PDF olarak indir - Türkiye Korozyon Derneği

Transkript

YAYIN KURULU
PUBLISHING BOARD
Yves M.Günaltun
TOTAL S.A, Paris/Fransa
iki
two
www.korozyondernegi.org.tr
Dizgi ve Baský : Poyraz Ofset Tel: (312) 384 19 42 - 15 • Fax : (312) 384 18 77
XI. ULUSLARARASI KOROZYON SEMPOZYUMU
XI. Uluslararası Korozyon Sempozyumu (KORSEM08)
Dokuz Eylül Üniversitesi’ nin değerli katkıları ile 22-24 Ekim 2008
tarihlerinde İzmir’ de Sabancı Kültür Merkezi’ n de yapıldı. Bilindiği gibi, Korozyon Sempozyumu Korozyon Derneği’ nin önemli
bir etkinliğidir ve kuruluş yılı olan 1987’ den bu yana iki yılda bir
ve geleneksel olarak bir Türk Üniversitesi ile işbirliği içinde düzenlenmektedir. Orta doğu bölgesi ve komşu ülkelerde uluslararası seviyede bir etkinlik olarak tanınmasına karşın, Korozyon
Sempozyumu ilk yıllarda ulusal bir etkinlik olarak düzenlendi,
ancak giderek artan uluslararası katılım karşısında 1998 yılından
başlayarak bugüne değin ‘Uluslararası Korozyon Sempozyumu’
adıyla sürdürüldü.
Sempozyum, Prof.Dr.Semra Bilgiç’ in Korozyon Derneği, ve
Dokuz Eylül Üniversitesi Rektör Vekili Prof.Dr.Mehmet Füzün’
ün ev sahibi kuruluş adına yaptıkları açış konuşmaları ile çalışmalarına başladı. Konuşmalarda bu tür etkinliklerin uluslararası
düzeyde işbirliğini geliştirme ve korozyon alanında araştırma
yapan kurumlar arası iletişimi sağlama yönündeki katkılarına
özellikle vurgu yapıldı.
Sempozyumun sağladığı uluslararası ortamda gerçekleştirilen korozyonun teşhisi, izlenmesi, ölçümü ve önlenmesi ve özellikle korozyon kontrolünde ulaşılan bilgi ve deneyim düzeyine
ilişkin tartışma ve değerlendirmeler çeşitli ilgi alanlarına mensup
katılımcılar tarafından ilgi ile izlendi. İki paralel oturum düzeni
içinde sürdürülen sempozyuma 22’ si yurtdışından olmak üzere
toplam 58 bildiri sözlü ve 30 bildiri de poster olarak sunuldu.
Böylece dünyanın çeşitli ülkelerinden gelen katılımcılar benzer
ilgi alanlarında çalışan bilim insanları ile bilgi ve deneyim alışverişinde bulunma olanağına sahip oldular. Korozyonun enerji
üretim ve dağıtım sistemlerindeki yeri ve önemi sempozyumda
özel bir konu olarak ayrıca tartışılarak değerlendirildi. Sempozyum yurt içinden ve yurtdışından toplam 250 katılımcı tarafından
izlendi.
Sempozyumla eş zamanlı düzenlenen ‘Ürün ve Teknoloji
Sergisi’ malzeme ve techizat üreticileri ile katodik koruma sistemlerinin tasarımı, uygulanması, işletme ve izlenmesi alanlarında faaliyet gösteren firmaları sanayi ve akademik kesimlerden
gelen katılımcılarla buluşturarak önemli bir işlevi yerine getirdi.
Sempozyumun son gününde düzenlenen ‘Korozyon Teknolojileri ve Eğitiminde Yeni Gelişmeler’ konulu panel geniş bir
konuşmacı katılımıyla gerçekleştirildi. Prof.Dr.Ali Fuat Çakır’ ın
yönettiği panelde Prof.Dr.Semra Bilgiç, Dr. Bob Cuttings, Prof.
Dr.Kemal Nişancıoğlu, Prof.Dr.Michael Schütze ve Dr.Hamdy
Shalaby yaptıkları değerli katkılarla uluslararası etkileşim ve işbirliğinin önemini bir kere daha vurguladılar.
Korozyon Derneği, KORSEM08’ e sağladığı destek ve özellikle, sempozyumun ‘EFC Event Nr.314’ adıyla tanıtımına verdiği
onay için Avrupa Korozyon Federasyonu’ na teşekkürlerini sunar.
En içten başarı dileklerimizle,
Basım Tarihi : Temmuz 2009
XIth INTERNATIONAL CORROSION SYMPOSIUM
The XIth International Corrosion Symposium (CORSEM08)
organised with the contributions of the Dokuz Eylül University
was held at Sabanci Cultural Centre – Konak / IZMIR on 22-24
October 2008. The Corrosion Symposium is one of the various
activities of the Corrosion Association in Turkey since its foundation in 1987, and is organised traditionally in association with
one a Turkish University every two years. Although internationally recognised as a regular event in the Middle East Region, it
remained at national level until 1998 and thereafter it became an
international event attracting many participants at all levels from
all over the world.
At the opening ceremony, Prof. Dr. Semra Bilgiç-in the name
of the Corrosion Association in Turkey and Prof Dr. Mehmet
Füzün-Chancellor of Dokuz Eylül University delivered talks highlighting the importance of such a meeting in developing international collaboration and understanding between various working
groups in corrosion-related topics.
Topics related to the identification, monitoring, measuring
and prevention of corrosion were addressed in an international
setting and a state of the art discussion that followed stimulated
great interest among the delegates from different disciplines.
Fifty eight oral (22 of which were from outside Turkey) and 30
poster papers presented and discussed in a two parallel sessions during three days giving delegates from different countries
of the world the opportunity to express and exchange views with
their counterparts at an international level. Corrosion in energy
related systems in general was treated as a special topic of the
symposium. Around 250 delegates attended the meeting.
An inevitable part of the Symposium was a products and
technology exhibition, where exhibitors dealing in corrosion
related businesses, cathodic protection in particular, exhibited
their products and services and found an opportunity to meet
attendees and their target audience from industry as well as from
academic circles.
A panel discussion addressing “New Trends in Corrosion
Technology and Education” conducted by Prof. Dr. A. Fuat Çakır
was held on the last day of the symposium with five panelists
taking part including Prof. Dr. Semra Bilgiç, Dr. Bob Cottings,
Prof. Dr. Kemal Nişancioğlu, Prof. Dr. Michael Schutze and Dr.
Hamdy Shalaby. It was the highlight of the meeting with a special
emphasis indicating the importance of international collaboration
on educational and technological aspects of corrosion.
The Corrosion Association in Turkey would like to thank the
European Federation of Corrosion for the support allowing let the
symposium to be advertised with an EFC event number 314 on
the EFC website.
With kind regards!
Date of Printing : July 2009
KOROZYON EĞİTİMİ VE ÖĞRETİMİ
ÖZET
Korozyon istenmeyen bir olaydır.
Ekonomik kayıpların yanı sıra insan hayatı ve sağlığına zarar verir, çevre kirliliğine neden olur. Şüphesiz ki; bu kadar
önemli bir sorun ve bununla mücadelede eğitim ve öğretim büyük önem taşımaktadır. Korozyon eğitimi korozyon
bilimindeki tüm konularla bağlantılı bir
disiplindir. İnternet, sonra yıllarda sadece korozyon bilimini değil korozyon eğitimini de oldukça değiştirmiştir. Korozyonun tanımları, korozyon derslerinin
kapsam ve konuları, yayınlar, literatür
bilgileri, veri tabanları, dergiler, kurslar,
seminerler, danışmanlık hizmetleri, korozyonla ilgili standartlar, çalışma grupları, korozyon alanındaki personelin bilgi
ve belgelendirilmesi korozyon eğitimi ve
öğretiminin temelini oluşturmaktadır. Bu
sunumda Türkiye ve bazı ülkelerde korozyon eğitimi ve öğretimi ile ilgili bilgiler
verilecektir.
CORROSION EDUCATION AND
TRAINING
Corrosion is an undesired phenomenon. Besides the economical losses,
corrosion is harmful to human life and
health causing also environmental pollution. For these reasons, education and
training in corrosion and its prevention
are of grate importance. Corrosion
training is a discipline, closely related
to any topic in corrosion science. The
ever incresing internet utilization in the
recent years caused great changes not
only in corrosion science but also in
corrosion education and training. In the
broad sence ,the education and training
in this area cover the definitions of corrosion, scopes and topics treated in the
corrosion courses, publications, information on literatüre, databases, journals,
special courses, seminars, consultancy
services, research on corrosion, working
groups, and the personel training based
on available information and documents
on corrosion In this presentation, information will be given on corrosion education and training in Turkey and some
other countries.
1. GİRİŞ
Metal ve alaşımlar endüstrinin vazgeçilmez temel maddeleridir. Korozyon, başta metal
ve alaşımlar olmak üzere her
cins malzemenin çeşitli etkilerle
bozunmasıdır. Korozyon istenmeyen bir olaydır, ekonomik
bakımdan her ülkenin büyük kayıplara uğramasına neden olur.
Korozyon nedeniyle meydana
gelen malzeme, enerji ve emek
kaybı pek çok ülkenin gayri safi
milli gelirinin yaklaşık % 3,5 - %
5’i düzeyindedir. Ülkemiz için
bu değerin % 4,5 dolayında olduğu belirlenmiştir1-3. Bu değer
önemli bir ekonomik kayıptır.
Korozyona karşı bilinçli ve programlı yöntemler uygulanarak bu
kayıpların ortalama % 15-% 20
oranında geri kazanılabileceği
ilgili araştırmacılar tarafından
belirtilmektedir4,5.
Korozyon
maddi kayıpların yanı sıra insan
hayatı ve sağlığına zarar veren
ve çevre kirliliğine neden olan
bir olaydır.
Endüstri kuruluşlarının en
önemli sorunlarından birisi olan
korozyonla mücadelede her ülke
kendine özgü olan ve önemlili-
Semra BİLGİÇ
ğinde ön sıralarda bulunan endüstri alanlarındaki sorunlarla
ilgilenen, araştırma geliştirme
(Ar-Ge) merkezleri gibi kuruluşlarda çalışmalarını yoğunlaştırmaktadırlar. Korozyon ve neden
olduğu sonuçlar konusunda
bilgi ve eğitim yetersizliğinin önlenmesi üniversiteler, araştırma
merkezleri, endüstri ve yatırımcı
kuruluşların yer aldığı organize
bir .çalışma ile gerçekleştirilebilir. Korozyon bilimi çok karmaşık bir bilim dalıdır ve diğer
bir çok bilim dallarıyla ilişkilidir.
