Շնորհակալություն Nature.com այցելելու համար:Դուք օգտագործում եք զննարկչի տարբերակ՝ CSS-ի սահմանափակ աջակցությամբ:Լավագույն փորձի համար խորհուրդ ենք տալիս օգտագործել թարմացված դիտարկիչ (կամ անջատել Համատեղելիության ռեժիմը Internet Explorer-ում):Բացի այդ, շարունակական աջակցություն ապահովելու համար մենք կայքը ցուցադրում ենք առանց ոճերի և JavaScript-ի:
Ցուցադրում է միանգամից երեք սլայդներից բաղկացած կարուսել:Օգտագործեք «Նախորդ» և «Հաջորդ» կոճակները՝ միաժամանակ երեք սլայդներով շարժվելու համար, կամ օգտագործեք վերջում գտնվող սլայդերի կոճակները՝ միաժամանակ երեք սլայդների միջով անցնելու համար:
Duplex 2205 չժանգոտվող պողպատը (DSS) ունի լավ կոռոզիոն դիմադրություն իր բնորոշ երկակի կառուցվածքի պատճառով, սակայն CO2 պարունակող նավթի և գազի ավելի կոշտ միջավայրը հանգեցնում է կոռոզիայի տարբեր աստիճանների, հատկապես փոսերի, ինչը լրջորեն սպառնում է նավթի և բնական անվտանգությանն ու հուսալիությանը: գազի կիրառություններ.գազի մշակում.Այս աշխատանքում օգտագործվում են ընկղման թեստ և էլեկտրաքիմիական թեստ՝ լազերային կոնֆոկալ մանրադիտակի և ռենտգենյան ֆոտոէլեկտրոնային սպեկտրոսկոպիայի հետ համատեղ:Արդյունքները ցույց են տվել, որ միջին կրիտիկական ջերմաստիճանը 2205 DSS փոսերի համար եղել է 66,9 °C:Երբ ջերմաստիճանը 66,9℃-ից բարձր է, փոսերի քայքայման պոտենցիալը, պասիվացման միջակայքը և ինքնակոռոզիոն ներուժը կրճատվում են, չափի պասիվացման հոսանքի խտությունը մեծանում է, և փոսերի զգայունությունը մեծանում է:Ջերմաստիճանի հետագա բարձրացմամբ, 2205 DSS հզոր աղեղի շառավիղը նվազում է, աստիճանաբար նվազում է մակերեսային դիմադրությունը և լիցքի փոխանցման դիմադրությունը, ինչպես նաև n + p-երկբևեռ բնութագրերով արտադրանքի ֆիլմի շերտում դոնոր և ընդունող կրիչների խտությունը: մեծանում է, թաղանթի ներքին շերտում Cr օքսիդների պարունակությունը նվազում է, արտաքին շերտում մեծանում է Fe օքսիդների պարունակությունը, թաղանթի շերտի տարրալուծումը մեծանում է, կայունությունը նվազում է, փոսերի քանակը և ծակոտիների չափը մեծանում են։
Տնտեսական և սոցիալական արագ զարգացման և սոցիալական առաջընթացի համատեքստում նավթի և գազի պաշարների պահանջարկը շարունակում է աճել՝ ստիպելով նավթի և գազի զարգացմանը աստիճանաբար տեղափոխվել դեպի հարավ-արևմտյան և օֆշորային տարածքներ՝ ավելի ծանր պայմաններով և շրջակա միջավայրով, ուստի շահագործման պայմանները. downhole խողովակները դառնում են ավելի ու ավելի դաժան..Վատթարացում 1,2,3.Նավթի և գազի հետախուզման ոլորտում, երբ արտադրված հեղուկում CO2 4-ի և աղի և քլորի 5, 6 պարունակության աճը, սովորական 7 ածխածնային պողպատից խողովակը ենթարկվում է լուրջ կոռոզիայի, նույնիսկ եթե կոռոզիայի արգելակիչները մղվում են խողովակաշարի մեջ, կոռոզիան չի կարող արդյունավետ կերպով ճնշվել պողպատն այլևս չի կարող բավարարել երկարատև շահագործման պահանջները կոշտ քայքայիչ CO28,9,10 միջավայրերում:Հետազոտողները դիմել են դուպլեքս չժանգոտվող պողպատների (DSS) ավելի լավ կոռոզիոն դիմադրությամբ:2205 DSS, ֆերիտի և ավստենիտի պարունակությունը պողպատում մոտ 50%, ունի գերազանց մեխանիկական հատկություններ և կոռոզիոն դիմադրություն, մակերեսի պասիվացման թաղանթը խիտ է, ունի հիանալի միատեսակ կոռոզիոն դիմադրություն, գինը ցածր է, քան նիկելի վրա հիմնված համաձուլվածքները 11 , 12. Այսպիսով, 2205 DSS-ը սովորաբար օգտագործվում է որպես ճնշման անոթ քայքայիչ միջավայրում, նավթահորի պատյան քայքայիչ CO2 միջավայրում, ջրի սառեցնող սարք ծովային նավթի և քիմիական դաշտերում խտացման համակարգի համար 13, 14, 15, բայց 2205 DSS-ը կարող է նաև ունենալ քայքայիչ պերֆորացիա։ ծառայության մեջ։
Ներկայումս CO2- և Cl-pitting կոռոզիայից 2205 DSS-ի բազմաթիվ ուսումնասիրություններ են իրականացվել երկրում և արտերկրում [16,17,18]:Ebrahimi19-ը պարզել է, որ NaCl լուծույթին կալիումի երկքրոմատի աղ ավելացնելը կարող է արգելակել 2205 DSS փոսը, իսկ կալիումի դիքրոմատի կոնցենտրացիայի ավելացումը մեծացնում է 2205 DSS փոսերի կրիտիկական ջերմաստիճանը:Այնուամենայնիվ, 2205 DSS-ի փոսային ներուժը մեծանում է կալիումի դիքրոմատում NaCl-ի որոշակի կոնցենտրացիայի ավելացման պատճառով և նվազում է NaCl-ի կոնցենտրացիայի ավելացման հետ:Han20-ը ցույց է տալիս, որ 30-ից 120°C ջերմաստիճանում 2205 DSS պասիվացնող ֆիլմի կառուցվածքը Cr2O3 ներքին շերտի, FeO արտաքին շերտի և հարուստ Cr-ի խառնուրդ է;երբ ջերմաստիճանը բարձրանում է մինչև 150 °C, պասիվացման թաղանթը լուծվում է:, ներքին կառուցվածքը փոխվում է Cr2O3-ի և Cr(OH)3-ի, իսկ արտաքին շերտը՝ Fe(II,III) օքսիդի և Fe(III) հիդրօքսիդի։Peguet21-ը պարզել է, որ S2205 չժանգոտվող պողպատի անշարժ փոսը NaCl լուծույթում սովորաբար տեղի է ունենում ոչ թե կրիտիկական բացման ջերմաստիճանից (CPT), այլ փոխակերպման ջերմաստիճանի միջակայքում (TTI):Thiadi22-ը եզրակացրեց, որ NaCl-ի կոնցենտրացիան մեծանալով, S2205 DSS-ի կոռոզիոն դիմադրությունը զգալիորեն նվազում է, և որքան բացասական է կիրառվող ներուժը, այնքան ավելի վատ է նյութի կոռոզիոն դիմադրությունը:
Այս հոդվածում դինամիկ պոտենցիալ սկանավորումը, դիմադրողականության սպեկտրոսկոպիան, հաստատուն պոտենցիալը, Մոտ-Շոտկի կորը և օպտիկական էլեկտրոնային մանրադիտակը օգտագործվել են՝ ուսումնասիրելու բարձր աղիության, Cl–ի բարձր կոնցենտրացիայի և ջերմաստիճանի ազդեցությունը 2205 DSS-ի կոռոզիոն վարքի վրա:և ֆոտոէլեկտրոնային սպեկտրոսկոպիա, որն ապահովում է 2205 DSS-ի անվտանգ շահագործման տեսական հիմքը CO2 պարունակող նավթային և գազային միջավայրերում:
Փորձարկման նյութը ընտրված է լուծույթով մշակված պողպատից 2205 DSS (պողպատի դասարան 110ksi), իսկ հիմնական քիմիական բաղադրությունը ներկայացված է Աղյուսակ 1-ում:
Էլեկտրաքիմիական նմուշի չափը 10 մմ × 10 մմ × 5 մմ է, այն մաքրվում է ացետոնով յուղը և բացարձակ էթանոլը հեռացնելու համար և չորանում։Փորձարկման կտորի հետևի մասը զոդված է պղնձե մետաղալարի համապատասխան երկարությունը միացնելու համար:Եռակցումից հետո մուլտիմետրով (VC9801A) ստուգեք եռակցված փորձարկման նյութի էլեկտրական հաղորդունակությունը, այնուհետև փակեք չաշխատող մակերեսը էպոքսիդով:Օգտագործեք 400#, 600#, 800#, 1200#, 2000# սիլիցիումի կարբիդային ջրային հղկաթուղթ՝ փայլեցնող մեքենայի աշխատանքային մակերեսը 0,25մմ փայլեցնող նյութով փայլեցնելու համար մինչև մակերեսի կոշտությունը Ra≤1,6um, և վերջապես մաքրեք և դրեք թերմոստատի մեջ: .
