बढ़ते समाधान तापमान के साथ कम हो जाती है, और Fe2+ शिखर की सापेक्ष तीव्रता बढ़ जाती है, जो फिल्म परत में मुख्य पदार्थ में बदलाव का संकेत देती है। घोल का तापमान बढ़ाने के लिए Fe3+ से Fe2+।
Mo3d5/2 की विशिष्ट वर्णक्रमीय चोटियों में मुख्य रूप से दो शिखर स्थितियाँ Mo3d5/2 और Mo3d3/243.50 शामिल हैं, जबकि Mo3d5/2 में धात्विक Mo (227.5 ± 0.3 eV), Mo4+ (228.9 ± 0.2 eV) और Mo6+ (229.4 ± 0.3 eV) शामिल हैं। ), जबकि Mo3d3/2 में धात्विक Mo (230.4 ± 0.1 eV), Mo4+ (231.5 ± 0.2 eV) और Mo6+ (232, 8 ± 0.1 eV) भी शामिल हैं, जैसा कि चित्र 8c में दिखाया गया है, इसलिए Mo तत्व तीन से अधिक वैलेंस में मौजूद हैं। फिल्म परत की स्थिति.Ni2p3/2 की विशिष्ट वर्णक्रमीय चोटियों की बंधन ऊर्जा क्रमशः Ni0 (852.4 ± 0.2 eV) और NiO (854.1 ± 0.2 eV) से बनी है, जैसा कि चित्र 8g में दिखाया गया है।विशेषता N1s शिखर में N (399.6 ± 0.3 eV) होता है, जैसा चित्र 8डी में दिखाया गया है।विशेषता O1s चोटियों में O2- (529.7 ± 0.2 eV), OH- (531.2 ± 0.2 eV) और H2O (531.8 ± 0.3 eV) शामिल हैं, जैसा कि चित्र में दिखाया गया है। फिल्म परत के मुख्य घटक हैं (OH- और O2 -) , जो मुख्य रूप से फिल्म परत में Cr और Fe के ऑक्सीकरण या हाइड्रोजन ऑक्सीकरण के लिए उपयोग किया जाता है।जैसे-जैसे तापमान 30°C से 75°C तक बढ़ा, OH- की सापेक्ष चरम तीव्रता में उल्लेखनीय वृद्धि हुई।इसलिए, तापमान में वृद्धि के साथ, फिल्म परत में O2- की मुख्य सामग्री संरचना O2- से OH- और O2- में बदल जाती है।
अंजीर पर.चित्र 9 100 ग्राम/एल सीएल- और संतृप्त सीओ2 युक्त मॉडल समाधान में गतिशील संभावित ध्रुवीकरण के बाद नमूना 2205 डीएसएस की सूक्ष्म सतह आकृति विज्ञान को दर्शाता है।यह देखा जा सकता है कि विभिन्न तापमानों पर ध्रुवीकृत नमूनों की सतह पर अलग-अलग डिग्री के संक्षारण गड्ढे होते हैं, यह आक्रामक आयनों के समाधान में होता है, और समाधान के तापमान में वृद्धि के साथ, अधिक गंभीर संक्षारण होता है नमूनों की सतह.सब्सट्रेट.प्रति इकाई क्षेत्र में गड्ढों की संख्या और संक्षारण केंद्रों की गहराई बढ़ जाती है।
100 ग्राम/लीटर सीएल- और संतृप्त सीओ2 युक्त मॉडल समाधानों में 2205 डीएसएस का संक्षारण वक्र विभिन्न तापमानों पर (ए) 30 डिग्री सेल्सियस, (बी) 45 डिग्री सेल्सियस, (सी) 60 डिग्री सेल्सियस, (डी) 75 डिग्री सेल्सियस सी।
इसलिए, तापमान में वृद्धि से डीएसएस के प्रत्येक घटक की गतिविधि में वृद्धि होगी, साथ ही आक्रामक वातावरण में आक्रामक आयनों की गतिविधि में वृद्धि होगी, जिससे नमूना सतह को कुछ हद तक नुकसान होगा, जिससे पिटिंग गतिविधि में वृद्धि होगी।, और संक्षारण गड्ढों का निर्माण बढ़ जाएगा।उत्पाद निर्माण की दर बढ़ जाएगी और सामग्री का संक्षारण प्रतिरोध कम हो जाएगा51,52,53,54,55।