Sorunların belirlenmesi ve bunları çözümü için elektrokimya,
termodinamik, elektrokimyasal
kinetik, elektrokimyasal termodinamik, yüzey fiziği ve kimyası,
mekanik, metalurji ve malzeme
bilgisi gibi çeşitli bilim dallarındaki bilgilerin bir arada kullanılması gerekir. Bu nedenle de
eğitim ve öğretimin büyük önemi vardır.
2. TÜRKİYE’DE KOROZYON
EĞİTİMİ VE ÖĞRETİMİ
2.1. Korozyonla ilgili Kurum
ve Kuruluşlar
Türkiye’de korozyon konusundaki bilimsel çalışmaların
başlangıcı 1950’lere kadar gider. Ülkemizde katodik koruma
uygulamasına ilk olarak yurt
dışından getirilen gemilerde
KOROZYON, 16 (1-2), 2008 3
rastlanmıştır. Yer altında ve limanlardaki katodik
koruma, Türkiye’nin NATO üyesi olmasıyla yıllardır
ülkede NATO inşaatlarına bağlı olarak güncelliğini
koruyan bir konudur. Ankara Şeker Fabrikasının
Türkiye’de korozyon zararlarına karşı korunmada
çalışmalar yürüten endüstri araştırma merkezleri
arasında önemli bir yeri vardır. TÜBİTAK (Türkiye
Bilimsel ve Teknik Araştırma Kurumu) Marmara
Araştırma Merkezi bu alanda çok yoğun çalışmaların yapıldığı bir merkez olmuş ve korozyon konusunda yapılan teknik çalışmaların tamamı bilimsel
bu kurumda yürütülmüştür. Türkiye Petrolleri, Botaş ve İller Bankası gibi kurumlar da korozyonla
mücadelede etkin rol oynamışlardır Köklü bir Türk
Kurumu olan Devlet Demiryolları 1990 yılından beri
seminer ve kurslar yoluyla personelinin korozyonla
ilgili bilgilerini güncellemektedir.
Türkiye’de korozyon konumunda araştırma ve
eğitim yapan kurum ve kuruluşlar oldukça çeşitlidir. Bu kurumlardan ilki 1986 yılında TÜBİTAK Mühendislik Araştırma Grubu tarafından oluşturulan
“Korozyon İhtisas Komisyonu’dur. Amacı korozyon
konusunda ülkemizin öncelikle üzerinde araştırma
yapması gereken konuları saptamak, dünyadaki
teknolojik gelişmelerin Türkiye’de uygulanabilmesini sağlamak ve korozyon konusunda bir çalışma
grubu oluşturmak idi. Bu komisyon endüstrideki korozyon sorunlarını belirlemek için ayrı ayrı Korozyon
Bilgi Formu anketleri hazırlayarak bunları üniversitelere, üretici ve tüketici kuruluşlara göndermiştir.
Ancak sonuçlar değerlendirilmemiş ve komisyon
çalışmaları son bulmuştur6.
1971 yılında Bakanlar Kurulu kararı ile Birleşmiş
Milletler Kalkınma Programının (UNDP) ortak projesi olarak Mühendisler için Fabrika İçi Eğitim Merkezi
kurulmuştur. Bu merkezin amacı kamu ve özel sektör endüstri işletmelerinin çeşitli kademelerinde çalışmakta olan yönetici ve teknik personelin bilgi ve
görgülerini artırmak, beceri ve deneyim kazandırarak bunları endüstri kuruluşlarımızda uygulamak idi.
T.C. Hükümeti ile Birleşmiş Milletler Sınai Kalkınma
Teşkilatı [ United National Industrial Development ]
(UNIDO) arasında 5 yıl için ortak proje olarak kurulan merkez daha sonraki yıllarda gelişmesini Sınai
Eğitim ve Geliştirme Merkezi kısaca Segem adı ile
1990 yılına kadar sürdürmüştür. Bu tarihten sonra küçük ve orta ölçekli kuruluşlara KOSGEB adlı
kuruluş hizmet vermektedir6. Segem tarafından korozyonla ilgili düzenlenen seminerlere önceleri korozyon uzmanları Birleşmiş Milletler Sınai Kalkınma
Teşkilatı aracılığla dış ülkelerden getirilmiş sonraları
bu seminerlere üniversitelerimizden öğretim üyelerinin yanı sıra endüstri kuruluşları ve özel sektörden
4
KOROZYON, 16 (1-2), 2008
uygulayıcı uzmanlar katılmıştır. Bu seminer notları
Segem tarafından bastırılarak tüm katılımcılara dağıtılmıştır.
2.2 Türkiye Korozyon Derneği
Ülkemizde üniversite ve araştırma merkezleri ile
endüstri kuruluşları arasında iletişim kurmak, dayanışma sağlamak, korozyon ve neden olduğu sorunlarla ilgili yayınlar yapmak amacıyla üniversite ve
endüstri kuruluşlarından 20 üyenin katılımıyla 1987
yılında korozyon derneği kurulmuştur. Bu gün 109
kişisel üyeliği, 16 tüzel şirket üyesi olan dernek Türkiye Korozyon Derneği adı ile amacı doğrultusunda
şu çalışmaları yapmaktadır:
a) Korozyon bilimi ve korozyonu önleme yöntemlerinin gelişmesini özendirmek ve bunları uygulanması için gerekli teknolojilerin gelişmesini sağlamak,
b) Korozyon ve korozyonu önleme alanında
eğitim ve öğretime yardımcı olmak,
c) Korozyon ve korozyonu önleme konusunda
endüstri için gerekli eğitim olanaklarını araştırma ve
bu konuda diğer kuruluşlarla iş birliği yapmak,
d) ç) Korozyon ve korozyonu önleme ile ilgili
bilgileri toplayarak bunları öncelikle uygulayıcılara
aktarmak ve gerektiğinde başvuracak kaynak olarak depolamak,
e) Korozyon ve korozyonu önleme konusunda
bilimsel toplantılar, konferanslar, kurslar, seminerler düzenlemek,
f) Korozyon bilimi ve korozyonun önlenmesinde kullanılan yöntem, teknoloji, kurum ve malzemelerin tanıtımı için sergiler düzenlemek,
g) Benzer amaçlarla kurulmuş ve kurulacak
olan diğer derneklerle dernek amaçlarının gerçekleşmesine yönelik işbirliği yapmak.
Türkiye Korozyon Derneği 1988 yılından beri iki
yılda bir çeşitli üniversitelerimizle iş birliği yaparak
korozyon sempozyumları düzenlemekte, bu sempozyumlarda sunulan bildirileri ‘Korozyon Sempozyumu Bildiriler Kitabı’ adı ile yayınlayarak katılımcılara dağıtmaktadır. Önce ulusal özellik taşıyan
sempozyumlar zamanla uluslararası hale gelmiştir
ve VII. Sempozyumdan itibaren de ‘Uluslararası Korozyon Sempozyumu Bildiri Kitabı’ adı ile yayınlanmaktadır.
Türkiye Korozyon Derneğinin günlük kısa etkinlikleri arasında ODTÜ’de Ocak 1994’te ve İstanbul
Teknik Üniversitesinde Şubat 1994’te gerçekleştirilen Katodik Koruma seminerleri yer almaktadır.
Ayrıca endüstri kuruluşlarının istekleri doğrultusunda derneğin uzman üyeleri ilgili kuruluşlarda inceleme yaparak sorunları çözebilmekte veya bilgi
ve birikimleriyle çözüme katkıda bulunmaktadır.
Örneğin Ege Bölgesi Kimya Mühendisleri odasının
isteği üzerine bazı üyelerce Korozyon ve Denetimi
Teknik Semineri yapılmıştır (27- 29 Kasım 1997)
Katodik Koruma Seviye 1-2 Kursu 4-9 Aralık 2006
tarihlerinde Ankara’da İTÜ Evinde, Korozyon Eğitimi Semineri ise 12-14 Kasım 2007’de Aselsan’da
gerçekleştirilmiştir. Nisan 2009’da İTÜ Evinde ikinci
bir Katodik Koruma Eğitim Seminerinin yapılması
planlanmıştır.
Bu kurs ve eğitim seminerlerinin tasarımında
korozyonun temel ilkelerine öncelikle yer verilmektedir. Semineri veren uzmanlar seçilmiş belli konular üzerinde durarak korozyonu önlemenin ilke ve
uygulamalarını kapsamlı olarak işlenmektedirler.
Katılımcılara derslerde anlatılan temel konuları anlamarını kolaylaştırmak için küçük çapta deney ve
demonstrasyonlar yapılmaktadır. Bu kurs ve seminerlerde katılımcılar yaşadıkları korozyon sorunlarını gündeme getirmekte ve tartışmalar yapılmaktadır. Bu seminer ve kursların sonunda katılımcılara
doğru-yanlış veya çoktan seçmeli türünde sorulardan oluşan yazılı bir sınav yapılmaktadır. Bu sınavın birincil amacı seminerlerin başarısını ölçmek ve
yetersizlikleri belirlemektir. Bu seminerlerin sonunda tüm katılımcılara Türkiye Korozyon Derneğince
düzenlenen ‘Katılım Belgesi’ verilmektedir.
Türkiye Korozyon Derneği’nin yayınları arasında
1989 yılında yayına başlayan Korozyon Dergisi büyük önem taşımaktadır. Önceleri her dört ayda bir
yayınlanan dergi 5. cildinden sonra daha az sayıda
yayınlanmaya başlamıştır. Dergi yayını birleşik sayılar halinde sürdürülmektedir. Ayrıca dernek üyelerinin çeşitli kitap yayınları7-9 ilgili kişi ve kuruluşlara istedikleri takdirde ulaştırılmaktadır. Derneğimizin ilk
kitap yayını Prof. Dr. Saadet ÜNERİ’nin ‘Korozyon
ve Önlenmesi’ adlı kitabıdır5. Aynı yazarın ‘Korozyon Terimleri Sözlüğü’ Eskişehir Osmangazi Üniversitesince bastırılmıştır10.