Օգտագործվել է Priston (P4000A) էլեկտրաքիմիական կայան՝ երեք էլեկտրոդային համակարգով։Որպես օժանդակ էլեկտրոդ ծառայել է 1 սմ2 մակերեսով պլատինե էլեկտրոդ (Pt), որպես աշխատանքային էլեկտրոդ՝ DSS 2205 (1 սմ2 մակերեսով), իսկ հղման էլեկտրոդ (Ag/AgCl): օգտագործված.Փորձարկման մեջ օգտագործված մոդելային լուծույթը պատրաստվել է համաձայն (Աղյուսակ 2):Փորձարկումից առաջ բարձր մաքրության N2 լուծույթը (99,99%) 1 ժամով անցկացվել է, իսկ հետո CO2 30 րոպեով անցել է լուծույթը թթվածնացնելու համար:, իսկ CO2-ը լուծույթում միշտ եղել է հագեցվածության վիճակում։
Նախ, նմուշը տեղադրեք փորձարկման լուծույթը պարունակող տանկի մեջ և դրեք այն մշտական ջերմաստիճանի ջրային բաղնիքում:Նախնական կարգավորման ջերմաստիճանը 2°C է, իսկ ջերմաստիճանի բարձրացումը վերահսկվում է 1°C/րոպե արագությամբ, իսկ ջերմաստիճանի միջակայքը վերահսկվում է:2-80°C ջերմաստիճանում:Ցելսիուս։Փորձարկումը սկսվում է հաստատուն պոտենցիալից (-0,6142 Vs.Ag/AgCl) և փորձարկման կորը It կոր է:Ըստ կրիտիկական փոսային ջերմաստիճանի փորձարկման ստանդարտի՝ It կորը կարելի է ճանաչել:Ջերմաստիճանը, որի դեպքում ընթացիկ խտությունը բարձրանում է մինչև 100 μA/cm2, կոչվում է կրիտիկական փոսային ջերմաստիճան։Փոսերի համար միջին կրիտիկական ջերմաստիճանը 66,9 °C է:Բևեռացման կորի և դիմադրության սպեկտրի փորձարկման ջերմաստիճանները ընտրվել են համապատասխանաբար 30°C, 45°C, 60°C և 75°C, և փորձարկումը կրկնվել է երեք անգամ նույն նմուշի պայմաններում՝ հնարավոր շեղումները նվազեցնելու համար:
Լուծմանը ենթարկված մետաղի նմուշը սկզբում բևեռացվել է կաթոդային պոտենցիալով (-1,3 Վ) 5 րոպե, նախքան պոտենցիոդինամիկ բևեռացման կորը փորձարկելը՝ նմուշի աշխատանքային մակերեսի վրա ձևավորված օքսիդի թաղանթը վերացնելու համար, այնուհետև բաց միացման պոտենցիալում: 1 ժամ մինչև կոռոզիոն լարումը չի հաստատվի:Դինամիկ պոտենցիալ բևեռացման կորի սկանավորման արագությունը սահմանվել է 0,333 մՎ/վ, իսկ սկանավորման միջակայքի պոտենցիալը՝ -0,3~1,2 Վ ընդդեմ OCP-ի:Թեստի ճշգրտությունն ապահովելու համար փորձարկման նույն պայմանները կրկնվել են 3 անգամ։
Իմպեդանսի սպեկտրի փորձարկման ծրագիր – Versa Studio:Փորձարկումն առաջին անգամ իրականացվել է բաց շղթայի կայուն պոտենցիալով, փոփոխական խանգարման լարման ամպլիտուդը սահմանվել է 10 մՎ, իսկ չափման հաճախականությունը՝ 10–2–105 Հց։սպեկտրի տվյալները փորձարկումից հետո:
Ընթացիկ ժամանակի կորի փորձարկման գործընթաց. ընտրեք պասիվացման տարբեր պոտենցիալներ՝ ըստ անոդային բևեռացման կորի արդյունքների, չափեք It կորը հաստատուն պոտենցիալով և տեղադրեք կրկնակի լոգարիթմի կորը՝ ֆիլմի վերլուծության համար տեղադրված կորի թեքությունը հաշվարկելու համար:պասիվացնող ֆիլմի ձևավորման մեխանիզմը.