अंजीर पर.10 अल्ट्रा हाई डेप्थ ऑफ फील्ड ऑप्टिकल डिजिटल माइक्रोस्कोप के साथ ध्रुवीकृत 2205 डीएसएस नमूने की आकृति विज्ञान और गड्ढे की गहराई को दर्शाता है।अंजीर से.10ए से पता चलता है कि बड़े गड्ढों के आसपास छोटे संक्षारण गड्ढे भी दिखाई देते हैं, जो दर्शाता है कि नमूना सतह पर निष्क्रिय फिल्म किसी दिए गए वर्तमान घनत्व पर संक्षारण गड्ढों के गठन के साथ आंशिक रूप से नष्ट हो गई थी, और अधिकतम गड्ढे की गहराई 12.9 µm थी।जैसा कि चित्र 10बी में दिखाया गया है।
डीएसएस बेहतर संक्षारण प्रतिरोध दिखाता है, मुख्य कारण यह है कि स्टील की सतह पर बनी फिल्म समाधान में अच्छी तरह से संरक्षित है, मॉट-शोट्की, उपरोक्त एक्सपीएस परिणामों और संबंधित साहित्य 13,56,57,58 के अनुसार, फिल्म मुख्य रूप से निम्नलिखित से गुजरता है यह Fe और Cr के ऑक्सीकरण की प्रक्रिया है।
Fe2+ फिल्म और समाधान के बीच इंटरफ़ेस 53 पर आसानी से घुल जाता है और अवक्षेपित हो जाता है, और कैथोडिक प्रतिक्रिया प्रक्रिया इस प्रकार है:
संक्षारणित अवस्था में, एक दो-परत संरचनात्मक फिल्म बनती है, जिसमें मुख्य रूप से लोहे और क्रोमियम ऑक्साइड की एक आंतरिक परत और एक बाहरी हाइड्रॉक्साइड परत होती है, और आयन आमतौर पर फिल्म के छिद्रों में बढ़ते हैं।निष्क्रिय फिल्म की रासायनिक संरचना इसके अर्धचालक गुणों से संबंधित है, जैसा कि मॉट-शोट्की वक्र से प्रमाणित है, यह दर्शाता है कि निष्क्रिय फिल्म की संरचना एन+पी-प्रकार है और इसमें द्विध्रुवी विशेषताएं हैं।एक्सपीएस परिणामों से पता चलता है कि निष्क्रिय फिल्म की बाहरी परत मुख्य रूप से एन-प्रकार अर्धचालक गुणों को प्रदर्शित करने वाले Fe ऑक्साइड और हाइड्रॉक्साइड से बनी है, और आंतरिक परत मुख्य रूप से सीआर ऑक्साइड और हाइड्रॉक्साइड से बनी है जो पी-प्रकार अर्धचालक गुणों को प्रदर्शित करती है।
2205 डीएसएस में इसकी उच्च सीआर17.54 सामग्री के कारण उच्च प्रतिरोधकता है और डुप्लेक्स संरचनाओं के बीच सूक्ष्म गैल्वेनिक संक्षारण55 के कारण गड्ढे की अलग-अलग डिग्री प्रदर्शित होती है।पिटिंग संक्षारण डीएसएस में संक्षारण के सबसे आम प्रकारों में से एक है, और तापमान पिटिंग संक्षारण के व्यवहार को प्रभावित करने वाले महत्वपूर्ण कारकों में से एक है और डीएसएस प्रतिक्रिया 60,61 की थर्मोडायनामिक और गतिज प्रक्रियाओं पर प्रभाव डालता है।आमतौर पर, सीएल- और संतृप्त CO2 की उच्च सांद्रता वाले सिम्युलेटेड समाधान में, तापमान तनाव संक्षारण क्रैकिंग के तहत तनाव संक्षारण क्रैकिंग के दौरान गड्ढों के गठन और दरारों की शुरुआत को भी प्रभावित करता है, और गड्ढों के महत्वपूर्ण तापमान का मूल्यांकन करने के लिए निर्धारित किया जाता है संक्षारण प्रतिरोध.डीएसएस.सामग्री, जो तापमान के प्रति धातु मैट्रिक्स की संवेदनशीलता को दर्शाती है, आमतौर पर इंजीनियरिंग अनुप्रयोगों में सामग्री चयन में एक महत्वपूर्ण संदर्भ के रूप में उपयोग की जाती है।सिम्युलेटेड समाधान में 2205 डीएसएस का औसत महत्वपूर्ण पिटिंग तापमान 66.9 डिग्री सेल्सियस है, जो 3.5% NaCl के साथ सुपर 13 सीआर स्टेनलेस स्टील की तुलना में 25.6 डिग्री सेल्सियस अधिक है, लेकिन अधिकतम पिटिंग गहराई 12.9 µm62 तक पहुंच गई है।