Türkiye Korozyon Derneği 1990 Yılından beri
Uluslararası Korozyon Konseyi [International Corrosion of Council (ICC)] üyesidir. Türkiye burada
iki üye ile temsil edilmektedir. Bu kuruluşun her üç
yılda bir farklı kıtalarda düzenlediği kongrelere üyelerimiz zaman zaman katılmaktadır. Bunun yanı sıra
Türkiye Korozyon Derneği 2004 yılından beri Avrupa Korozyon Federasyonu [ European Federation
of Corrosion (EFC)] üyesidir. Bu kuruluşun her yıl
düzenlediği kongrelere katılmaktadır.
2.3 Üniversitelerimizde Korozyon Eğitim ve
Öğretimi
Üniversitelerimiz ülkemizde korozyon sorunları-
nın belirlenmesi ve çözümünde çok değerli katkılar
sağlamışlardır ve bu tür çalışmaları devam etmektedir. Bu gün Türkiye’de 11 üniversitede kimya,
metalurji ve malzeme mühendisliği disiplinlerinde
korozyon önemli bir ders olarak yer almaktadır. (
Çizelge 1. )
Çizelge 1. “Korozyon bilimi ve mühendisliği” dersi veren
üniversitelerimiz.
Tablo 1. Turkish universities that offer courses in corrosion science and
engineering.
(Bu üniversitelerin yaklaşık yarısında korozyon dersleri yüksek lisans ve
doktora dersi olarak okutulmakta ve bu araştırmalar tez olarak sunulup
yayınlanmaktadır).
1. Ankara Üniversitesi Fen Fakültesi Kimya
Bölümü, Ankara
2. Çukurova Üniversitesi Fen - Edebiyat
Fakültesi Kimya Bölümü, Adana
3. Dokuz Eylül Üniversitesi Mühendislik
Fakültesi Metalurji ve Malzeme
Mühendisliği Bölümü, İzmir
4. Gazi Üniversitesi Fen - Edebiyat
Fakültesi Kimya Bölümü, Ankara
5. Gazi Üniversitesi Mimarlık ve
Mühendislik Fakültesi Kimya Müh.
Bölümü, Ankara
6. İnönü Üniversitesi Fen Fakültesi Kimya
Bölümü, Malatya
7. İstanbul Teknik Üniversitesi Metalurji ve
Malzeme Mühendisliği Bölümü, İstanbul
8. Mersin Üniversitesi Fen-Edebiyat
Fakültesi Kimya Bölümü,Mersin
9. Mustafa Kemal Üniversitesi, Hatay
10. Kocaeli Üniversitesi, İzmit
11. Orta Doğu Tekni Üniversitesi Metalurji ve
Malzeme Mühendisliği Bölümü, Ankara
3.TARTIŞMA
Yukarıda belirtilen bütün girişim ve çabalara rağmen ülkemizde korozyonla mücadelede alınacak
önlemler konusunda yeterince başarılı olduğumuz
söylenemez. Bu konudaki yetersizliklerin giderilmesinde öncelikli bir girişim olarak her endüstri
kuruluşunun kendi içinde bir “Korozyon Birimi veya
Grubu” oluşturması, her endüstri dalında Merkezi
Korozyon Araştırma Laboratuvarı kurması gerekir.
Herhangi bir alet, donanım, yapı ve işletme tasarımında ortam göz önüne alınarak malzeme seçimi
yapılmalıdır. Böylece bakım harcamalarında ekonomik kayıplar büyük ölçüde azalacaktır.
KOROZYON, 16 (1-2), 2008 5
Üniversite ve endüstri kuruluşları arasındaki işbirliği daha da güçlendirilmelidir. Korozyon araştırmaları üniversiteler içinde kalmamalı, endüstriyel
sorunlara çözüm getirmelidir. Bu amaçla endüstride
çalışan elemanların üniversitelerde ilgili endüstrinin
korozyon sorunlarını araştırıp çözecek konularda
yüksek lisans ve doktora yapmalarını teşvik etmek,
kurslar vermek büyük yararlar sağlayacaktır Ana dilimizde mevcut literatür kaynaklarının azlığı önemli
bir sorundur. Ne yazık ki; Türkçe’de ulaşılabilir kitap
ve periyodik yayınların sayısı çok azdır. Burada da
üniversitelerimize büyük görevler düşmektedir.
4. YURTDIŞINDA KOROZYON EĞİTİMİ VE
ÖĞRETİMİ
Günümüzün gerçeği tüm mühendislik öğrencilerinin korozyon konusunda korozyon uzmanlarının
gerçek ihtiyaçlarını bilecek şekilde eğitilmelerini gerektirmektedir. Son yıllarda internetin gelişimi sadece korozyon bilimini değil korozyon eğitimini de değiştirmektedir. İnternet potansiyel olarak hem iletişim hem de bilgi paylaşımı için mükemmel bir araçtır ve eğitimde büyük işlevi vardır. Avrupa Korozyon
Federasyonunun (EFC) bünyesinde bulunan Korozyon Eğitimi Çalışma Grubu korozyon alanındaki
uzmanları bir araya getirerek fikir ve deneyimlerini
düzenli olarak paylaştırmayı ve gelişim için ihtiyaç
duyulan alanlarda işbirliği sağlamayı amaçlamaktadır. Görevi korozyon alanında öğrenme ve denetim
ile ilgili öğrenci ve öğretmenlere destek olacak bir
yaklaşım sağlamaktır11.
EFC çalışma grubu korozyon eğitimi ile sorunlarda öğretmen ve öğrencilere yardımcı olabilecek
bir eğitim sayfasının gerekliliğinden yola çıkarak
internet sayfası (www.efc.web.org) hazırlamıştır.
Ayrıca EFC desteğiyle korozyon mühendisliğinde
mesleki eğitimle bağlantılı olarak kullanılan uzaktan
modern öğretim araçları ihtiyacını karşılamaya yönelik yenilikçi çevrim içi öğretim sistemleri geliştirilmiştir. Mesleki eğitim ve e-öğrenme parasal yönden
Leonardo da Vinci programıyla desteklenmektedir.
Bunun yanı sıra korozyon teknisyenleri ve mühendisler için çağdaş “her yerde her zaman öğrenme”
düşüncesini geliştirmek için günümüzdeki bilgi ve
iletişim teknolojileri kullanılmaktadır12. Bunun sonucunda ‘korozyon öğretim tezgahı’ adı verilen yeni
bir site ortaya çıkmıştır (www.corrosion.tv) . Sitede
yenilikçi ve ‘hiperbolik bilgi tarayıcısı’ ve korozyon
ile korozyon önleme teknolojisi konularıyla ilgili
‘çok-fonksiyonel’ ve çok-dilli, çok-seviyeli kendiliğinden çalışmaya olanak sağlayan çeşitli etkileşim
materyalleri bulunmaktadır.
Günümüzde çeşitli Kanada Üniversiteleri’nde
6
KOROZYON, 16 (1-2), 2008
korozyonla ilgili lisans ve yüksek lisans dersleri verilmektedir. Ancak bu tür dersler zorunlu değil seçmelidir. Dersler genel mühendislik bölümlerinin ders
programlarında seçmece şeklinde verilmektedir.
Korozyon eğitmenleri ve uzmanları korozyon eğitimini sağlama yollarının eksikliği üzerinde odaklanmak için Kanada Korozyon Eğitimi Konseyi [CCEC]
ile yürütme kurulu NACE Kuzey Alanı ve NACE
Uluslararası Yerel Bilimler ile işbirliği içinde çalışmak üzere oluşturulmuştur. Konsey Kanada Korozyon Akademik Topluluğunu temsil eden teşkilattır
ve Kanada üniversitelerinin temsilcileri ile yüksek
düzeyde personel eğitiminde yer alan endüstrinin
korozyon uzmanlarından oluşmaktadır. Bu konsey,
dokuz üniversitenin on bir korozyon eğitmeninden
ve iki federal laboratuvardan oluşmaktadır13.
Kolombiya’da 1984’den beri araştırma, teknik
hizmet ve eğitim işleriyle ilgilenen çok gelişmiş akademik gruplardan biri Korozyon ve Önleme Grubu
(CPG) dir14. 2005 yılı itibariyle kadrosunda 12 profesör, 4 mühendis, 12 doktora sonrası öğrenci ile
yaklaşık 15 lisans öğrencisi bulunmakta idi. Grubun
amacı, eğitimi güçlendirmek ve personelin bilgi seviyesini arttırmaktır. Bu amaçla seçilen yollardan
biri, araştırma projeleri ile araştırmacı değişimini
içeren uluslararası işbirliği yollarını araştırmaktadır.
Yine 2005 yılı için üyelerden ikisinin doktora sonrası eğitimini tamamladığı altı üyenin ise doktora
çalışmalarına devam ettiği belirtilmiştir. Öte yandan
grubun dünyanın her yanından ziyaretçi ve ortaklarının bulunduğu uzun bir listesi vardır. Buna göre
Kanada’da bulunan CPG lisans, yüksek lisans ve
doktora programlarının (korozyon ve anti korozyon
konularında) yanı sıra korozyon alanındaki çeşitli
bilimsel ve teknolojik faaliyetlerden sorumludur9.
Uluslararası akademik işbirliğinin en önemli deneyimlerinden biri de CPG ve ALFA (Latin Amerika
Akademik Olşumu) tarafından idare edilen korozyon ve anti korozyon ile ilgili Avrupa ve Latin Amerika kurumları arasında bir işbirliği eylemi olan RICICOP ağıdır.
2005 yılında Çin’de yapılan bir araştırmaya göre
ülkede korozyonun neden olduğu yıllık kayıp gayri
safi milli gelirin yaklaşık % 5 ‘i dolaylarındadır. Bu
oranın büyük kısmını enerji sektöründeki korozyon
kayıpları oluşturmaktadır15. Çin’de korozyon eğitimi
ve öğretimi teknik olmayan korozyon önleme yöntemleri arasında en önemli sıradadır. Pek çok kuruluş farklı seviyelerde korozyonla ilgili elemanların
yararlandığı korozyon eğitimi vermektedir. Üniversiteler ve yüksekokullar elektrik endüstrisinde korozyonla ilgili eğitim ve öğretim sağlamada kilit rol oynamaktadır. Buna; mezun olabilmeleri için mühen-
dislik ders programlarında korozyon ve korozyon
kontrolü derslerinin yer alması örnek verilebilir. Ülkede 1999 yılına kadar Çin Devlet Enerji Teşkilatına
bağlı sekizden fazla elektrik gücü üniversitesi bulunmakta idi. Bunların hepsi de üniversite adlarında elektrik gücü ifadesini taşımakta idi. Bu üniversitelerden mezun olan binlerce mühendis bu gün
ülkede elektrik gücü endüstrisinde çalışmaktadır.
