رفتار خوردگي شياري فولاد زنگ نزن 316 تحت حفاظت كاتدي در آب دريا

Crevice Corrosion Behaviors of AISI 316 Stainless Steel under Cathodic Protection in Seawater

در اين پژوهش مقاومت به خوردگي شياري فولاد زنگ نزن، تاثير حفاظت كاتدي بر خوردگي شياري اين آلياژ و توزيع جريان و پتانسيل در درون شيار مورد بررسي قرار گرفت.بدين منظور دو سري آزمايش به صورت جداگانه انجام شد. در قسمت اول براي ايجاد شيار از دو واشر پلاستيكي مطابق با استاندارد ASTM G0078-01 و براي حفاظت كاتدي از آندهاي فداشونده فولاد كربني، روي و آلومينيم استفاده شد. نتايج نشان داده، براي جلوگيري از خوردگي شياري فولاد زنگ نزن بايد سطح سازه به پتانسيل هاي منفي تر از 700- ميلي ولت (SCE) پلاريزه شود. نتايج بررسي هاي آزمايشگاهي نشان م يدهد، در مواردي كه از فولادهاي كربني استفاده م يشود ، حفاظت كامل در نسبت سطح آند به كاتد 20 به 1 به دست م يآيد و در نسبت سطح هاي بيشتر از اين مقدار نواحي درون شيار مقداري حساسيت به خوردگي نشان م يدهند. در مواردي كه ازآندهاي روي و آلومينيم استفاده شده، حفاظت كامل نواحي درون و بيرون شيار تحت شرايط مختلف در نسبت سطح 50 به 1 نيز امكان پذير م يباشد. در قسمت دوم اين تحقيق، توزيع جريان و پتانسيل درون يك شيار ايجاد شده بين دو تكه دايره اي شكل از فولاد زنگ نزن به قطر 250 ميل ي متر و ضخامت 0/7 ميلي متر كه فاصله بين آنها به اندازه 0/6 ميلي متر م يباشد ، مورد مطالعه قرار گرفت . توزيع جريان و پتانسيل با گذشت زمان به دليل كاهش اكسيژن و افزايش رسانايي محلول درون شيار يكنواخت تر مي شود . از طرفي پتانسيل و جريان كاهش بيشتر و يكنواختي كمتري را هنگامي كه پتاسيل منفي تر اعمال م يشود، نشان م يدهد. بر پايه اين يافته ها، مكانيزم پيشنهادي ارائه گرديده است.

Crevice corrosion greatly restricts the use of stainless steels in chloride media. In the first part of this study, attention focused on the resistance of AISI type 316 to crevice corrosion and response of crevice and bulk specimen of these alloys to cathodic protection by carbon steel, St37, zinc and aluminium sacrificial anodes. Use of multiple crevice assembly (ASTM G 78-95) for crevice former. For Zinc and Aluminium anodes complete protection of bulk and crevice specimen was achieved at cathode to anode area ratio 50:1. For carbon steel and St37 anodes complete protection achieved at area ratio 20:1, at area ratio more than this, region inside the crevice shown some susceptibility to crevice corrosion. Protection potential more than -600 mV (SCE) prevents crevice corrosion. Average current density needed for protection was about 80-120 mA/m2. In the second part of this study, potential and current density distributions inside a cathodically protected crevice of two circular segmented (100 mm radius and 0.7 mm thickness) of stainless steel in seawater and 5% ferric chloride solution was studied. The distribution became more uniform with time due to depletion of dissolved oxygen and increasing of solution conductivity. The potential and current density decrease more rapid and became less uniform when a more negative potential applied. In ferric chloride solution, distribution was less uniform because have low conductivity. Based on these results, two mechanisms were proposed for low and high- resistivity environments.