Բաց շղթայի լարման կայունացումից հետո կատարեք Մոտ-Շոտկի կորի փորձարկում:Փորձարկման պոտենցիալ սկանավորման միջակայքը 1.0~-1.0V (vS.Ag/AgCl), սկանավորման արագությունը 20 մՎ/վ, փորձարկման հաճախականությունը սահմանված է 1000 Հց, գրգռման ազդանշանը 5 մՎ:
Օգտագործեք ռենտգենյան ֆոտոէլեկտրոնային սպեկտրոսկոպիա (XPS) (ESCALAB 250Xi, UK)՝ 2205 DSS ֆիլմի ձևավորումից հետո մակերեսային պասիվացման թաղանթի բաղադրությունը և քիմիական վիճակը ստուգելու համար և կատարեք չափման տվյալների պիկ-պիտանի մշակում՝ օգտագործելով բարձրակարգ ծրագրակազմ:համեմատվել է ատոմային սպեկտրների տվյալների բազաների և հարակից գրականության հետ23 և տրամաչափվել՝ օգտագործելով C1s (284,8 էՎ):Նմուշների վրա կոռոզիայի մորֆոլոգիան և փոսերի խորությունը բնութագրվել են գերխորը օպտիկական թվային մանրադիտակի միջոցով (Zeiss Smart Zoom5, Գերմանիա):
Նմուշը փորձարկվել է նույն պոտենցիալով (-0,6142 V հարաբերակցությամբ Ag/AgCl) հաստատուն պոտենցիալ մեթոդով և ժամանակի ընթացքում արձանագրվել է կորոզիայի հոսանքի կորը:Համաձայն CPT փորձարկման ստանդարտի, բևեռացման հոսանքի խտությունը աստիճանաբար աճում է ջերմաստիճանի բարձրացման հետ:1-ը ցույց է տալիս 2205 DSS-ի կրիտիկական փոսային ջերմաստիճանը մոդելավորված լուծույթում, որը պարունակում է 100 գ/լ Cl– և հագեցած CO2:Կարելի է տեսնել, որ լուծույթի ցածր ջերմաստիճանի դեպքում ընթացիկ խտությունը գործնականում չի փոխվում փորձարկման ժամանակի ավելացման հետ:Եվ երբ լուծույթի ջերմաստիճանը բարձրացավ մինչև որոշակի արժեք, ընթացիկ խտությունը արագորեն աճեց, ինչը ցույց է տալիս, որ պասիվացնող թաղանթի լուծարման արագությունը մեծանում է լուծույթի ջերմաստիճանի բարձրացման հետ:Երբ պինդ լուծույթի ջերմաստիճանը բարձրանում է 2°C-ից մինչև մոտ 67°C, 2205DSS-ի բևեռացման հոսանքի խտությունը մեծանում է մինչև 100µA/cm2, իսկ 2205DSS-ի միջին կրիտիկական ջերմաստիճանը 66,9°C է, որը կազմում է մոտ 16,6°C: ավելի բարձր, քան 2205DSS-ը:ստանդարտ 3,5 վտ.% NaCl (0,7 V)26.Փոսերի կրիտիկական ջերմաստիճանը կախված է չափման պահին կիրառվող ներուժից. որքան ցածր է կիրառվող պոտենցիալը, այնքան բարձր է չափված բացվածքի կրիտիկական ջերմաստիճանը:
2205 դուպլեքս չժանգոտվող պողպատի կրիտիկական ջերմաստիճանի կորի բացում 100 գ/լ Cl– և հագեցած CO2 պարունակող սիմուլյացված լուծույթում:
Նկ.2-ը ցույց է տալիս 2205 DSS-ի ac impedance-ի սյուժեները մոդելավորված լուծույթներում, որոնք պարունակում են 100 գ/լ Cl- և հագեցած CO2 տարբեր ջերմաստիճաններում:Կարելի է տեսնել, որ 2205DSS-ի Nyquist դիագրամը տարբեր ջերմաստիճաններում բաղկացած է բարձր հաճախականության, միջին հաճախականության և ցածր հաճախականության դիմադրության հզորության կամարներից, իսկ դիմադրության հզորության կամարները կիսաշրջանաձև չեն:Հզոր աղեղի շառավիղը արտացոլում է պասիվացնող ֆիլմի դիմադրության արժեքը և էլեկտրոդային ռեակցիայի ընթացքում լիցքի փոխանցման դիմադրության արժեքը:Ընդհանրապես ընդունված է, որ որքան մեծ է կոնդենսիվ աղեղի շառավիղը, այնքան ավելի լավ է լուծույթում մետաղական հիմքի կոռոզիոն դիմադրությունը27:30 °C լուծույթի ջերմաստիճանում Nyquist գծապատկերի վրա կոնդենսիվ աղեղի շառավիղը և դիմադրողականության մոդուլի դիագրամի ֆազային անկյունը |Z|Bode-ն ամենաբարձրն է, իսկ 2205 DSS կոռոզիան ամենացածրն է:Քանի որ լուծույթի ջերմաստիճանը մեծանում է, |Z|դիմադրողականության մոդուլը, աղեղի շառավիղը և լուծույթի դիմադրությունը նվազում են, բացի այդ, միջանկյալ հաճախականության շրջանում փուլային անկյունը նույնպես նվազում է 79 Ω-ից մինչև 58 Ω, ինչը ցույց է տալիս լայն գագաթը և խիտ ներքին շերտը և նոսր (ծակոտկեն) արտաքին շերտը: անհամասեռ պասիվ ֆիլմի առանձնահատկությունները28.Հետևաբար, երբ ջերմաստիճանը բարձրանում է, մետաղական հիմքի մակերեսին ձևավորված պասիվացնող թաղանթը լուծարվում և ճաքվում է, ինչը թուլացնում է ենթաշերտի պաշտպանիչ հատկությունները և վատթարանում նյութի կոռոզիոն դիմադրությունը29:
Օգտագործելով ZSimDeme ծրագրակազմը` դիմադրողականության սպեկտրի տվյալները հարմարեցնելու համար, տեղադրված համարժեք սխեման ցուցադրված է Նկար 330-ում, որտեղ Rs-ը լուծույթի մոդելավորված դիմադրությունն է, Q1-ը թաղանթի հզորությունն է, Rf-ն առաջացած պասիվացնող թաղանթի դիմադրությունն է, Q2-ը կրկնակի է: շերտի հզորությունը, իսկ Rct-ը լիցքի փոխանցման դիմադրությունն է:Աղյուսակում տեղակայման արդյունքներից.3-ը ցույց է տալիս, որ երբ սիմուլյացված լուծույթի ջերմաստիճանը մեծանում է, n1-ի արժեքը նվազում է 0,841-ից մինչև 0,769, ինչը ցույց է տալիս երկշերտ կոնդենսատորների միջև բացը և խտության նվազումը:Լիցքի փոխանցման դիմադրությունը Rct-ն աստիճանաբար նվազեց 2,958×1014-ից մինչև 2,541×103 Ω սմ2, ինչը վկայում էր նյութի կոռոզիոն դիմադրության աստիճանական նվազման մասին։Լուծման Rs-ի դիմադրությունը նվազել է 2,953-ից մինչև 2,469 Ω սմ2, իսկ պասիվացնող թաղանթի Q2 հզորությունը 5,430-ից 10-4-ից նվազել է մինչև 1,147 10-3 Ω սմ2, լուծույթի հաղորդունակությունը մեծացել է, պասիվացնող թաղանթի կայունությունը նվազել է: , իսկ Cl-, SO42- և այլն լուծույթը միջավայրում մեծանում է, որն արագացնում է պասիվացնող թաղանթի քայքայումը31։Սա հանգեցնում է ֆիլմի դիմադրության Rf-ի նվազմանը (4662-ից մինչև 849 Ω սմ2) և բևեռացման դիմադրության Rp (Rct+Rf) նվազմանը, որը ձևավորվում է դուպլեքս չժանգոտվող պողպատի մակերեսի վրա:
Հետևաբար, լուծույթի ջերմաստիճանը ազդում է DSS 2205-ի կոռոզիոն դիմադրության վրա: Լուծույթի ցածր ջերմաստիճանում կաթոդի և անոդի միջև տեղի է ունենում ռեակցիայի պրոցես՝ Fe2+-ի առկայության դեպքում, ինչը նպաստում է լուծույթի արագ տարրալուծմանը և կոռոզիային: անոդը, ինչպես նաև մակերեսի վրա ձևավորված թաղանթի պասիվացումը, ավելի ամբողջական և բարձր խտությունը, լուծույթների միջև ավելի մեծ դիմադրության լիցքի փոխանցումը, դանդաղեցնում է մետաղական մատրիցայի տարրալուծումը և ցուցադրում է ավելի լավ կոռոզիոն դիմադրություն:Երբ լուծույթի ջերմաստիճանը մեծանում է, լիցքի փոխանցման Rct դիմադրությունը նվազում է, լուծույթում իոնների միջև ռեակցիայի արագությունը արագանում է, և ագրեսիվ իոնների դիֆուզիայի արագությունը արագանում է, այնպես որ սկզբնական կոռոզիոն արտադրանքները կրկին ձևավորվում են մակերևույթի վրա: ենթաշերտը մետաղական հիմքի մակերեսից:Ավելի բարակ պասիվացնող թաղանթը թուլացնում է ենթաշերտի պաշտպանիչ հատկությունները:
Նկ.Նկար 4-ը ցույց է տալիս 2205 DSS-ի դինամիկ պոտենցիալ բևեռացման կորերը տարբեր ջերմաստիճաններում 100 գ/լ Cl– և հագեցած CO2 պարունակող մոդելավորված լուծույթներում:Նկարից երևում է, որ երբ պոտենցիալը գտնվում է -0,4-ից մինչև 0,9 Վ-ի միջակայքում, տարբեր ջերմաստիճաններում անոդի կորերն ունեն ակնհայտ պասիվացման շրջաններ, իսկ ինքնակոռոզիայի պոտենցիալը կազմում է մոտ -0,7-ից -0,5 Վ: խտությունը մեծացնում է հոսանքը մինչև 100 μA/cm233, անոդի կորը սովորաբար կոչվում է փոսային պոտենցիալ (Eb կամ Etra):Երբ ջերմաստիճանը բարձրանում է, պասիվացման միջակայքը նվազում է, ինքնակորոզիայի ներուժը նվազում է, կոռոզիոն հոսանքի խտությունը մեծանում է, և բևեռացման կորը շարժվում է դեպի աջ, ինչը ցույց է տալիս, որ մոդելավորված լուծույթում DSS 2205-ով ձևավորված թաղանթն ակտիվ է: գործունեություն։100 գ/լ Cl– և հագեցած CO2-ի պարունակությունը, մեծացնում է փոսային կոռոզիայի նկատմամբ զգայունությունը, հեշտությամբ վնասվում է ագրեսիվ իոնների կողմից, ինչը հանգեցնում է մետաղական մատրիցի կոռոզիայի ավելացման և կոռոզիոն դիմադրության նվազմանը:
Աղյուսակ 4-ից երևում է, որ երբ ջերմաստիճանը բարձրանում է 30°C-ից մինչև 45°C, համապատասխան գերպասիվացման ներուժը փոքր-ինչ նվազում է, սակայն համապատասխան չափի պասիվացման հոսանքի խտությունը զգալիորեն մեծանում է, ինչը ցույց է տալիս, որ պասիվացնող թաղանթի պաշտպանությունը դրանց տակ է: պայմանները մեծանում են ջերմաստիճանի բարձրացման հետ:Երբ ջերմաստիճանը հասնում է 60°C-ի, համապատասխան փոսային պոտենցիալը զգալիորեն նվազում է, և այդ միտումն ավելի ակնհայտ է դառնում, երբ ջերմաստիճանը բարձրանում է:Հարկ է նշել, որ 75°C ջերմաստիճանում նկարում հայտնվում է զգալի անցողիկ հոսանքի գագաթ, որը ցույց է տալիս նմուշի մակերեսի վրա մետակայուն փոսային կոռոզիայի առկայությունը:
Հետևաբար, լուծույթի ջերմաստիճանի բարձրացմամբ, լուծույթում լուծված թթվածնի քանակը նվազում է, թաղանթի մակերևույթի pH արժեքը և պասիվացնող թաղանթի կայունությունը նվազում է։Բացի այդ, որքան բարձր է լուծույթի ջերմաստիճանը, այնքան բարձր է ագրեսիվ իոնների ակտիվությունը լուծույթում և այնքան բարձր է ենթաշերտի մակերեսային թաղանթի վնասման արագությունը:Թաղանթային շերտում ձևավորված օքսիդները հեշտությամբ թափվում են և արձագանքում թաղանթային շերտի կատիոնների հետ՝ առաջացնելով լուծելի միացություններ՝ մեծացնելով փոսերի առաջացման հավանականությունը։Քանի որ վերականգնված թաղանթի շերտը համեմատաբար թուլացած է, հիմքի վրա պաշտպանիչ ազդեցությունը ցածր է, ինչը մեծացնում է մետաղական հիմքի կոռոզիան:Դինամիկ բևեռացման ներուժի փորձարկման արդյունքները համահունչ են դիմադրողականության սպեկտրոսկոպիայի արդյունքներին:
Նկ.Նկար 5ա-ն ցույց է տալիս 2205 DSS-ի կորերը մոդելային լուծույթում, որը պարունակում է 100 գ/լ Cl– և հագեցած CO2:Պասիվացման հոսանքի խտությունը՝ որպես ժամանակի ֆունկցիա, ստացվել է բևեռացումից հետո տարբեր ջերմաստիճաններում 1 ժամվա ընթացքում -300 մՎ պոտենցիալով (համեմատ՝ Ag/AgCl):Կարելի է տեսնել, որ 2205 DSS-ի պասիվացման հոսանքի խտության միտումը նույն պոտենցիալում և տարբեր ջերմաստիճաններում հիմնականում նույնն է, և միտումը ժամանակի ընթացքում աստիճանաբար նվազում է և հակված է հարթ լինելու:Ջերմաստիճանի աստիճանական բարձրացմանը զուգընթաց, 2205 DSS-ի պասիվացման հոսանքի խտությունը մեծացավ, ինչը համահունչ էր բևեռացման արդյունքներին, ինչը նաև ցույց տվեց, որ մետաղական ենթաշերտի վրա թաղանթի պաշտպանիչ հատկությունները նվազում են լուծույթի ջերմաստիճանի բարձրացման հետ:
2205 DSS-ի պոտենցիոստատիկ բևեռացման կորեր նույն թաղանթի ձևավորման պոտենցիալով և տարբեր ջերմաստիճաններում:ա) Ընթացքի խտությունը ժամանակի համեմատ, բ) Պասիվ թաղանթի աճի լոգարիթմ:
Ուսումնասիրեք պասիվացման հոսանքի խտության և ժամանակի միջև կապը տարբեր ջերմաստիճաններում նույն թաղանթի ձևավորման ներուժի համար, ինչպես ցույց է տրված (1)34-ում.