2000 yılında bu üniversiteler Eğitim Bakanlığı veya
İl Eğitim Kuruluna bağlanmıştır. Adlarında elektrik
gücü ifadesi bulunan üniversite sayısı günümüzde
sadece üçtür. Eğitim sistemi reformuyla bu üniversitelerdeki korozyon eğitim ve öğretimi de gelişmiştir. Örneğin Şanghay Elektrik Gücü Üniversitesinde
öğrenciler eskiden hem korozyonun elektrokimyasal teorisi hem de termal güç ekipmanının korozyon
kontrolü derslerini almakta idi. Günümüzde, bölümde kimya mühendisliği, malzeme mühendisliği ve
çevre mühendisliği olmak üzere üç temel disiplin
bulunmaktadır ve otuzun üzerinde okutman korozyon alanında araştırma yapmakta aynı zamanda eğitim vermektedir. Öğrencilere madde fiziği ve
kimyası ile yüzey mühendisliğine giriş derslerinde
korozyon ile ilgili konular anlatılmaktadır, bu derslerle öğrencilerin korozyonu önleme kabiliyetlerini
iyileştirmeye özel önem verilmektedir15. Ülkede güç
santralları ile dersler arasındaki bağlantılar güçlendirmiştir. Çin Devlet Elektrik Gücü Teşkilatının parasal desteğiyle kurulan Korozyon ve Korozyonu
Önleme Kilit Laboratuvarı sadece korozyon araştırmalarını değil, korozyon ders programlarının ihtiyaçlarını da karşılamaktadır.
5. SONUÇ
Bütün bu örnekler ve bilgiler günümüzde korozyon eğitimi ve öğretiminin çok önemli olduğu ve
pek çok ülkenin öncelikli konuları arasında bulunduğu gerçeğini göstermektedir. Ancak bu konudaki
eğitim ve öğretimin teknik okullar ve üniversitelerde
çok daha yaygın ve ağırlıklı olarak ele alınması, korozyon derslerinin lisans ve lisansüstü düzeylerde
seçmeli olarak değil; zorunlu ders olarak okutulması, içeriklerinin genişletilmesi gerekmektedir. Bunun
yanı sıra endüstri kuruluşlarındaki teknik eleman ve
personelin korozyon konusunda bilinçlendirilerek
temel bilgilerinin artırılması büyük önem taşımaktadır.
KAYNAKÇA
1. L.H. Bennet, et al., Economic Effects Of Metallic Corrosion
in the United States,Part 1. NBS Special Publications, Government Printing Office, Washington, 511, 1978.
2. A.F.Çakır, Progress İn The Understanding And Prevention
Of Corrosion, The Priority of Corrosion and Protetion in the
Turkish Economy Vol. 11, ed. Costa, J.M. and Mercer, A.D.,
The Institute of Materials, 671, 1993.
3. A.F.Çakır, VII. Uluslararası Metalurji ve Malzeme Kongresi
Bildiriler Kitabı, Türk Ekonomisinde Korozyon Kaybının
Boyutları Ve İrdelemeler, Ankara, 1985, , 4-8 Mayıs, Cilt II,
1347 (1993)
4. H.H.Uhlig, Corrosion Handbook, John Willey and Sons,
Inc 1948.
5. S. Üneri, Korozyon ve Önlenmesi, Korozyon Derneği,
Ankara, 1998.
6. S. Üneeri, Korozyon , Elektrokimya ve Korozyonun Türkiye’
deki Gelişimi ve Bugünü, Ankara, 3, 2003-2004.
7. H.Yalçın, T. Koç, Elektrokimya, Gazi Üniversitesi Müh. Fak.
Kimya Mühendisliği Bölümü, Ankara, 1995.
8. H. Yalçın, T. Koç, Mühendisler için Korozyon, Gazi Üniversitesi Müh. Fak . Kimya Mühendisliği Bölümü, Ankara, 1995.
9. H. Yalçın, T. Koç, Katodik Koruma, Gazi Üniversitesi Müh.
Fak . Kimya
Mühendisliği Bölümü, Ankara, 1999.
10. S. Üneri, Korozyon Terimleri Sözlüğü, Osmangazi Üniversitesi ve Korozyon Derneği, Ekim 2002.
11. J.M. Costa, P. Mc Intyre , ICC 16 th International Corrosion
Congress, Use of the Internet for Corrosion Education,
Beijing, China,736, 2005
12. W. Bogaerts, V. Thuy, B. Thi., Heyns, P. McIntyre, G. Pimenta, P. Poh, M. Piens, ICC 16 th International Corrosion
Congress, Online Tutoring and Delivery of Multi –Level and
Multi-Lingual Training Systems for Corrosion Technicians
and Engineers, Beijing, China, 737, 2005.
13. S.A. Shipilov, ICC 16 th International Corrosion Congress,
Current Status of and Needs for Corrosion Education:
Corrosion Education in Canadian Universities, Beijing,
China,735, 2005.
14. C. Arroyave, ICC 16 th International Corrosion Congress,
The International Network on Corrosion and Anti Corrosion
Science And Tecnology, Beijing, China, 744, 2005.
15. D. Zhang, and, G. Zhou,, ICC 16 th International Corrosion
Congress, Development of Corrosion Education in Electric
Power Industry of China, Beijing, China, 743, 2005
YAZAR
Semra Bilgiç, Ankara Üniversitesi Fen Fakültesi, Kimya Bölümü,
06100 Beşevler / Ankara,Türkiye, E-mail: [email protected].
edu.tr
KOROZYON, 16 (1-2), 2008 7
THE INFLUENCE OF TEMPERATURE, pH AND
PHOSPHATE ION (PO4-3) ON DISSOLUTION
AND PASSIVATION OF BRASS
ABSTRACT
The influence of temperature (293
K, 313 K, 333 K and 353 K), pH (2.1, 7.2
and 12.3) and phosphate ions (H2PO4-,
HPO42- and PO43-) on dissolution and
passivation of brass was studied in the
sulphate solution. The electrochemical-three electrode-technique was
employed. The cathodic and anodic
current-potential curves were obtained
by starting from the corrosion potential
measured against SCE and polarizing
it first in cathodic and then in anodic
direction. According to the experimental results, the passivation of brass is
succeeded at pH of 7.2 and 12.3, in
medium containing SO42- + PO43- at all
temperature. It should be expected that
brass surface at pH = 12.3 are covered
with ZnO, Zn(OH)2, Zn3(PO4)2 and small
amount of Cu2O, Cu(OH)2, Cu3(PO4)2
compounds. The anodic polarization
curves of brass in the solution containing sulphate and sulphate + phosphate
ions at pH=2.1 exhibit a broad potential
region where Zn(II) soluble species are
produced in the range from 293 K to 353
K. Brass was found not to be able to
passivate when the medium contains
only SO42- ions, however it corrodes
readily at pH=2.1, with and without
PO43- ions.
PİRİNÇ’İN PASİVASYONUNA VE
ÇÖZÜNMESİNE SICAKLIK,
pH VE FOSFAT İYONUNUN
(PO43-) ETKİSİ
Pirinç’in sülfatlı ortamlardaki pasivasyon ve çözünmesi üzerine, fosfat iyonlarının (H2PO4-, HPO42- and PO43-) etkileri
farklı sıcaklık (293 K, 313 K, 333 K ve
353 K) ve pH’larda (pH=2,1; 7,2 ve 12,3)
*
8
araştırıldı. Çalışmalarda elektrokimyasal üç elektrot tekniği uygulandı. Pirinç,
standart kalomel elektroda (SCE) karşı
ölçülen korozyon potansiyelinden itibaren önce katodik sonra da anodik yönde
polarizlenerek akım-potansiyel eğrileri
elde edildi. Deneysel sonuçlara göre;
2pirinç, pH’ın 7,2 ve 12,3 olduğu SO +
4
3PO iyonlarını içeren ortamlarda tüm sı4
caklıklarda pasifleşmektedir. pH’ın 12,3
olduğu koşullarda; pirinç yüzeyi, ZnO,
Zn(OH)2, Zn3(PO4)2 ve küçük miktarlarda
oluşan Cu2O, Cu(OH)2, Cu3(PO4)2 bileşikleri ile örtülmektedir. Pirinç’in anodik
polarizasyon eğrilerinden; pH=2,1’de,
her iki ortamda da sıcaklık arttıkça
(293 KÆ353 K)Zn(II) iyonları artmaktadır. Pirinç’in pH’ın 2,1 koşullarda, sade
2SO iyonu içeren ortamlarda pasifleş4
mediği
bulundu. Bununla birlikte, pirinç
2-
2-
pH=2,1’de hem SO hem de SO +
4
4
3PO iyonlarını içeren ortamlarda kolay4
ca korozyona uğramaktadır.
1. INTRODUCTION
The electrochemical behaviour of copper and/or zinc
has been studied extensively
in alkaline and slightly alkaline
solution1-2. It is well known that
passive films formed on pure
copper generally consist of duplex structure; an inner Cu2O
and an outer CuO layer, or hydrated copper oxide layer. The
composition of these phases
are dependent on the solution
composition and polarization
conditions3-7.
Most of the studies con-
Corrosponing auther, E-mail : [email protected]
KOROZYON, 16 (1-2), 2008
Güray KILINÇÇEKER*
Mehmet ERBİL
ducted on the electrochemical
behaviour of Cu-Zn alloys have
centred on stress corrosion
cracking and dezincification810
. However, it has also been
shown, that the passive layers formation on CuZn alloy in
neutral and alkaline solutions
consist of a complex combination of ZnO x H 2O and CuO2/
CuO phases by using electrochemical and surface analysis
techniques11-12.
