Effet du diamètre du tuyau sur le comportement électrochimique du 304 Tuyaux en acier inoxydable dans l'eau du robinet

introduction

L'acier inoxydable est largement utilisé dans les réseaux de distribution de canalisations d'eau potable et est normalement résistant aux corrosion grâce à son film d'oxyde de chrome. toutefois, les tuyaux de plus petit diamètre peuvent présenter des comportements électrochimiques modifiés affectant leur intégrité à long terme en fonction des limitations du transport de masse. Cet article étudie l'influence du diamètre du tuyau sur le type 304 sensibilité à la corrosion de l'acier inoxydable lorsqu'il est exposé à l'eau du robinet via une polarisation potentiodynamique et une spectroscopie d'impédance électrochimique.

Méthodologie expérimentale

Les échantillons d'essai ont été usinés à partir de matériaux recuits 304 barres d'acier inoxydable dans des tuyaux cylindriques de 5, 10, 20 et diamètres internes de 40 mm pour évaluer les effets du diamètre. Les échantillons ont été polis pour 1200 finition granuleuse, immergé dans l'eau du robinet à température ambiante, et une configuration in situ sous tension utilisait une électrode de calomel saturée (SCE) et contre-électrode en maille de platine. Analyses potentiodynamiques allant -1 à 1VSCE évalué le comportement actif/passif à une vitesse de balayage de 0,5 mVs-1. Spectres d'impédance électrochimique (EIE) de 100kHz à 10mHz sous -0.2Le VSCE met en lumière les mécanismes de corrosion.

Résultats potentiodynamiques

Chiffre 1 représente les courbes de polarisation pour différents diamètres de tuyaux. Alors que les densités de courant passif sont restées d'un ordre de grandeur similaire, le potentiel de protection du tuyau de 40 mm était -0.25 VSCE contre -0.45, -0.40 et -0.38 VSCE pour 20, 10 et 5 mm de diamètre respectivement. Des impédances de diffusion plus grandes accompagnaient également des tuyaux plus petits lors de la dissolution active. Cela indique qu'un obstacle au transport de masse dans des alésages plus étroits conduit à une repassivation moins noble et à une susceptibilité plus élevée à la corrosion..

Résultats d'impédance électrochimique

Mesures EIS dans la figure 2 représenter un élément à phase constante (CPE) courbes ajustées corrélées aux propriétés électriques de la double couche. La tendance du diamètre montre des amplitudes d'impédance croissantes à partir de 40 à des tuyaux de 5 mm à mesure que la résistance au transfert de charge diminuait de 30 à 15 kΩ pour les petites surfaces intérieures. Une période d'incubation par piqûres a été mise en évidence au-delà 1 jour d'exposition uniquement pour le tuyau de 40 mm. Les résultats globaux soutiennent une protection réduite contre la corrosion dans les régimes d'écoulement laminaire mince au sein de canalisations de diamètre plus étroit..

Discussion et conclusions

En résumé, les expériences présentées démontrent type 304 tuyau en acier inoxydable le diamètre influence de manière mesurable la cinétique électrochimique et les mécanismes de protection contre la corrosion dans l'eau du robinet non désaérée. Les intérieurs de tuyaux plus petits subissent un transfert de masse inhibé, améliorant la dissolution active et retardant la cicatrisation du film de chrome.. Ces effets sont attribués à des épaisseurs de couche de diffusion plus minces limitant les taux de migration des éléments.. Pour une résistance optimale à la corrosion dans les infrastructures de tuyauterie, des critères de conception de diamètre minimum plus grands évitent une dégradation localisée du type 304 l'acier inoxydable compromettant potentiellement l'intégrité structurelle à long terme.