تأثير قطر الأنبوب على السلوك الكهروكيميائي 304 أنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ في مياه الصنبور

مقدمة

يتم استخدام الفولاذ المقاوم للصدأ على نطاق واسع في شبكات توزيع الأنابيب لمياه الشرب وهو عادة مقاوم تآكل بسبب فيلم أكسيد الكروم. ومع ذلك, قد تواجه الأنابيب ذات القطر الأصغر سلوكيات كهروكيميائية متغيرة تؤثر على السلامة طويلة المدى اعتمادًا على قيود النقل الجماعي. يبحث هذا البحث في تأثير قطر الأنبوب على النوع 304 قابلية تآكل الفولاذ المقاوم للصدأ عند تعرضه لمياه الصنبور عن طريق الاستقطاب الديناميكي الديناميكي والتحليل الطيفي للمقاومة الكهروكيميائية.

المنهجية التجريبية

تم تشكيل عينات الاختبار من الصلب 304 قضبان الفولاذ المقاوم للصدأ في أنابيب أسطوانية 5, 10, 20 وأقطار داخلية 40 مم لتقييم تأثيرات القطر. تم صقل العينات إلى 1200 الانتهاء من حصى, مغمورة في ماء الصنبور في درجة حرارة الغرفة, واستخدم الإعداد النشط في الموقع قطبًا مشبعًا من الكالوميل (SCE) والقطب المضاد لشبكة البلاتين. تتراوح عمليات المسح الديناميكية المحتملة -1 إلى 1VSCE قام بتقييم السلوك النشط/السلبي بمعدل مسح قدره 0.5mVs-1. أطياف المعاوقة الكهروكيميائية (EIS) من 100 كيلو هرتز إلى 10 ميجا هرتز تحت -0.2يلقي VSCE الضوء على آليات التآكل.

النتائج الديناميكية المحتملة

في حين أن 1 يصور منحنيات الاستقطاب لأقطار الأنابيب المختلفة. في حين ظلت كثافات التيار السلبي مماثلة من حيث الحجم, كانت إمكانات الحماية للأنبوب 40 مم -0.25 VSCE مقابل -0.45, -0.40 و -0.38 VSCE ل 20, 10 وقطر 5 ملم على التوالي. كما رافقت ممانعات التشتت الأكبر أنابيب أصغر أثناء الذوبان النشط. يشير هذا إلى أن عائق النقل الجماعي في التجاويف الضيقة يؤدي إلى إعادة تثبيط أقل نبلًا وقابلية أعلى للتآكل.

نتائج المعاوقة الكهروكيميائية

قياسات EIS في الشكل 2 تصور عنصر المرحلة الثابتة (CPE) المنحنيات المجهزة المرتبطة بخصائص الطبقة المزدوجة الكهربائية. يُظهر اتجاه القطر زيادة في مقادير المعاوقة من 40 إلى أنابيب 5 مم مع انخفاض مقاومة نقل الشحنة من 30 إلى 15 kΩ للأسطح الداخلية الأصغر. تم إثبات فترة حضانة تأليب في الماضي 1 يوم التعرض فقط للأنبوب 40 مم. تدعم النتائج الإجمالية تقليل الحماية من التآكل في أنظمة التدفق الصفحي الرقيق داخل أنابيب ذات قطر أضيق.

المناقشة والاستنتاجات

باختصار, تثبت التجارب المقدمة يكتب 304 انبوب مقاوم للصدأ يؤثر القطر بشكل ملموس على الحركية الكهروكيميائية وآليات الحماية من التآكل في مياه الصنبور غير المنزوعة الهواء. تجربة الأجزاء الداخلية للأنابيب الأصغر تمنع النقل الجماعي مما يعزز الذوبان النشط ويؤخر شفاء طبقة الكروميا. تُعزى هذه التأثيرات إلى سماكة طبقة الانتشار الرقيقة التي تحد من معدلات هجرة العناصر. للحصول على مقاومة مثالية للتآكل في البنية التحتية للأنابيب, معايير تصميم الحد الأدنى للقطر الأكبر تتجنب التدهور الموضعي في النوع 304 غير القابل للصدأ يحتمل أن يضر بالسلامة الهيكلية على المدى الطويل.