इलेक्ट्रोकेमिकल परिणामों ने आगे पुष्टि की कि बढ़ते तापमान के साथ चरण कोण और आवृत्ति के क्षैतिज क्षेत्र संकीर्ण हो जाते हैं, और जैसे ही चरण कोण 79° से घटकर 58° हो जाता है, |Z|1.26×104 से घटकर 1.58×103 Ω सेमी2 हो जाता है।चार्ज ट्रांसफर प्रतिरोध आरसीटी 2.958 1014 से घटकर 2.541 103 Ω सेमी 2 हो गया, समाधान प्रतिरोध रु 2.953 से घटकर 2.469 Ω सेमी 2 हो गया, फिल्म प्रतिरोध आरएफ 5.430 10-4 सेमी 2 से घटकर 1.147 10-3 सेमी 2 हो गया।आक्रामक समाधान की चालकता बढ़ जाती है, धातु मैट्रिक्स फिल्म परत की स्थिरता कम हो जाती है, यह आसानी से घुल जाती है और टूट जाती है।स्व-संक्षारण वर्तमान घनत्व 1.482 से बढ़कर 2.893×10-6 ए सेमी-2 हो गया, और स्व-संक्षारण क्षमता -0.532 से घटकर -0.621V हो गई।यह देखा जा सकता है कि तापमान में परिवर्तन फिल्म परत की अखंडता और घनत्व को प्रभावित करता है।
इसके विपरीत, सीएल- की एक उच्च सांद्रता और सीओ 2 का एक संतृप्त समाधान बढ़ते तापमान के साथ निष्क्रिय फिल्म की सतह पर सीएल- की सोखने की क्षमता को धीरे-धीरे बढ़ाता है, निष्क्रिय फिल्म की स्थिरता अस्थिर हो जाती है, और पर सुरक्षात्मक प्रभाव पड़ता है। सब्सट्रेट कमजोर हो जाता है और गड्ढों की संभावना बढ़ जाती है।इस मामले में, समाधान में संक्षारक आयनों की गतिविधि बढ़ जाती है, ऑक्सीजन की मात्रा कम हो जाती है, और संक्षारक सामग्री की सतह फिल्म को जल्दी से ठीक करना मुश्किल होता है, जो सतह पर संक्षारक आयनों के आगे सोखने के लिए अधिक अनुकूल परिस्थितियां बनाता है।सामग्री में कमी63.रॉबिन्सन एट अल.[64] ने दिखाया कि घोल के तापमान में वृद्धि के साथ, गड्ढों की वृद्धि दर तेज हो जाती है, और घोल में आयनों के प्रसार की दर भी बढ़ जाती है।जब तापमान 65 डिग्री सेल्सियस तक बढ़ जाता है, तो सीएल-आयनों वाले घोल में ऑक्सीजन का विघटन कैथोडिक प्रतिक्रिया प्रक्रिया को धीमा कर देता है, गड्ढे की दर कम हो जाती है।हान20 ने CO2 वातावरण में 2205 डुप्लेक्स स्टेनलेस स्टील के संक्षारण व्यवहार पर तापमान के प्रभाव की जांच की।परिणामों से पता चला कि तापमान में वृद्धि से संक्षारण उत्पादों की मात्रा और सामग्री की सतह पर सिकुड़न गुहाओं का क्षेत्र बढ़ गया।इसी प्रकार, जब तापमान 150 डिग्री सेल्सियस तक बढ़ जाता है, तो सतह पर ऑक्साइड फिल्म टूट जाती है, और गड्ढों का घनत्व सबसे अधिक होता है।Lu4 ने CO2 युक्त भू-तापीय वातावरण में निष्क्रियता से सक्रियण तक 2205 डुप्लेक्स स्टेनलेस स्टील के संक्षारण व्यवहार पर तापमान के प्रभाव की जांच की।उनके परिणाम बताते हैं कि 150 डिग्री सेल्सियस से नीचे के परीक्षण तापमान पर, गठित फिल्म में एक विशिष्ट अनाकार संरचना होती है, और आंतरिक इंटरफ़ेस में एक निकल-समृद्ध परत होती है, और 300 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर, परिणामी संक्षारण उत्पाद में एक नैनोस्केल संरचना होती है .-पॉलीक्रिस्टलाइन FeCr2O4, CrOOH और NiFe2O4।
