Kesan Diameter Paip terhadap Kelakuan Elektrokimia 304 Paip Keluli Tahan Karat dalam Air Paip

pengenalan

Keluli tahan karat didapati digunakan secara meluas dalam rangkaian pengedaran paip untuk air boleh diminum dan biasanya tahan terhadap kakisan disebabkan oleh filem kromium oksidanya. Walau bagaimanapun, paip diameter yang lebih kecil mungkin mengalami kelakuan elektrokimia yang diubah yang menjejaskan integriti jangka panjang bergantung pada had pengangkutan massa. Kertas kerja ini menyiasat pengaruh diameter paip pada jenis 304 kerentanan kakisan keluli tahan karat apabila terdedah kepada air paip melalui polarisasi potensiodinamik dan spektroskopi impedans elektrokimia.

Metodologi Eksperimen

Sampel ujian dimesin daripada anil 304 bar keluli tahan karat ke dalam paip silinder daripada 5, 10, 20 dan diameter dalaman 40mm untuk menilai kesan diameter. Sampel telah digilap untuk 1200 kemasan pasir, direndam dalam air paip pada suhu bilik, dan persediaan in situ yang bertenaga menggunakan elektrod calomel tepu (SCE) dan elektrod pembilang mesh platinum. Imbasan potensiodinamik berjulat -1 kepada 1VSCE menilai tingkah laku aktif/pasif pada kadar imbasan 0.5mVs-1. Spektrum impedans elektrokimia (EIS) dari 100kHz hingga 10mHz di bawah -0.2VSCE memberi penerangan tentang mekanisme kakisan.

Keputusan Potensiodinamik

Rajah 1 menggambarkan lengkung polarisasi untuk diameter paip yang berbeza-beza. Manakala ketumpatan arus pasif kekal susunan magnitud yang sama, potensi perlindungan untuk paip 40mm adalah -0.25 VSCE berbanding -0.45, -0.40 dan -0.38 VSCE untuk 20, 10 dan diameter 5mm masing-masing. Impedans serakan yang lebih besar turut mengiringi paip yang lebih kecil semasa pembubaran aktif. Ini menunjukkan halangan pengangkutan jisim dalam lubang yang lebih sempit membawa kepada pemapasian semula yang kurang mulia dan kerentanan kakisan yang lebih tinggi.

Keputusan Impedans Elektrokimia

Pengukuran EIS dalam Rajah 2 menggambarkan elemen fasa malar (CPE) lengkung yang dipasang berkait dengan sifat lapisan dua elektrik. Trend diameter menunjukkan peningkatan magnitud impedans daripada 40 kepada paip 5mm apabila rintangan pemindahan cas berkurangan daripada 30 kepada 15 kΩ untuk permukaan dalaman yang lebih kecil. Tempoh pengeraman pitting telah dibuktikan lalu 1 hari pendedahan hanya untuk paip 40mm. Keputusan keseluruhan menyokong perlindungan kakisan yang dikurangkan dalam rejim aliran laminar nipis dalam kerja paip diameter yang lebih sempit.

Perbincangan dan Kesimpulan

dalam ringkasan, eksperimen yang dibentangkan menunjukkan jenis 304 paip keluli tahan karat diameter boleh diukur mempengaruhi kinetik elektrokimia dan mekanisme perlindungan kakisan dalam air paip yang tidak dinyahair. Bahagian dalaman paip yang lebih kecil mengalami pemindahan jisim yang terhalang meningkatkan pembubaran aktif dan melambatkan penyembuhan filem chromia. Kesan ini dikaitkan dengan ketebalan lapisan resapan yang lebih nipis yang mengehadkan kadar penghijrahan unsur. Untuk rintangan kakisan yang optimum dalam infrastruktur perpaipan, kriteria reka bentuk diameter minimum yang lebih besar mengelakkan degradasi setempat dalam jenis 304 tahan karat berpotensi menjejaskan integriti struktur jangka panjang.