Որտեղ i-ն պասիվացման հոսանքի խտությունն է թաղանթի ձևավորման պոտենցիալում, A/cm2:A-ն աշխատանքային էլեկտրոդի մակերեսն է, սմ 2:K-ն իրեն հարմարեցված կորի թեքությունն է:t ժամանակ, ս
Նկ.5b-ը ցույց է տալիս logI և logt կորերը 2205 DSS-ի համար տարբեր ջերմաստիճաններում՝ նույն թաղանթի ձևավորման պոտենցիալով:Ըստ գրականության տվյալների35, երբ գիծը թեքվում է K = -1, հիմքի մակերեսի վրա ձևավորված թաղանթային շերտը ավելի խիտ է և ավելի լավ կոռոզիոն դիմադրություն մետաղական հիմքի նկատմամբ:Եվ երբ ուղիղ գիծը թեքվում է K = -0,5, մակերեսի վրա ձևավորված թաղանթային շերտը չամրացված է, պարունակում է բազմաթիվ փոքր անցքեր և ունի մետաղի հիմքի նկատմամբ կոռոզիոն վատ դիմադրություն:Կարելի է տեսնել, որ 30°C, 45°C, 60°C և 75°C ջերմաստիճանում թաղանթի շերտի կառուցվածքը փոխվում է խիտ ծակոտիներից մինչև չամրացված ծակոտիներ՝ ընտրված գծային թեքությանը համապատասխան:Համաձայն կետային թերության մոդելի (PDM)36,37, կարելի է տեսնել, որ փորձարկման ժամանակ կիրառվող ներուժը չի ազդում հոսանքի խտության վրա, ինչը ցույց է տալիս, որ ջերմաստիճանը ուղղակիորեն ազդում է փորձարկման ընթացքում անոդի հոսանքի խտության չափման վրա, հետևաբար հոսանքը ավելանում է ջերմաստիճանի բարձրացման հետ:լուծում, և 2205 DSS-ի խտությունը մեծանում է, իսկ կոռոզիոն դիմադրությունը նվազում է։
DSS-ի վրա ձևավորված բարակ թաղանթի կիսահաղորդչային հատկությունները ազդում են դրա կոռոզիոն դիմադրության վրա38, կիսահաղորդչի տեսակը և բարակ թաղանթի կրիչի խտությունը ազդում են DSS39,40 բարակ թաղանթի շերտի ճեղքման և փոսերի վրա, որտեղ C և E հզորությունը պոտենցիալ բարակ թաղանթային շերտը բավարարում է MS կապը, կիսահաղորդչի տիեզերական լիցքը հաշվարկվում է հետևյալ կերպ.
Բանաձևում ε-ը պասիվացնող թաղանթի թույլատրելիությունն է սենյակային ջերմաստիճանում, հավասար է 1230-ի, ε0-ը վակուումային թույլատրելիությունն է, հավասար է 8,85 × 10–14 F/cm, E-ն երկրորդական լիցքն է (1,602 × 10–19 C) ;ND-ն n-տիպի կիսահաղորդիչների դոնորների խտությունն է, cm-3, NA-ն p-տիպի կիսահաղորդիչների ընդունիչ խտությունն է, cm-3, EFB-ն հարթ ժապավենի պոտենցիալն է, V, K-ն Բոլցմանի հաստատունն է, 1,38 × 10-3: .23 J/K, T – ջերմաստիճան, Կ.
Տեղադրված գծի թեքությունը և հատումը կարող են հաշվարկվել՝ գծային տարանջատում տեղադրելով չափված MS կորին, կիրառական կոնցենտրացիան (ND), ընդունված կոնցենտրացիան (NA) և հարթ շերտի պոտենցիալը (Efb)42:
Նկ.6-ը ցույց է տալիս 2205 DSS թաղանթի մակերևութային շերտի Մոտ-Շոտկի կորը, որը ձևավորվել է 100 գ/լ Cl- պարունակող մոդելավորված լուծույթում և 1 ժամվա ընթացքում (-300 մՎ) պոտենցիալով CO2-ով հագեցած:Երևում է, որ տարբեր ջերմաստիճաններում ձևավորված բոլոր բարակ թաղանթային շերտերն ունեն n+p տիպի երկբևեռ կիսահաղորդիչների բնութագրեր։n-տիպի կիսահաղորդիչն ունի լուծույթի անիոնների ընտրողականություն, որը կարող է կանխել չժանգոտվող պողպատի կատիոնների ցրումը լուծույթի մեջ պասիվացման թաղանթի միջոցով, մինչդեռ p տիպի կիսահաղորդիչն ունի կատիոնային ընտրողականություն, որը կարող է կանխել լուծույթի քայքայիչ անիոնները պասիվացման հատումից: դուրս ենթաշերտի մակերեսին 26.Կարելի է նաև տեսնել, որ սահուն անցում կա երկու կցվող կորերի միջև, թաղանթը գտնվում է հարթ ժապավենի վիճակում, և հարթ ժապավենի պոտենցիալը Efb-ը կարող է օգտագործվել կիսահաղորդչի էներգետիկ գոտու դիրքը որոշելու և դրա էլեկտրաքիմիական գնահատման համար։ կայունություն43..
Աղյուսակ 5-ում ցուցադրված MC կորի հարմարեցման արդյունքների համաձայն, հաշվարկվել են ելքային կոնցենտրացիան (ND) և ընդունող կոնցենտրացիան (NA) և հարթ ժապավենի պոտենցիալը Efb 44 նույն մեծության կարգի:Կիրառվող կրիչի հոսանքի խտությունը հիմնականում բնութագրում է տիեզերական լիցքավորման շերտի կետային թերությունները և պասիվացնող ֆիլմի փոսային ներուժը:Որքան բարձր է կիրառվող կրիչի կոնցենտրացիան, այնքան թաղանթաշերտը ավելի հեշտ է կոտրվում և այնքան մեծ է ենթաշերտի կոռոզիայի հավանականությունը45:Բացի այդ, լուծույթի ջերմաստիճանի աստիճանական աճով, ND արտանետիչի կոնցենտրացիան թաղանթային շերտում 5,273×1020 սմ-3-ից հասել է 1,772×1022 սմ-3-ի, իսկ NA ընդունող կոնցենտրացիան՝ 4,972×1021-ից մինչև 4,592: × 1023.սմ - ինչպես ցույց է տրված նկ.3, հարթ ժապավենի պոտենցիալը 0,021 Վ-ից բարձրանում է մինչև 0,753 Վ, լուծույթում մեծանում է կրիչների թիվը, լուծույթում իոնների միջև ռեակցիան ուժեղանում է, և թաղանթի շերտի կայունությունը նվազում է:Քանի որ լուծույթի ջերմաստիճանը մեծանում է, որքան փոքր է մոտավոր գծի թեքության բացարձակ արժեքը, այնքան մեծ է լուծույթում կրիչների խտությունը, այնքան մեծ է իոնների միջև դիֆուզիայի արագությունը և այնքան մեծ է իոնների թափուր տեղերի քանակը։ ֆիլմի շերտի մակերեսը:, դրանով իսկ նվազեցնելով մետաղական հիմքը, կայունությունը և կոռոզիոն դիմադրությունը 46,47.
