Effetto del diametro del tubo sul comportamento elettrochimico di 304 Tubi in acciaio inossidabile nell'acqua del rubinetto

introduzione

L'acciaio inossidabile trova largo impiego nelle reti di distribuzione dell'acqua potabile ed è normalmente resistente corrosione grazie alla sua pellicola di ossido di cromo. tuttavia, i tubi di diametro inferiore possono presentare comportamenti elettrochimici alterati che influiscono sull'integrità a lungo termine a seconda delle limitazioni del trasporto di massa. Questo articolo analizza l'influenza del diametro del tubo sul tipo 304 suscettibilità alla corrosione dell'acciaio inossidabile se esposto all'acqua del rubinetto tramite polarizzazione potenziodinamica e spettroscopia di impedenza elettrochimica.

Metodologia sperimentale

I campioni di prova sono stati lavorati da ricotto 304 barre di acciaio inossidabile in tubi cilindrici di 5, 10, 20 e diametri interni di 40 mm per valutare gli effetti del diametro. I campioni sono stati lucidati 1200 finitura granigliata, immerso in acqua di rubinetto a temperatura ambiente, e una configurazione in situ energizzata utilizzava un elettrodo a calomelano saturo (SCE) e controelettrodo a rete di platino. Scansioni potenziodinamiche che vanno -1 a 1VSCE ha valutato il comportamento attivo/passivo con una velocità di scansione di 0,5 mVs-1. Spettri di impedenza elettrochimica (EIS) da 100kHz a 10mHz sotto -0.2VSCE ha fatto luce sui meccanismi di corrosione.

Risultati potenziodinamici

Figura 1 illustra le curve di polarizzazione per diversi diametri di tubo. Mentre le densità di corrente passive sono rimaste di ordine di grandezza simile, il potenziale di protezione per il tubo da 40 mm era -0.25 VSCE contro -0.45, -0.40 e -0.38 VSCE per 20, 10 e 5 mm di diametro rispettivamente. Impedenze di diffusione maggiori accompagnavano anche tubi più piccoli durante la dissoluzione attiva. Ciò indica che un ostacolo al trasporto di massa in fori più stretti porta a una ripassivazione meno nobile e a una maggiore suscettibilità alla corrosione.

Risultati dell'impedenza elettrochimica

Misurazioni EIS in figura 2 raffigurano l'elemento di fase costante (CPE) curve adattate correlate alle proprietà elettriche del doppio strato. L'andamento del diametro mostra grandezze di impedenza crescenti da 40 a tubi da 5 mm poiché la resistenza al trasferimento di carica è diminuita da 30 A 15 kΩ per superfici interne più piccole. È stato evidenziato un periodo di incubazione con vaiolatura 1 giorno di esposizione solo per il tubo da 40mm. I risultati complessivi supportano una ridotta protezione dalla corrosione in regimi di flusso laminare sottile all’interno di tubazioni di diametro più stretto.

Discussione e conclusioni

In sintesi, gli esperimenti presentati lo dimostrano genere 304 tubo di acciaio inossidabile Il diametro influenza in modo misurabile la cinetica elettrochimica e i meccanismi di protezione dalla corrosione nell’acqua di rubinetto non deaerata. Gli interni dei tubi più piccoli subiscono un inibizione del trasferimento di massa, migliorando la dissoluzione attiva e ritardando la guarigione del film di crominanza. Questi effetti sono attribuiti a spessori più sottili dello strato di diffusione che confinano i tassi di migrazione degli elementi. Per una resistenza ottimale alla corrosione nelle infrastrutture delle tubazioni, i criteri di progettazione del diametro minimo più grande evitano il degrado localizzato della tipologia 304 inossidabile, potenzialmente compromettendo l'integrità strutturale a lungo termine.