There have been reported
that the heat exchange of the
passive films formed on Cu-Zn
alloys causes change in the
passive behaviour of the electrodes13-21. For example, Dennis14 showed that, Cu2O formed
on the copper surface and it
reduces the passivation rate of
the metal. The weight loss of
copper in H2SO4 solutions has
been measured by Deslouis et
al.15 and found that the weight
loss of copper was high. In the
same conditions Cordeiro16, has
also done the impedance measurments of bulk Cu2O, showed
that the charge transfer resistance is decreased considerably. In another reports, it has
been shown that the passive
layer on Cu-Zn alloys become
more resistant 17, 18.
In the case of pure zinc, it
has been shown that leads to an increase of the
corrosion rate in sulphate + chloride containing
solution19-21 and in alkaline solution also22-27. In general, passivity breakdown depends strongly on
the composition of the alloy, the aggressive environment and temperature. However, in contrast to
other metals and alloys, little is known about the
influence of temperature on the passivation and
corrosion of brass28-57.
The objective of the present work was to analyze
the influence of temperature on dissolution and
passivation of brass in the solution 0.1 M Na2SO4
as supporting electrolyte without/and with 0.1 M
Na3PO4 addition, at different pH (2.1, 7.2 and 12.3),
at the temperature range from 293 K to 353 K and
to postulate an appropriate metal dissolution mechanism.
2. EXPERIMENTAL
Electrochemical behaviour of brass was investigated in solutions containing 0.1 M Na2SO4 as
support electrolytes added with 0.1 M Na3PO4, at
different temperatures (293 K, 313 K, 333 K and 353
K) and at different pH values (2.1, 7.2 and 12.3). To
adjust pH values of the solutions H2SO4 and NaOH
were used. Chemicals used to prepare solution in
the experiments are of analytic purity (Merck), and
freshly solution have been used in all experiment.
Temperature adjustment of the mediums in question was accomplished with a thermostat type Nuve
BM 101.
Electrodes used in the experiment were a brass
bar (67 % Cu, 33 % Zn) with effective area of 1.15
cm2 built in polyester, used as the working electrode, a Pt plate (1 cm2 ) as auxiliary electrode and a
standard calomel electrode (SCE) as the reference
electrode. Polarization curves were obtained with
the help of three – electrode technique (Potentiostat
type Prt 10-0.5 Tacussel). Prior to each measurement, the surface area of working electrode have
been subjected to finishing on a metal grinder with
400, 600, 800 and 1000 grade emery paper respectively (Dap-8 Struers) and were washed with distilled
water and dried. Throughout the experiment, the
solution was stirred with a magnetic stirrer at a constant speed and the pH value was monitored with
pH meter (Edt Gp 353 Act pH). It took 2.5 hours before the system reached stable mix potential. From
the moment that the stable potential was measured
against the calomel electrode, the brass electrode
was polarized with a scan rate of 6 mV/min, first in
cathodic then in anodic direction upon which the
current potential curves were drawn (ranging be-
tween –1.8V - +1.8V). Then the semilogarithmic polarization curves have been drawn, and the anodic
and cathodic polarization slopes (respectively βa
and βc) have been obtained.
3. RESULTS AND DISCUSSION
The experimental results are given in Figure
1–3 and in Table 1 and 2. Figure1 to 3 illustrate the
curves obtained in mediums at pH 2.1, 7.2 and 12.3
respectively. In these figures working conditions
are illustrated in alphabetical order (a) for 293 K, (b)
for 313 K, (c) for 333 K and (d) for 353 K. Marked
on each figure are symbols ▲ and • for solutions
containing SO42- and SO42- + PO43- respectively.
The corrosion potentials of brass, measured in
0.1 M Na2SO4, 0.1 M Na2SO4 + 0.1 M Na3PO4 solution and the polarization slopes depending on the
medium, temperatures and pH values are given in
Table 1. The current density values measured at
–1.000 V and at + 0.500 V are also given in Table
2.
3.1. Solution of pH=2.1
As it can be seen in Figure 1 a-d corrosion potentials which are in the range between –0.083 and
–0.123 V in 0.1 M Na2SO4 solution change to –0.043
and –0.068 V after phosphate addition. The appearance of the polarization curves at such temperatures as respect 293 K, 313 K, 333 K and 353 K,
being independent of phosphate contained in the
medium, are quite close to each other.
After the values obtained from Figure 1 a-d and
given in Tables 1 and 2 were compared with each
other, the value (∂Ecor/∂T)pH,c was determined as
# 0.8 u 10 3 V/K. Polarization slopes ranged between 0.059 and 0.127 V/dec in mediums containing only SO42- ions whereas between 0.068 and
0.136 V/dec in SO42- + PO43- solutions. No systematic variation exists in polarization slopes depending on temperature (Table 1).
The current densities chosen at a given anodic
(+ 0.500 V) and a cathodic (-1.000 V) potential in
mediums containing SO42- ions at pH = 2.1 and
293 K were respectively 28 mA/cm2 and –10 mA/
cm2, whereas the current values at increased temperature at –1.000 V went down to 17 mA/cm2. The
temperature dependency of current value is not
systematic (Table 2).
Jinturkar et al.17 pointed out that surface adsorption of sulphate ions at acidic mediums (pH =
0-3), being relatively low energy producing, does
not inhibit conductance of anodic currents. Rebak
and Galvele18 point out that brass when polarized in
KOROZYON, 16 (1-2), 2008 9
2.5
2.5
1.5
1.5
0.5
0.5
log i (mA/cm 2)
log i (mA/cm 2)
anodic direction, in solutions containing phosphate
at relatively low acidic mediums (pH = 5), rather
a poor coating is formed on the surface by phosphate ions; such coating is reported to be caused
by Zn3(PO4)2 compound. Moreira et al.20 also points
out that copper under influence of anodic polarization tends to dissolve in parallel with temperature
increase in mediums with sulphate ions whereas
sulphate adsorbtion ratio decreases. This conclusion is also supported by experimental results from
our working conditions.
The composition of brass, which was used as
the working electrode, was 67 % copper and 33 %
zinc. Equilibrium potential of copper according to
the Nernst equation is taken as: E = Eo + RT/2F ln
a Cu 2+. In this equation Eo is 0.340 V and supposing
-0.5
-2.5
-3.5
-2000 -1000
0
1000
2.5
2.5
1.5
1.5
0.5
0.5
-0.5
-1.5
-2.5
(c)
0
1000
2000
E (mV/SCE)
(b)
E (mV/SCE)
Sulphate
Sulphate + Phosphate
-3.5
-2000 -1000
2000
log i (mA/cm 2)
log i (mA/cm 2)
(a)
-2.5
Sulphate
-0.5
-2.5
-3.5
-2000 -1000
0
1000
E (mV/SCE)
2000
(d)
-3.5
-2000
Sulphate
-1000
0
1000
2000
E (mV/SCE)
Figure 1. The Current Density-Potential Curves of Brass (67%Cu, 33%Zn)
in 0.1 M Na2SO4 and 0.1 M Na2SO4 + 0.1 M Na3PO4 Solutions at pH=2.1
(a; 293 K, b; 313 K, c; 333 K and d; 353 K).
Şekil 1. Pirinç’in, 0,1 M Na2SO4 ve 0,1 M Na2SO4 + 0,1 M Na3PO4 İçeren
Ortamlarda pH=2,1’de Elde Edilen Akım-Potansiyel Eğrileri (a; 293K, b;
313 K, c; 333 K, d; 353 K).
10
KOROZYON, 16 (1-2), 2008
[H2PO4-] = K1 · [H3PO4] / [H+] ; K1 = 7.52 x 10-3
[HPO42-] = K2 · [H2PO4-] / [H+] ; K2 =6.23 x 10-8
[PO43-] = K3 · [HPO42-] / [H+] ; K3 = 5.01 x 10-13
and the phosphate concentration with dependence of pH can be calculated with the equations as
follows23.
[PO43-] = K1 · K2 · K3 · [H3PO4] / [H+]3
log [PO43-] = -22.63 + 3 pH
-1.5
Sulphate
4
(∂E/∂T)ai = 5.95 u 10 V/K theoretically. Then the
corrosion potential deviation will be -0.012 V per
20°C. Experimental value of this potential deviation was determined as -0.016 V. Comparing the
standard reduction potentials of copper and zinc
with the corrosion potential of the alloy which was
used as working electrode, it is concluded that the
zinc composite corrodes selectively and the brass
was found to exhibit the characteristic behaviour of
copper21. Hence, in solutions of pH = 2.1, (Figure
1 a-d) brass is polarized to a more negative potential with respect to the theoretical equilibrium potential of copper and zinc, then the surface activity
is enhanced. This outcome supports the idea that
SO42- and PO43- ions being adsorbed poorly in 0.1
M Na2SO4 and 0.1 M Na2SO4 + 0.1 M Na3PO4 solutions, can not protect the surface16, 22.
The following equations is written in the solution
respectively,
-0.5
-1.5
-1.5
Cu2+ ion concentration is about ~10-6M, then E ≅
0.163 V is obtained. Similarly for zinc, E ≅ -0.940 V
can be obtained. Under these conditions, potential
variation per unit temperature can be calculated as
(1)
PO43- concentration in pH = 2.1 mediums was
calculated as 5.53 x 10-17 mol/L by the equation 1.
Since the theoretically calculated PO43- ion concentration is very small the coverage by phosphate
compounds is not expected.
The anodic polarization curves of brass in the
solution containing sulphate and sulphate + phosphate ions at pH=2.1 (Figure 1) exhibit a broad
potential region where Zn(II) soluble species are
produced through a thin ZnO x H 2O layer in the
range from 293 K to 353 K. At constant temperature, this potential region moves positively as the
zinc content in the alloy decreases24, whereas the
electrodissolution current increases with temperature (Table 2).
It can be concluded that the anodic layer formed
at anodic potentials consist of copper oxides and
ZnO x H 2O . It should be noted that value of x determining the water content of the zinc oxide layer decreases as temperature is increased, as the
Zn(OH)2 species is easily dehydrated approaching
the ZnO stoichiometry. The contribution of the electroformation of Cu2O species to the anodic layer
can be observed when the applied potential exceeds +0.250 V, whereas the electro-oxidation of
Cu2O to CuO takes place at E > +0.250 V25.
