KFUPM ePrints

Corrosion behavior of mild steel under atmospheric and accelerated conditions after treatment by several inhibitor solutions

Malaibari, Zuhair Omar (2004) Corrosion behavior of mild steel under atmospheric and accelerated conditions after treatment by several inhibitor solutions. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

Full text not available from this repository.


Arabic Abstract

كبح التآكل الجوي للحديد الطل في منطقة الخليج ، تم بحثه هذه الدراسة . بعد البحث في المراجع المختلفة ، تم اختيار 10 مواد كيميائية لاختبارها بواسطة الطرق الكهروكيميائية في محلول مكون من كلوريد الصوديوم بتركيز 2% وكبريتات الصوديوم بتركيز 1% في المختبر كمثبطات لتآكل الحديد الطل . من هذه المواد العشر تم اختيار ثلاثة مواد وهي فوسفات ثنائي هيدروجين الصوديوم ، نترات ثنائي الهكسان الحلقي الأميني وبنزوات الصوديوم ، لدراستها تحت ظروف الجو العادية والظروف التسارعية المخبرية . ظروف استعمال هذه المثبطات مثل درجة حرارة عينات الحديد قبل معاملتها بالمثبط وتركيز المثبط نفسه تم تحديدها بواسطة الطرق الكهروكيميائية . لقد وجد أن درجة حرارة الغرفة هي درجة الحرارة الأفضل عند استعمال المثبطات الثلاثة . وجد أيضاً أن التركيز الفعال لمادة فوسفات ثنائي هيدروجين الصوديوم كان 10 مل مولار بينما كان 100 مل مولار هو التركيز الأفضل لكل من نترات ثنائي الكسان الحلقي الأميني وبنزوات الصوديوم . عند ظروف الاستعمال التي تم تحديدها مسبقاً ، قيمت المثبطات الثلاثة تحت ظروف الجو العادية بواسطة طريقة قياس الوزن المفقود والطرق الكهروكيميائية . أوضحت طريقة الوزن المفقود أن مادة فوسفات ثنائي هيدروجين الصوديوم كانت أفضل المواد الثلاثة وقد دامت فعاليتها طيلة ستة أشهر والتي كانت مدة الاختبار الجوي . وفي المقابل فإن المثبطين الآخرين قد فقدا فاعليتهما تماماً بنهاية مدة الاختبار . المثبطات الثلاثة أيضاً اختبرت تحت الظروف التسارعية وظروف التبليل والتجفيف المتعاقبين بواسطة الطرق الكهروكيميائية . لقد وجد أن مادة فوسفات ثنائي هيدروجين الصوديوم لم تكن فعالة في محلول كلوريد الصوديوم وكبريتات الصوديوم بل وكان معدل التآكل لعينات الحديد المعالجة بهذه المادة أعلى من ذلك للعينات غير المعالجة بأي مادة . في المقابل دامت فعالية بنزوات الصوديوم في هذا الاختبار لمدة ثلاثة أيام فقط . وكان المثبط نترات ثنائي الهكسان الحلقي الأميني أفضل الثلاثة حيث دامت فعاليته لمدة 20 يوماً . أما في الماء المقطر فقد كانت المثبطات الثلاثة فعالة طيلة فترة الاختبار والتي دامت 60 يوماً . وفي هذا الاختبار كان المثبطان نترات ثنائي الهكسان الحلقي الأميني وبنزوات الصوديوم أفضل من المثبط فوسفات ثنائي هيدروجين الصوديوم . في حالة اختبار التبليل والتجفيف المتعاقبين أثبتت المثبطات الثلاثة فعاليتها طيلة فترة الاختبار والتي دامت 60 يوماً . وكان المثبط فوسفات ثنائي هيدروجين الصوديوم أفضل الثلاثة . استخدمت الصور الفتوغرافية وتقنيات مجهر المسح الإلكتروني (SEM / EDS) في تحليل أسطح العينات ومكوناتها بعد تعريضها للظروف الجوية لفترات مختلفة . لقد وجد أن البثور والنتوءات الناتجة عن التآكل على الأسطح المعالجة بالمثبطين نترات ثنائي الهكسان الحلقي الأميني وبنزوات الصوديوم مساوية في حجمها لتلك البثور التي وجدت على أسطح العينات غير المعالجة ولكن أعدادها كانت أقل . أما الأسطح المعالجة بالمثبط فوسفات ثنائي هيدروجين الصوديوم فكانت تحتوي على أقل عدد من بثور التآكل في نفس الفترة . هذه المشاهدات توافقت بشكل جيد مع النتائج المستخلصة من القياسات الجوية .