अंजीर पर.11 2205 डीएसएस के संक्षारण और फिल्म निर्माण प्रक्रिया का एक आरेख है।उपयोग से पहले, 2205 डीएसएस वातावरण में एक निष्क्रिय फिल्म बनाता है।ऐसे वातावरण में विसर्जित होने के बाद जो सीएल- और सीओ 2 की उच्च सामग्री वाले समाधान युक्त समाधान का अनुकरण करता है, इसकी सतह जल्दी से विभिन्न आक्रामक आयनों (सीएल-, सीओ 32-, आदि) से घिर जाती है।).जे. बनास 65 इस निष्कर्ष पर पहुंचे कि ऐसे वातावरण में जहां CO2 एक साथ मौजूद है, सामग्री की सतह पर निष्क्रिय फिल्म की स्थिरता समय के साथ कम हो जाएगी, और गठित कार्बोनिक एसिड निष्क्रिय में आयनों की चालकता को बढ़ा देता है। परत।निष्क्रिय फिल्म में फिल्म और आयनों के विघटन का त्वरण।निष्क्रिय फिल्म.इस प्रकार, नमूना सतह पर फिल्म परत विघटन और पुनर्सक्रियण के एक गतिशील संतुलन चरण में है66, सीएल- सतह फिल्म परत के गठन की दर को कम कर देता है, और फिल्म की सतह के निकटवर्ती क्षेत्र पर छोटे गड्ढे दिखाई देते हैं, जैसे चित्र 3 में दिखाया गया है। दिखाएँ।जैसा कि चित्र 11ए और बी में दिखाया गया है, छोटे अस्थिर संक्षारण गड्ढे एक ही समय में दिखाई देते हैं।जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, फिल्म परत पर समाधान में संक्षारक आयनों की गतिविधि बढ़ जाती है, और छोटे अस्थिर गड्ढों की गहराई तब तक बढ़ जाती है जब तक कि फिल्म परत पूरी तरह से पारदर्शी द्वारा प्रवेश नहीं कर जाती, जैसा कि चित्र 11 सी में दिखाया गया है।घुलने वाले माध्यम के तापमान में और वृद्धि के साथ, घोल में घुले हुए CO2 की मात्रा में तेजी आती है, जिससे घोल के पीएच मान में कमी आती है, एसपीपी सतह पर सबसे छोटे अस्थिर संक्षारण गड्ढों के घनत्व में वृद्धि होती है। , प्रारंभिक संक्षारण गड्ढों की गहराई फैलती और गहरी होती है, और नमूना सतह पर निष्क्रिय फिल्म की मोटाई कम हो जाती है, निष्क्रिय फिल्म में गड्ढे होने का खतरा अधिक हो जाता है जैसा कि चित्र 11 डी में दिखाया गया है।और इलेक्ट्रोकेमिकल परिणामों ने अतिरिक्त रूप से पुष्टि की कि तापमान में परिवर्तन का फिल्म की अखंडता और घनत्व पर एक निश्चित प्रभाव पड़ता है।इस प्रकार, यह देखा जा सकता है कि सीएल- की उच्च सांद्रता वाले CO2 से संतृप्त समाधानों में संक्षारण, सीएल-67,68 की कम सांद्रता वाले समाधानों में संक्षारण से काफी अलग है।
एक नई फिल्म के निर्माण और विनाश के साथ संक्षारण प्रक्रिया 2205 डीएसएस।(ए) प्रक्रिया 1, (बी) प्रक्रिया 2, (सी) प्रक्रिया 3, (डी) प्रक्रिया 4।
100 ग्राम/लीटर सीएल- और संतृप्त सीओ2 युक्त सिम्युलेटेड समाधान में 2205 डीएसएस का औसत महत्वपूर्ण पिटिंग तापमान 66.9 ℃ है, और अधिकतम पिटिंग गहराई 12.9 µm है, जो 2205 डीएसएस के संक्षारण प्रतिरोध को कम करता है और पिटिंग के प्रति संवेदनशीलता को बढ़ाता है।तापमान में वृद्धि.
पोस्ट करने का समय: फरवरी-16-2023