Recently various mechanism of brass dissolution and passivation in aqueous solutions have
been presented in the literature10-13, 22, 24, 26, 36-57. In
these mechanisms, the effect multistep valance
(ZnI, ZnII, CuI and CuII), the existence of several adsorbed intermediates (zinc oxides and copper oxides) and the formation of mixed zinc oxides and
copper oxides are considered.
The copper ratio is higher than zinc in brass
(67/33) but due to selective dissolution of zinc, at
the surface copper enrichment take place more
and more but the solution side of the metal/solution
interface zinc ion enrichment occurs. Taking into
consideration polarization slopes which we determined experimentally, at pH = 2.1, the dissolution
mechanism of brass given below is suggested by
us.
Zn(s)+ H2O
(ZnOH)ads + H+ + er.d.s
(ZnOH)ads
ZnOH+ + e+
+
ZnOH + H
Zn2+(aq) + H2O
__________________________________
Zn(s) + (n)H2O
Zn2+(aq) + 2e-
(2)
(3)
(4)
Considering that reaction step 3 is rds and it
controlls the dissolution of brass with reaction 2:
Zn(s) + H2O
(ZnOH)ads + H+ + e- (2)
r.d.s
(ZnOH)ads
ZnOH+ + e(3)
_________________________________________
Zn(s) + H2O
ZnOH+ + H+ + 2e- (5)
According to the reaction 5 it is true that
βa = (∂η/∂log ia )ai = 2.303 RT/2α5F
βc = (∂η/∂log ic )ai = -2.303 RT/2(1-α5)F
(6)
(7)
If α5 = 0.5, F = 96496 C, R = 8.314 J/mol K, T
= 298, it is calculated that βa and βc = 0.059 V/dec.
Considering that reaction rate can only be controlled by the reaction 3 it follows that
βa = (∂η/∂log ia )ai = 2.303 RT/α6F =0.118 V/dec,
(8)
Table 1. Corrosion potentials (Ecor), cathodic (βc) and anodic (βa)
polarization slopes of brass determined in different mediums, pH values
and temperatures.
Çizelge 1. Pirinç’in, Farklı Ortam, pH ve Sıcaklıklarda Belirlenen; Korozyon
Potansiyelleri (Ecor), Katodik (βc) ve Anodik (βa) Polarizasyon Eğimleri.
pH
Medium
2-
SO4
2.1
2-
3-
SO4 + PO4
2-
SO4
7.2
2-
3-
SO4 + PO4
2-
SO4
12.3
2-
3-
SO4 + PO4
Temperatur
e (T/K)
293
313
333
353
293
313
333
353
293
313
333
353
293
313
333
353
293
313
333
353
293
313
333
353
Ecor
(V/SCE)
-0.083
-0.100
-0.113
-0.123
-0.043
-0.049
-0.056
-0.068
-0.065
-0.124
-0.133
-0.191
-0.057
-0.105
-0.118
-0.168
-0.256
-0.271
-0.282
-0.297
-0.243
-0.252
-0.266
-0.271
Ec
(V.dec-1)
0.098
0.104
0.127
0.059
0.102
0.126
0.136
0.068
0.050
0.111
0.095
0.060
0.112
0.118
0.121
0.058
0.118
0.102
0.125
0.052
0.115
0.108
0.123
0.061
Ea
(V.dec-1)
0.086
0.107
0.122
0.068
0.078
0.093
0.102
0.070
0.081
0.112
0.096
0.067
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
βc = (∂η/∂log ic )ai = -2.303 RT/(1-α6)F=0.118 V/dec.
(9)
When we compare the variation range of polarization slopes experimentally determined by us
namely (0.059 – 0.136 V/dec) with those theoretically estimated above, it appears that at pH = 2.1,
the dissolution mechanism of brass is in accord
with the reaction 3 and/or 2 and 3 timely. In the
event that the surface is bare, the rate should only
be controlled by reaction 2 and 3. As to the case
where the reaction is controlled by reaction 3, this
proves the presence of a coating layer, though thin,
on the surface, which is most likely to be Zn3(PO4)2
compound poorly soluble at pH = 2.1. In other
words, the fact that anodic as well as cathodic polarization slopes determined at pH = 2.1 conditions
are approximately 0.060 V/dec proves that dissolution rate of brass is controlled by reaction 5 while
with polarization slopes appearing around 0.120 V/
dec shows that the dissolution rate is controlled by
reaction 3. As to the case where polarization slopes
range between 0.060 and 0.120 V/dec, it follows
that the mechanism is not controlled by only one
step of reaction, which can be traced to the unstable coating layer on the surface.
3.2 Solutions of pH=7.2 and 12.3
Figure 2 (pH=7.2) and 3 (pH=12.3) show the
polarization curves of brass in 0.1 M Na2SO4 and
with 0.1 M Na3PO4. The presence of phosphate has
a more profound effect on the rate of the anodic
than the cathodic reaction. The anodic reaction
is supported by the selective dissolution of zinc
and subsequently the simultaneous dissolution of
zinc and copper. The results show that at a certain
KOROZYON, 16 (1-2), 2008 11
2-
3-
SO4 + PO4
2-
SO4
7.2
2-
3-
SO4 + PO4
2-
SO4
12.3
2-
3-
SO4 + PO4
anodic current, the potential increases (in the positive direction) in the medium containing phosphate
ions.
For example, when brass is polarized in the
anodic direction (~0.000 V - ~ + 0.500 V) from
corrosion potential, current densities grow bigger
for both pH values in medium containing only SO42ions, while these current densities grow smaller in
SO42- + PO43- solutions at both pH values. As seen
in Table 2, in solutions with pH = 12.3 the current
densities measured show an increase from 0.213
mA/cm2 to 0.682 mA/cm2 at conditions where temperature is increased from 293 K to 353 K. These
current density values in solutions with pH = 7.2
are close to each other.
After making a comparison among the values
given Figure 2 and 3 as well as in Tables 1 and
2, we found that (∂Ecor/∂T)pH,c variation of brass in
solutions with pH=7.2 as ~ -2.0x10-3 V/K, while in
solutions with pH=12.3 as ~ -0.8.0x10-3 V/K. As to
anodic polarization slopes, there could be determined in mediums containing only SO42- ions (0.081
– 0.112 V/dec). In polarization curves obtained as
a result of anodic polarization of brass in SO42- +
PO43- solutions no linear zone could be obtained.
The change of those polarization slopes depending
on the temperature is not of systematic character
(Table 1).
It is stated by Kabasakaloğlu and et al.41 that
anodic polarization behaviour of brass in nearly
neutral and alkali solutions (pH=7.2 – 9.8) containing SO42- ions, vary depending on SO42- ion concentration (0.05–1M) as well as on pH value of the
12
KOROZYON, 16 (1-2), 2008
1.5
1.5
0.5
0.5
log i (mA/cm 2)
2.1
2.5
-0.5
-0.5
-1.5
-1.5
-2.5
-2.5
Sulphate
Sulphate
(a)
-3.5
-2000 -1000
0
1000
2000
E (mV/SCE)
(b)
1.5
1.5
0.5
0.5
-0.5
0
1000
2000
-0.5
-1.5
-2.5
-2.5
Sulphate
-3.5
-2000
-1000
E (mV/SCE)
2.5
-1.5
(c)
-3.5
-2000
2.5
2
2-
SO4
+0.500 V
(mA/cm2)
28.521
36.352
42.512
51.743
37.833
53.655
65.392
67.484
20.622
44.172
49.312
50.611
24.783
21.394
36.352
40.431
10.000
10.872
17.301
31.222
0.213
0.262
0.412
0.682
2.5
log i (mA/cm )
Medium
- 1.000 V
(mA/cm2)
-10.698
-10.959
-12.003
-16.956
-12.956
-15.739
-22.435
-24.000
-0.286
-0.408
-0.417
-0.486
-1.721
-1.026
-1.782
-4.695
-0.347
-0.365
-0.478
-0.486
-0.173
-0.208
-0.539
-0.721
log i (mA/cm 2)
pH
Temperature
(T/K)
293
313
333
353
293
313
333
353
293
313
333
353
293
313
333
353
293
313
333
353
293
313
333
353
log i (mA/cm 2)
Table 1. Corrosion potentials (Ecor), cathodic (βc) and anodic (βa)
polarization slopes of brass determined in different mediums, pH values
and temperatures.
Çizelge 1. Pirinç’in, Farklı Ortam, pH ve Sıcaklıklarda Belirlenen; Korozyon
Potansiyelleri (Ecor), Katodik (βc) ve Anodik (βa) Polarizasyon Eğimleri.
-1000
0
1000
E (mV/SCE)
Sulphate
-3.5
-2000 -1000
2000
(d)
0
1000 2000
E (mV/SCE)
in 0.1 M Na2SO4 and 0.1 M Na2SO4 + 0.1 M Na3PO4 Solutions at
pH=7.2 (a; 293 K, b; 313 K, c; 333 K and d; 353 K).
313 K, c; 333 K, d; 353 K).
medium. It is concluded that, the zinc ions resulting
from selective corrosion of the zinc composite in
the alloy react with the adsorbed SO42- ions, on the
surface, to form ZnSO4 3Z nO H 2 compound
which covers the surface partly. This compound
is also said to be seperated due to a dissolution–
precipitation mechanism. However, taking into consideration polarization slopes and the polarization
curves experimentally determined by us at pH=7.2
and 12.3 in mediums containing only SO42- ions, it
is clear that brass, even at these pH values, dissolves according to 2 – 5 mechanism (Figure 2, 3,
Table 1, 2).