English Abstract

Inhibition of atmospheric corrosion of mild steel in the Arabian Gulf region was investigated in this study. After searching the literature and the market ten chemicals were obtained to be tested by electrochemical techniques in a simulated solution of 2% NaCl and 1% Na₂SO₄ in the laboratory as corrosion inhibitors of mild steel. Among the chemicals screened sodium dihydrogen orthophosphate, dicyclohexylamine nitrite and sodium benzoate were selected for further investigation under atmospheric and accelerated laboratory conditions. Application conditions of the selected inhibitors, such as the temperature of steel specimens before immersion in the inhibitor solution and concentration of the inhibitor solution were also investigated by electrochemical techniques in the simulated solution. Room temperature was found to be the best application temperature for the three inhibitors. Effective concentrations for sodium dihydrogen orthophosphate, dicyclohexylamine nitrite and sodium benzoate were determined to be 10, 100 and 100 mM, respectively. The three inhibitors at the determined conditions were evaluated under atmospheric conditions by weight loss measurements and electrochemical techniques in the simulated solution. Weight loss results showed that sodium dihydrogen orthophosphate had the best performance among the three selected inhibitors being still effective at the end of six months of atmospheric exposure. The performances of dicyclohexylamine nitrite and sodium benzoate on the other hand, deteriorated with exposure time, loosing their inhibition effectiveness totally by the end of the exposure period. The three inhibitors were also evaluated in the laboratory under accelerated and wet-dry conditions using electrochemical techniques. During full immersion in the simulated solution (2% NaCl and 1% Na₂SO₄), sodium dihydrogen orthophosphate was not effective at all resulting in even higher corrosion rates than that of the untreated specimens. Sodium benzoate on the other hand was effective for three days only. Dicyclohexylamine nitrite was the most effective of them all keeping its effectiveness for as much as 20 days. However, when the three inhibitors were immersed in distilled water, all of them were effective during the sixty days of immersion while dicyclohexylamine nitrite and sodium benzoate treated specimens performed better than those treated with sodium dihydrogen orthophosphate. In the case of wet-dry cycling, the three inhibitors showed good performance during the whole sixty days of cycling. Sodium dihydrogen orthophosphate was the best of the three showing lower corrosion rates. Morphological and compositional changes on the surfaces of selected steel specimens during atmospheric exposure were analyzed by photography, SEM and EDS techniqes. Analysis of the specimens at different exposure periods showed that corrosion blisters on surfaces treated with dicyclohexylamine nitrite and sodium benzoate had sizes similar to those of untreated specimens but they were fewer. Sodium dihydrogen orthophosphate treated surfaces had the lowest number of corrosion blisters at the same period of exposure. These observations agree well with the atmospheric measurement results.



Item Type:Thesis (Masters)
Date:May 2004
Date Type:Completion
Subjects:Chemical Engineering
Divisions:College Of Engineering Sciences > Chemical Engineering Dept
Creators:Malaibari, Zuhair Omar
Committee Advisor:Kahraman, Ramazan
Committee Members:Saricimen, Huseyin and Al-Amer, Adnan M. Jarallah and Rahman, S. U. and Abbas, Nureddin
ID Code:10138
Deposited By:KFUPM ePrints Admin
Deposited On:22 Jun 2008 16:57
Last Modified:02 May 2011 15:02

Repository Staff Only: item control page