Ֆիլմի քիմիական բաղադրությունը զգալի ազդեցություն ունի մետաղական կատիոնների կայունության և կիսահաղորդիչների աշխատանքի վրա, իսկ ջերմաստիճանի փոփոխությունը կարևոր ազդեցություն ունի չժանգոտվող պողպատից թաղանթի ձևավորման վրա։Նկ.Նկար 7-ը ցույց է տալիս 2205 DSS թաղանթի մակերևութային շերտի ամբողջական XPS սպեկտրը 100 գ/լ Cl– և հագեցած CO2 պարունակող մոդելավորված լուծույթում:Տարբեր ջերմաստիճաններում չիպերով ձևավորված թաղանթների հիմնական տարրերը հիմնականում նույնն են, և թաղանթների հիմնական բաղադրիչներն են Fe, Cr, Ni, Mo, O, N և C: Հետևաբար, թաղանթի հիմնական բաղադրիչները Fe են: , Cr, Ni, Mo, O, N և C. Կոնտեյներ Cr օքսիդներով, Fe օքսիդներով և հիդրօքսիդներով և փոքր քանակությամբ Ni և Mo օքսիդներով:
Ամբողջական XPS 2205 DSS սպեկտրը վերցված է տարբեր ջերմաստիճաններում:(ա) 30°С, (բ) 45°С, (գ) 60°С, (դ) 75°С։
Ֆիլմի հիմնական կազմը կապված է պասիվացնող թաղանթի միացությունների ջերմադինամիկական հատկությունների հետ։Ըստ ֆիլմի շերտի հիմնական տարրերի կապակցման էներգիայի՝ տրված աղյուսակում:6, կարելի է տեսնել, որ Cr2p3/2-ի բնորոշ սպեկտրային գագաթները բաժանված են մետաղի Cr0 (573.7 ± 0.2 eV), Cr2O3 (574.5 ± 0.3 eV) և Cr(OH)3 (575.4 ± 0.1 eV) որպես ցույց է տրված Նկար 8ա-ում, որում Cr տարրի կողմից ձևավորված օքսիդը ֆիլմի հիմնական բաղադրիչն է, որը կարևոր դեր է խաղում թաղանթի կոռոզիոն դիմադրության և դրա էլեկտրաքիմիական գործունեության մեջ:Cr2O3-ի հարաբերական գագաթնակետային ինտենսիվությունը ֆիլմի շերտում ավելի բարձր է, քան Cr(OH)3-ը:Այնուամենայնիվ, երբ պինդ լուծույթի ջերմաստիճանը մեծանում է, Cr2O3-ի հարաբերական գագաթնակետը աստիճանաբար թուլանում է, մինչդեռ Cr(OH)3-ի հարաբերական գագաթնակետը աստիճանաբար մեծանում է, ինչը ցույց է տալիս ֆիլմի շերտում հիմնական Cr3+-ի ակնհայտ փոխակերպումը Cr2O3-ից Cr(OH): 3, և լուծույթի ջերմաստիճանը բարձրանում է:
Fe2p3/2-ի բնորոշ սպեկտրի գագաթների կապակցման էներգիան հիմնականում բաղկացած է Fe0 (706.4 ± 0.2 eV), Fe3O4 (707.5 ± 0.2 eV), FeO (709.5 ± 0.1 eV) և FeOOH (71) մետաղական վիճակի չորս գագաթներից: eV) ± 0.3 eV), ինչպես ցույց է տրված Նկար 8b-ում, Fe-ը հիմնականում առկա է ձևավորված թաղանթում՝ Fe2+ և Fe3+ տեսքով:Fe2+-ը FeO-ից գերակշռում է Fe(II) ավելի ցածր կապող էներգիայի գագաթնակետերում, մինչդեռ Fe3O4 և Fe(III) FeOOH միացությունները գերակշռում են կապող էներգիայի ավելի բարձր գագաթներում48,49:Fe3+ գագաթնակետի հարաբերական ինտենսիվությունը ավելի բարձր է, քան Fe2+-ը, սակայն Fe3+ գագաթնակետի հարաբերական ինտենսիվությունը նվազում է լուծույթի ջերմաստիճանի բարձրացմամբ, իսկ Fe2+ գագաթնակետի հարաբերական ինտենսիվությունը մեծանում է՝ ցույց տալով ֆիլմի շերտի հիմնական նյութի փոփոխությունը. Fe3+-ից մինչև Fe2+՝ լուծույթի ջերմաստիճանը բարձրացնելու համար:
Mo3d5/2-ի բնորոշ սպեկտրային գագաթները հիմնականում բաղկացած են երկու գագաթնակետային դիրքերից Mo3d5/2 և Mo3d3/243.50, մինչդեռ Mo3d5/2-ը ներառում է մետաղական Mo (227.5 ± 0.3 eV), Mo4+ (228.9 ± 0.2 eV) և Mo6+ (229. ), մինչդեռ Mo3d3/2-ը պարունակում է նաև մետաղական Mo (230.4 ± 0.1 eV), Mo4+ (231.5 ± 0.2 eV) և Mo6+ (232, 8 ± 0.1 eV), ինչպես ցույց է տրված Նկար 8c-ում, ուստի Mo տարրերը գոյություն ունեն ավելի քան երեք վալենտներում։ ֆիլմի շերտի վիճակը.Ni2p3/2-ի բնորոշ սպեկտրային գագաթների կապակցման էներգիաները բաղկացած են Ni0-ից (852,4 ± 0,2 eV) և NiO-ից (854,1 ± 0,2 eV), ինչպես ցույց է տրված համապատասխանաբար Նկ. 8g-ում:Հատկանշական N1s գագաթը բաղկացած է N-ից (399.6 ± 0.3 eV), ինչպես ցույց է տրված Նկար 8d-ում:O1-ի բնորոշ գագաթները ներառում են O2- (529.7 ± 0.2 eV), OH- (531.2 ± 0.2 eV) և H2O (531.8 ± 0.3 eV), ինչպես ցույց է տրված Նկարում: Ֆիլմի շերտի հիմնական բաղադրիչներն են (OH- և O2 -): , որոնք հիմնականում օգտագործվում են թաղանթային շերտում Cr-ի և Fe-ի օքսիդացման կամ ջրածնի օքսիդացման համար։OH--ի հարաբերական գագաթնակետային ինտենսիվությունը զգալիորեն ավելացել է, երբ ջերմաստիճանը բարձրացել է 30°C-ից մինչև 75°C:Հետևաբար, ջերմաստիճանի բարձրացմամբ ֆիլմի շերտում O2-ի հիմնական նյութական բաղադրությունը փոխվում է O2-ից OH- և O2-:
Նկ.Նկար 9-ը ցույց է տալիս 2205 DSS նմուշի մակերևույթի մանրադիտակային մորֆոլոգիան դինամիկ պոտենցիալ բևեռացումից հետո մոդելային լուծույթում, որը պարունակում է 100 գ/լ Cl– և հագեցած CO2:Երևում է, որ տարբեր ջերմաստիճաններում բևեռացված նմուշների մակերեսին կան տարբեր աստիճանի կոռոզիոն փոսեր, դա տեղի է ունենում ագրեսիվ իոնների լուծույթում, և լուծույթի ջերմաստիճանի բարձրացման դեպքում ավելի լուրջ կոռոզիա է առաջանում: նմուշների մակերեսը.սուբստրատ.Աճում են փոսային փոսերի քանակը մեկ միավորի մակերեսով և կոռոզիոն կենտրոնների խորությունը:
2205 DSS-ի կորոզիայի կորերը մոդելային լուծույթներում, որոնք պարունակում են 100 գ/լ Cl– և հագեցած CO2 տարբեր ջերմաստիճաններում (ա) 30°C, (բ) 45°C, (գ) 60°C, (դ) 75°C գ.