On the other hand, it is pointed out in the literature that in solutions with PO43- ions OH-, H2PO4-,
HPO42- and PO43- ions in the medium form ZnO,
2.5
1.5
1.5
0.5
0.5
log i (mA/cm 2)
log i (mA/cm 2)
2.5
-0.5
-1.5
-1.5
-2.5
(a)
-3.5
-2000
-2.5
Sulphate
Sulphate
-1000
0
1000
-3.5
-2000
2000
(b)
2.5
1.5
1.5
0.5
0.5
2
-0.5
-3.5
-2000
0
1000
2000
-2.5
Sulphate
-1000
0
1000
E (mV/SCE)
(d)
2
2
Sulphate
-3.5
-2000 -1000
2000
3.3. Cathodic Reactions
According to the literature, when a cathodic potential is applied to a system the expected cathodic
reactions are oxygen (O2(g) + 4H+ + 4e2H2O) and/or proton (2H+ + 2eH2)
reduction. Since the reversible electrode potentials (at 298 K, 1 atm) for these events are EO2/ H2O
= 1.228 – 0.0591 pH and EH+/H2 = 0.000 – 0.0591
pH, O2 reduction occurs at a 1.23 V more inert potentials than in the case with hydrogen. Reversible
electrode potentials at possible cathodic events (O2
and/or H+) depending on pH value of the medium
are respectively as follows :
2
-0.5
-1.5
-1.5
-2.5
-1000
E (mV/SCE)
2.5
log i (mA/cm )
2
log i (mA/cm )
E (mV/SCE)
(c)
-0.5
shift value is –0.040 V for pH=7.2, the temperature
was identical for both pH’s, 20°C (Figure 2, 3, Table
1 and 2). Since such potential deviation enhances
the tendency for metal dissolution, sulphate and
phosphate adsorption decreases, thus enhances
dissolution of Zn3(PO4)2 compound covering the
surface of the metal, which accounts for partial passivation of brass at pH = 7.2 . PO43- ions in sufficient
numbers at pH = 12.3 medium even helps with passivation of brass. Moreover, this view is supported
by a decrease in the deviation of corrosion potential to negative values depending on increased pH
values. Hence it should be expected that a brass
surface at pH = 12.3 is covered with ZnO, Zn(OH)2,
Zn3(PO4)2 and a small amount of Cu2O, Cu(OH)2,
Cu3(PO4)2 compounds.
0
1000 2000
E (mV/SCE)
in 0.1 M Na2SO4 and 0.1 M Na2SO4 + 0.1 M Na3PO4 Solutions at
pH=12.3 (a; 293 K, b; 313 K, c; 333 K and d; 353 K).
313 K, c; 333 K, d; 353 K).
Zn(OH)2, Zn3(PO4)2, Cu2O, Cu(OH)2 and Cu3(PO4)2
compounds of low dissolution characteristic on the
surface and thus covering the surface, partially passivate the brass10, 14, 19, 20, 24. In the case of brass, the
presence of zinc phosphate on the alloy surface is
possible, for reasons related to the selective dezincification of brass and the highly insoluble nature
of zinc phosphate31-36.
Using the equation 1, the phosphate concentration at pH=12.3 is calculated theoretically as 0.1
mol/L, where the concentration, at pH = 7.2 should
be 9.71x10-2 mol/L. It can be deduced that at pH
= 12.3 PO43- ion concentration suffices a complete
passivation of brass while it does not at pH = 7.2
conditions. According to the experimental results,
the potential shift at pH=12.3 is –0.016 V as the
2
2
2
2
2
2
1) For pH=2.1
E O2/H2O = 1.104 V and E H+/H2 = -0.124 V
2) For pH=12.3 E O2/H2O = 0.501 V and E H+/H2 = -0.727 V
With a view to explain polarization characteristics of copper basic polarization curves given in the
form of Evans Diagrams were handled with a different approach put forward by Erbil31 and are illustrated in Figure 4. Significance of each zone shown
in Figure 4 is expressed as follows: Zones A and
B shows possible corrosion potentials for copper,
C and D shows possible corrosion potentials for
zinc. Anodic reaction in points A and B illustrates
dissolution of copper, on the other hand a cathodic
reaction denotes a reduction of O2 followed by hydrogen reduction. Anodic reaction in points C and
D illustrates dissolution of zinc, on the other hand a
cathodic reaction in point C reduction of hydrogen
and point D illustrates reduction of oxygen followed
by hydrogen reduction. When copper and zinc polarized in cathodic direction from corrosion potential, cathodic reaction rate shows a dissimilarities
depending on the pH value of the medium.
The most remarkable difference is the slope
KOROZYON, 16 (1-2), 2008 13
H+ + e-
½ H2
Zn2+ + 2e-
Zn
Cu2+ + 2e-
Cu
pH=12.3
x
C
ZnOH+ + e-
log i
pH=2.1
A
O2 dif. Lim current
x
x
D
~ -0.1 V
B
x
~ -0.7 V
½ O2 + H+ + 2e-
OH-
½ O2 + H2O + 2e-
2OH-
pH=2.1
pH=12.3
E
Figure 4. Principal Evans diagrams for copper and zinc.
Şekil 4. Bakır ve Çinkonun Evans Diagramı.
βc of cathodic polarization curves. When pH is
dropped from 12.3 to 2.1, it is possible that βc may
have any value ranging from ~ 0.120 V/dec to ∞.
It should also be kept in mind that a cathodic reaction incorporates various mechanism depending
on the values that βc could gain. Regardless of the
type of mechanism controlling the cathodic reaction, the dissolution rate of copper at pH = 2.1 always exceeds that of the dissolution at pH = 12.3
is about the same magnitude as diffusion limit current and the dissolution rate of zinc at pH = 2.1
always exceedes that of the dissolution at pH =
12.3 is greater than diffusion limit current. Furthermore, type of the metal particularly effects the rate
of cathodic reaction. On the copper surface under
cathodic polarization, oxygen reduction at pH =
2.1 occurs very rapidly followed by reduction of H+
ions, where as oxygen reduction at pH = 12.3 develops very slowly after which reduction of H+ ions
can be started when a limit current is reached (Figure 4). In other words it should be acknowledged
that, contrary to conventional belief, H+ ions can be
effective on cathodic reaction at higher pH values,
while oxygen ions at lower pH values.
An increase in the limiting current considered
as oxygen diffusion limiting current in paralle, during waiting period cannot originate from the oxygen itself. Thus an increased current may only be
originating from dissolution of the film layer on
the surface. It is expected that ZnO or Zn(OH)2
(pK Zn(OH)2 =16.7) film layer from according to the
Rebak et al.18. But according to the Pech-Canul et
al., Zn3(PO4)2 (pK Zn3(PO4)2
<<16.7) forms with formaZn (PO )
tion of ZnO or Zn(OH)2 14, 24, 26, 36-57.
Then the following possible mechanisms must
account for the development of current potential
curve in cathodic direction. Taking into consideration the polarization slopes experimentally determined by us at pH = 7.2 and 12.3, we suggest that
zinc may be reduced according to possible mechanisms given below:
2
3
14
According to mechanism A:
Zn2+(aq) + H2O
4 2
KOROZYON, 16 (1-2), 2008
ZnOH+ + H+
r.d.s
(ZnOH)ads
(ZnOH)ads + H+ + e-
(2)
(10)
Zn(s) + H2O
βc,A=(∂η/∂log⎪i-,Zn2+⎪)= -2.303RT/(1-α10)F ≅ 0.118V/dec
(11)
(12)
According to mechanism B:
Zn2+(aq) + H2O
[Zn(ZnOH)] +ZnOH+ + 2eZn(s) + ZnOH+ + e-
ZnOH+ + H+
r.d.s
[Zn(ZnOH)] + Zn(s) + OH[Zn(ZnOH)]
βc,B = (∂η/∂log ⎪i-,Zn2+⎪) = -2.303RT/2(1-α13)F ≅ 0.059 V/dec
(2)
(13)
(14)
(15)
When the range of variation of polarization slopes
experimentally determined (Table 1) is compared
with above estimated values, it appears that at pH
= 12.3 during reduction of zinc, the mechanism is
under time controlling by reaction 10, at times by
13. Participation of reaction 10 in controlling the action denotes the presence of a covering layer on
the surface, which must be Zn3(PO4)2 compound
having low solubility at pH = 12.3 conditions.
4. CONCLUSIONS
According to the results, it was found that both
anodic and cathodic polarization characteristics
vary depending on the composition of the alloy, pH
value and the temperature. Findings can be summarized as follows:
•
Brass is passivated in solutions SO42- with
and without PO43- and pH=7.2 and 12.3, primarly, with the ZnO, Zn(OH)2 and Zn3(PO4)2
compounds formation following the corrosion
of zinc composite in brass and then with the
contribution of CuO and Cu(OH)2 formation.
It is concluded that in the absence of phosphate ions (for both pH values), the passivation is very difficult and the produced passive
film. Also, the increasing temperature (293 K,
313 K, 333 K and 353 K) and lowering the pH
(pH=2.1), brass is found to corrode readily,
especially the zinc component of the alloy.
•
Cathodic current at the whole pH range meets
reduction of all corrosion products which do
not dissolve on the surface particularly including oxygen. Taking into account the compound of the medium and the metal, though
contrary to conventional belief, it should be
considered that H+ ions at higher pH values
and oxygen at lower pH values can be effec-
•
•
tive on cathodic reactions.
Comparing the theoretical equilibrium potentials of copper and zinc with the corrosion potential of brass, the zinc composite corrodes
primarily and Zn2+ ions are formed. Probably,
the resulting zinc ions form ZnO, (ZnOH)2 and
Zn3(PO4)2 compounds reacting with OH- and
PO43- ions present in the solution. It is estimated that these compounds are decomposed
because of potential shift and then the reduction of the zinc ions present in the surface layer, an increases the limit current.
It is suggested that protection processes of
copper and its alloys for heating – cooling systems with orthophosphates (Na3PO4) be made
at lower temperatures (293 K) and at higher
pH values (7.2 < pH < 12.3). It is necessary to
turn to other inhibitors in common with or without phosphates for protection applications of
heating–cooling systems at higher temperatures.
REFERENCES
1.
F. DE Quarto, S. Piazza and C. Sunseri: Electrochim.
Acta., 1985, 30, 315.
2.
E.M.M. Sutter, C. Fiaud and D. Lincot: Electrochim. Acta.,
1993, 38,1471.
3.
L.V. Das Chagas, E.W. Grabner and R.S. Goncalves:
Electrochim. Acta., 1995, 40, 735.
4.
A.M.Y.L. Rudd and C.B. Breslin: Electrochim. Acta., 2000,
45, 4015.
5.
M. Erbil: Corrosion (Tr), 1991, 3, 13.
6.
M. Erbil and W.J. Lorenz: Werkstoffe Und Korrosion.,
1978, 29, 505.
7.
R.N.Singh, L.Bahadur and P.Singh: Electrochim. Acta.,
1987, 32, 895.
8.