Հետևաբար, ջերմաստիճանի բարձրացումը կբարձրացնի DSS-ի յուրաքանչյուր բաղադրիչի ակտիվությունը, ինչպես նաև կբարձրացնի ագրեսիվ իոնների ակտիվությունը ագրեսիվ միջավայրում՝ որոշակի աստիճանի վնաս հասցնելով նմուշի մակերեսին, ինչը կբարձրացնի փոսային ակտիվությունը:, իսկ կոռոզիոն փոսերի առաջացումը կավելանա։Արտադրանքի ձևավորման արագությունը կաճի, իսկ նյութի կոռոզիոն դիմադրությունը կնվազի51,52,53,54,55:
Նկ.10-ը ցույց է տալիս 2205 DSS նմուշի մորֆոլոգիան և փոսերի խորությունը, որը բևեռացված է գերբարձր դաշտի օպտիկական թվային մանրադիտակով:Սկսած թզ.10a ցույց է տալիս, որ ավելի փոքր կոռոզիոն փոսեր են հայտնվել նաև մեծ փոսերի շուրջ, ինչը ցույց է տալիս, որ նմուշի մակերեսի պասիվացնող թաղանթը մասամբ ոչնչացվել է տվյալ հոսանքի խտությամբ կոռոզիոն փոսերի ձևավորմամբ, և փոսերի առավելագույն խորությունը եղել է 12,9 մկմ:ինչպես ցույց է տրված Նկար 10բ-ում:
DSS-ը ցույց է տալիս ավելի լավ կոռոզիոն դիմադրություն, հիմնական պատճառն այն է, որ պողպատի մակերևույթի վրա ձևավորված թաղանթը լավ պաշտպանված է լուծույթով, Mott-Schottky, համաձայն վերը նշված XPS արդյունքների և հարակից գրականության 13,56,57,58, ֆիլմը հիմնականում անցնում է հետևյալով Սա Fe-ի և Cr-ի օքսիդացման գործընթացն է.
Fe2+-ը հեշտությամբ լուծվում և նստում է թաղանթի և լուծույթի միջև 53 միջերեսում, և կաթոդիկ ռեակցիայի գործընթացը հետևյալն է.
Կոռոզիայի ենթարկված վիճակում ձևավորվում է երկշերտ կառուցվածքային թաղանթ, որը հիմնականում բաղկացած է երկաթի և քրոմի օքսիդների ներքին շերտից և արտաքին հիդրօքսիդի շերտից, իսկ թաղանթի ծակոտիներում սովորաբար աճում են իոններ։Պասիվացնող թաղանթի քիմիական բաղադրությունը կապված է նրա կիսահաղորդչային հատկությունների հետ, ինչի մասին վկայում է Մոտ-Շոտկի կորը, որը ցույց է տալիս, որ պասիվացնող թաղանթի բաղադրությունը n+p տիպի է և ունի երկբևեռ բնութագրեր։XPS-ի արդյունքները ցույց են տալիս, որ պասիվացնող թաղանթի արտաքին շերտը հիմնականում բաղկացած է Fe օքսիդներից և հիդրօքսիդներից, որոնք ցուցադրում են n տիպի կիսահաղորդչային հատկություններ, իսկ ներքին շերտը հիմնականում բաղկացած է Cr օքսիդներից և հիդրօքսիդներից, որոնք ցուցադրում են p տիպի կիսահաղորդչային հատկություններ:
2205 DSS-ն ունի բարձր դիմադրողականություն՝ շնորհիվ իր բարձր Cr17.54 պարունակության և ցուցադրում է տարբեր աստիճանի փոսեր՝ պայմանավորված մանրադիտակային գալվանական կոռոզիայից55 դուպլեքս կառույցների միջև:Փոսային կոռոզիան DSS-ում կոռոզիայի ամենատարածված տեսակներից մեկն է, և ջերմաստիճանը կարևոր գործոններից է, որն ազդում է փոսային կոռոզիայի վարքագծի վրա և ազդում է DSS ռեակցիայի թերմոդինամիկական և կինետիկ գործընթացների վրա60,61:Սովորաբար, Cl– և հագեցած CO2-ի բարձր կոնցենտրացիայով սիմուլյացիոն լուծույթում ջերմաստիճանը նույնպես ազդում է փոսերի ձևավորման և ճաքերի առաջացման վրա սթրեսային կոռոզիոն ճաքերի ժամանակ, իսկ փոսերի կրիտիկական ջերմաստիճանը որոշվում է գնահատելու համար։ կոռոզիոն դիմադրություն.DSS.Նյութը, որն արտացոլում է մետաղի մատրիցայի զգայունությունը ջերմաստիճանի նկատմամբ, սովորաբար օգտագործվում է որպես կարևոր հղում ինժեներական կիրառություններում նյութերի ընտրության հարցում:2205 DSS-ի միջին կրիտիկական ջերմաստիճանը մոդելավորված լուծույթում 66,9°C է, ինչը 25,6°C-ով բարձր է Super 13Cr չժանգոտվող պողպատից 3,5% NaCl-ով, սակայն փոսերի առավելագույն խորությունը հասել է 12,9 մկմ62:Էլեկտրաքիմիական արդյունքները հետագայում հաստատեցին, որ ֆազային անկյան և հաճախականության հորիզոնական շրջանները նեղանում են ջերմաստիճանի աճի հետ, և երբ ֆազային անկյունը նվազում է 79°-ից մինչև 58°, ապա |Z|նվազում է 1,26×104-ից մինչև 1,58×103 Ω սմ2:լիցքի փոխանցման դիմադրություն Rct-ը նվազել է 2,958 1014-ից մինչև 2,541 103 Ω սմ2, լուծույթի դիմադրությունը Rs-ը նվազել է 2,953-ից մինչև 2,469 Ω սմ2, ֆիլմի դիմադրությունը Rf-ը նվազել է 5,430 10-4 սմ2-ից մինչև 1,147 10-3 սմ2:Ագրեսիվ լուծույթի հաղորդունակությունը մեծանում է, մետաղական մատրիցային թաղանթի կայունությունը նվազում է, այն հեշտությամբ լուծվում և ճաքում է։Ինքնակոռոզիոն հոսանքի խտությունը 1,482-ից աճել է մինչև 2,893×10-6 A սմ-2, իսկ ինքնակոռոզիոն պոտենցիալը նվազել է -0,532-ից մինչև -0,621 Վ:Կարելի է տեսնել, որ ջերմաստիճանի փոփոխությունը ազդում է ֆիլմի շերտի ամբողջականության և խտության վրա:
Ընդհակառակը, Cl-ի բարձր կոնցենտրացիան և CO2-ի հագեցած լուծույթը աստիճանաբար մեծացնում են Cl-ի կլանման կարողությունը պասիվացնող թաղանթի մակերեսին ջերմաստիճանի բարձրացման հետ միասին, պասիվացման թաղանթի կայունությունը դառնում է անկայուն, իսկ պաշտպանիչ ազդեցությունը ենթաշերտը դառնում է ավելի թուլացած, և փոսերի ընկալունակությունը մեծանում է:Այս դեպքում լուծույթում քայքայիչ իոնների ակտիվությունը մեծանում է, թթվածնի պարունակությունը նվազում է, իսկ կոռոզիայից նյութի մակերեսային թաղանթը դժվար է արագ վերականգնվել, ինչը ավելի բարենպաստ պայմաններ է ստեղծում մակերեսի վրա քայքայիչ իոնների հետագա կլանման համար:Նյութի կրճատում63.Ռոբինսոնը և այլք:[64] ցույց է տվել, որ լուծույթի ջերմաստիճանի բարձրացմամբ փոսերի աճի արագությունը արագանում է, և լուծույթում իոնների դիֆուզիայի արագությունը նույնպես մեծանում է։Երբ ջերմաստիճանը բարձրանում է մինչև 65 °C, թթվածնի տարրալուծումը Cl-իոններ պարունակող լուծույթում դանդաղեցնում է կաթոդիկ ռեակցիայի գործընթացը, փոսերի առաջացման արագությունը նվազում է։Han20-ն ուսումնասիրել է ջերմաստիճանի ազդեցությունը 2205 դուպլեքս չժանգոտվող պողպատի կոռոզիոն վարքի վրա CO2 միջավայրում:Արդյունքները ցույց են տվել, որ ջերմաստիճանի բարձրացումը մեծացրել է կոռոզիոն արտադրանքի քանակությունը և նյութի մակերեսի վրա նեղացող խոռոչների տարածքը:Նմանապես, երբ ջերմաստիճանը բարձրանում է մինչև 150°C, մակերեսի վրա օքսիդ թաղանթը կոտրվում է, և խառնարանների խտությունը ամենաբարձրն է։Lu4-ն ուսումնասիրել է ջերմաստիճանի ազդեցությունը 2205 դուպլեքս չժանգոտվող պողպատի կոռոզիոն վարքի վրա՝ պասիվացումից մինչև ակտիվացում CO2 պարունակող երկրաջերմային միջավայրում:Նրանց արդյունքները ցույց են տալիս, որ 150 °C-ից ցածր փորձարկման ջերմաստիճանում ձևավորված թաղանթն ունի բնորոշ ամորֆ կառուցվածք, իսկ ներքին միջերեսը պարունակում է նիկելով հարուստ շերտ, իսկ 300 °C ջերմաստիճանի դեպքում ստացված կոռոզիոն արտադրանքն ունի նանոմաշտաբի կառուցվածք։ .-պոլիբյուրեղային FeCr2O4, CrOOH և NiFe2O4:
Նկ.11-ը 2205 DSS-ի կոռոզիայի և թաղանթի ձևավորման գործընթացի դիագրամ է:Օգտագործելուց առաջ 2205 DSS-ը մթնոլորտում ձևավորում է պասիվացնող թաղանթ:Cl- և CO2-ի բարձր պարունակությամբ լուծույթ պարունակող լուծույթի նմանակող միջավայրում ընկղմվելուց հետո դրա մակերեսը արագորեն շրջապատվում է տարբեր ագրեսիվ իոններով (Cl-, CO32- և այլն):)J. Banas 65-ը եկել է այն եզրակացության, որ մի միջավայրում, որտեղ CO2 միաժամանակ առկա է, նյութի մակերեսի վրա պասիվացնող թաղանթի կայունությունը ժամանակի ընթացքում կնվազի, և ձևավորված կարբոնաթթուն հակված է մեծացնել պասիվացնող իոնների հաղորդունակությունը: շերտ.թաղանթ և պասիվացնող թաղանթում իոնների տարրալուծման արագացում։պասիվացնող ֆիլմ:Այսպիսով, նմուշի մակերևույթի վրա թաղանթային շերտը գտնվում է տարրալուծման և ռեպասիվացման դինամիկ հավասարակշռության փուլում66, Cl-ը նվազեցնում է մակերևութային թաղանթի ձևավորման արագությունը, իսկ թաղանթի մակերևույթի հարակից տարածքում հայտնվում են փոքրիկ փոս փոսեր, ինչպես. ցույց է տրված Նկար 3-ում. Ցույց տալ.Ինչպես ցույց է տրված Նկար 11ա-ում և բ-ում, միևնույն ժամանակ հայտնվում են փոքրիկ անկայուն կոռոզիոն փոսեր:Երբ ջերմաստիճանը բարձրանում է, թաղանթի շերտի վրա լուծույթում քայքայիչ իոնների ակտիվությունը մեծանում է, և փոքր անկայուն փոսերի խորությունը մեծանում է այնքան ժամանակ, մինչև թաղանթաշերտը ամբողջությամբ թափանցի թափանցիկ շերտը, ինչպես ցույց է տրված Նկար 11c-ում:Լուծվող միջավայրի ջերմաստիճանի հետագա բարձրացմամբ լուծույթում լուծված CO2-ի պարունակությունը արագանում է, ինչը հանգեցնում է լուծույթի pH արժեքի նվազմանը, SPP մակերեսի վրա ամենափոքր անկայուն կոռոզիոն փոսերի խտության ավելացմանը։ , սկզբնական կոռոզիոն փոսերի խորությունը ընդլայնվում և խորանում է, իսկ պասիվացնող թաղանթը նմուշի մակերեսի վրա Հաստության նվազմանը զուգընթաց, պասիվացնող թաղանթը դառնում է ավելի հակված փոսերի, ինչպես ցույց է տրված Նկար 11դ-ում:Իսկ էլեկտրաքիմիական արդյունքները լրացուցիչ հաստատեցին, որ ջերմաստիճանի փոփոխությունը որոշակի ազդեցություն ունի թաղանթի ամբողջականության և խտության վրա։Այսպիսով, կարելի է տեսնել, որ կոռոզիան CO2-ով հագեցած լուծույթներում, որոնք պարունակում են Cl-ի բարձր կոնցենտրացիաներ, էականորեն տարբերվում է Cl-67,68 ցածր կոնցենտրացիաներ պարունակող լուծույթների կոռոզիայից:
Կոռոզիոն գործընթաց 2205 DSS նոր թաղանթի ձևավորմամբ և ոչնչացմամբ:(ա) Գործընթաց 1, (բ) Գործընթաց 2, (գ) Գործընթաց 3, (դ) Գործընթաց 4:
2205 DSS-ի միջին կրիտիկական ջերմաստիճանը նմանակված լուծույթում, որը պարունակում է 100 գ/լ Cl– և հագեցած CO2, 66,9 ℃ է, իսկ փոսերի առավելագույն խորությունը՝ 12,9 մկմ, ինչը նվազեցնում է 2205 DSS-ի կոռոզիոն դիմադրությունը և մեծացնում է զգայունությունը փոսերի նկատմամբ:ջերմաստիճանի բարձրացում.
Հրապարակման ժամանակը՝ Փետրվար-16-2023