H.P. Leckie and H.H. Uhling: J. Electrochem. Soc., 1966,
113, 1262.
9.
H.B. Rudresh and S.M. Mayanna: Werkstoffe Und Korrosion. 1980, 31, 286.
10. M. Pourbaix: “Atlas Of Electrochemical Equilibria İn Aqueous Solutions, Pergamon Press, New York, Pp. 384-392,
1966.
11. M. Kabasakaloğlu: Corrosion (Tr), 1991, 3, 23.
14. J. Dennis, F. Filliaudeau and S.P. Gerard: Electrochim.
Acta., 1993, 38, 1951.
15. C. Deslouis, B. Trıbollet, G. Mengolı and M.M. Musiani: J.
Appl.Electrochem., 1988, 18, 374.
16. G.G.O. Cordeiro, O.E. Barcia and O.R. Mattos: Electrochim. Acta., 1993, 38, 319.
17. P. Jinturkar, Y.C. Guan and K.N. Han: Corrosion., 1998,
54, 106.
18. R.B. Rebak and J.R. Galvele: Corros. Sci., 1991, 29,
1003.
19. A.G. Gad Allah, M.W. Badawy, H.H. Rehan ad M.M. AbouRomia: J.Appl. Electrochem., 1989, 19, 928.
20. A. H. Moreira, A.V. Benedetti, P.L. Cabot and P.T.A.
21.
22.
23.
24.
25.
26.
27.
28.
29.
30.
31.
32.
33.
34.
35.
36.
37.
38.
39.
40.
41.
42.
43.
44.
45.
46.
47.
48.
49.
50.
51.
52.
Sumodjo: Electrochim. Acta., 1993, 38, 981.
J.O.M. Bockris and A. K. N. Reddy: Modern Electrochemistry, Vol: 2, Plenum Press, New York, 1977.
I. L. Rozenfeld and R. Hardin: Corrosion Inhibitors. Mc
Graw-Hill, New York, 1981.
V.L. Soneyik and D. Jenkins: Water Chemistry, John Wiley
And Sons, New York,1980.
C.P.De Pauli, M.C. Giardano, B.A. Lopez and M.E. Manzur: Corros. Sci., 1988, 28, 769.
M.A. Pech-Canul, R. Ramanauskas and L. Maldonado:
Electrochim. Acta.,1997, 42, 255.
B.B. Carmel and D.M. Digby: Electrochim. Acta.,1988, 44,
643.
K.Y.W. Danny, A.W.C. Bruce and R.M. Douglas: Electrochim. Acta., 1993, 38, 2121.
M.M. Laz, R.M. Souto, S.Gonzalez, R.C. Salvarezza and
A.J. Arvia: Electrochim. Acta., 1992, 37, 655.
J. Gomez Becerra, R.C. Salvarezza and A.J. Arvia: Electrochim. Acta., 1988, 33, 613.
I.T.E. Fonseca, A.C.S. Marin and A.C.Sa: Electrochim.
Acta., 1992, 37, 2541.
G. Kilinççeker, B. Yazici, M. Erbil and H.Galip: Turk. J.
Chem., 1999, 23, 41.
B. Yazici and M. Erbil: Chimica Acta Turcica, 1991, 19,
207.
S.S.Rosatto, P.L. Cabot, P.T.A. Sumadjo and A.V. Benedetti: Electrochim. Acta., 2001, 46,1043.
J.M. Maciel and S.M.L. Agostinho: J. Appl. Electrochem.,
2000, 30, 981.
W. Qafsaoui, Ch. Blanc, J. Roques, N. Pebere, A. Srhiri, C.
Mijoule and G. Mankowski: J. Appl. Electrochem., 2001,
31, 223.
E. A. Ashour and B. G. Ateya: Corros. Sci.,1995, 37, 371.
J. Dobryszcki and S. Biallozor: Corros. Sci., 2001, 43,
1309.
K. Aramaki: Corros. Sci., 2001, 43, 1573.
G. Kilinççeker, B. Yazici, A.B. Yilmaz and M. Erbil: Br. Corros. J., 2002, 37, 23.
İ. Dehri and M. Erbil: Br. Corros. J., 1999, 34, 299.
M. Kabasakaloğlu, T. Kıyak, O. Şendil, and A. Asan: Applied Surface Sci., 2002, 8162, 1.
G.Y.Vastag, E. Szocs, A. Shaban, I. Bertotı, K. Popov-Pergal and E. Kalman: Solid State Ionics, 2001, 141, 87.
C. Debiemme-Chouvy, F. Ammeloot and E.M.M. Sutter:
Applied Surface Sci., 2001, 174, 55.
K. Habib: Desalination, 2001, 135, 111.
M. Pourbaix: “Atlas Of Electrochemical Equilibria İn Aqueous Solutions” Pergamon Press, New York, 1966, Pp.
406-413.
F.K. Crundwell: Electrochim. Acta., 1991, 36, 2135.
F.K. Crundwell: Electrochim. Acta., 1992, 37, 2707.
D. Vasquez Moll, M.R.G. Dechialvo, R.C. Salvarezza And
A.J. Arvıa: Electrochim.Acta., 1985, 30, 1011.
M.Perez Sanchez, M. Barrera, S. Gonzalez, R.M.Souto,
R.C. Salvarezza and A.J. Arvıa: Electrochim. Acta., 1990,
35, 1337.
R.M. Souto, M. Perez Sanchez, M.Barrera, S.Gonzalez,
R.C. Salvarezza and A.J.Arvıa: Electrochim. Acta., 1992,
37, 1437.
A. Aytaç, Ü. Özmen and M. Kabasakaloğlu: Materials
Chemistry And Physics, 2005, 89, 176.
L. Nunez, E. Reguera, F. Corvo, E. Gonzalez and C.
KOROZYON, 16 (1-2), 2008 15
53.
54.
55.
56.
16
Vazquez: Corros.Sci., 2005, 47, 461.
E.E. Abd El Aal: Corros.Sci, 2006, 48(2), 343.
A.K. Nigam, R. Balasubramaniam, S. Bhargava and R.G.
Baligidad:
Corros. Sci, 2006, 48(7), 1666.
T. Doğan, G. Kılınççeker, Corrosion (Tr), 2006, 14, 14.
G. Kilinççeker, Colloids and Surfaces A., 2008, 329,112.
KOROZYON, 16 (1-2), 2008
57.
G. Kilinççeker, H. Galip, Materials Chemistry and Physics., 2008, 110, 380.
AUTHORS
Güray Kılınççeker, Mehmet Erbil : Cukurova University, Science
and Letters Faculty, Chemistry Department, Balcalı, Adana., Email : [email protected]
SAF ALUMİNYUMUN 0.1M HİDROKLORİK
ASİT ÇÖZELTİSİNDEKİ KOROZYONUNA BAZI
HETEROSİKLİK BİLEŞİKLERİN İNHİBİTÖR ETKİSİ
ÖZET
Bu çalışmada saf aluminyumun
0.1M HCl ortamında korozyonuna
benzimidazol-2-tiyon, benzoksazol-2tiyon ve benzotiyazol-2-tiyon’un inhibitör etkisi potansiyostatik polarizasyon
yöntemiyle araştırılmıştır. Bu amaçla
heterosiklik bileşiklerin 1x10-5M,5x10-5M,
1x10-4M, 5x10-4M, 1x10-3M derişimlerini
içeren 0.1M HCl çözeltilerinde korozyon
potansiyelleri, Ekor, korozyon akımları,
ikor, anodik ve katodik Tafel eğimleri,
βa,βc, inhibitör etkinlikleri, IE, ile kaplanma kesirleri, Ө, saptanmıştır. İnhibitör
etkinlik sırası benzimidazol-2-tiyon>
benzoksazol-2-tiyon > benzotiyazol2-tiyon şeklinde olduğu bulunmuştur.
Bu bileşiklerin katodik inhibitör olduğu,
inhibitör özelliklerinin aluminyum yüzeyinde adsorbsiyondan kaynaklandığı
bulunmuştur. Adsorpsiyon izotermlerinden de adsorpsiyon serbest enerjileri,
∆Gads ve adsorpsiyon denge sabitleri,
Kads, değerleri hesaplanmıştır. 0.1M
HCl ortamında bileşiklerin 1x10-3M ve
1x10-5M derişimlerini içeren çözeltilerde
20 oC, 30 oC, 40 oC, 50 oC ve 60oC farklı
sıcaklıklardaki korozyon hızları saptanmıştır. Farklı sıcaklıklardaki korozyon
hızı değerlerinden aktivasyon enerjileri,
Ea, aktivasyon entalpileri, ∆H*, aktivasyon entropileri, ∆S*, gibi aktivasyon parametreleri belirlenmiştir. Belirlenen bu
parametrelerden inhibitörlerin korozyonu önleme mekanizması açıklanmıştır.
INHIBITION EFFECT OF SOME
HETEROCYCLIC COMPOUNDS
ON PURE ALUMINIUM IN 0.1M
HYDROCHLORIC ACID
SOLUTION
In this study inhibitive behaviour of
benzimidazole-2-tione, benzoxazole-2tione and benzothiazole-2-tione on the
corrosion of pure aluminium in 0.1M HCl
has been investigated by potentiostatic
*
polarization technique. For this purpose
corrosion potentials, Ecorr, corrosion
rates, icorr, anodic and cathodic Tafel
slopes, βa,βc, inhibition efficiencies, IE,
surface coverages, Ө, of these heterocyclic compounds were determined in
0.1M HCl solutions containing various
concentrations e.g.(1x10-5 M, 5x10-5 M,
1x10-4 M, 5x10-4 M, 1x10-3M) of these
conpounds. The efficiency of these
compounds was found to follow the order of benzimidazole-2-tione> benzoxazole-2-tione> benzothiazole-2-tione.
It was observed that these compounds
behaves as cathodic inhibitor and inhibition actions were due to adsorption
on metal surface. From the adsorption
isotherms values of adsorption free
energies, ∆Gads and values equilibrium
constants, Kads, for the adsorption process. Corrosion rates in 0.1M HCl solutions containing 1x10-3M and 1x10-5M
concentration of these compounds
were determined at 20 oC, 30 oC, 40 oC,
50 oC ve 60oC. From the corrosion rates
at different temperatures activation parameters of the corrosion process such
as activation energies, Ea, activation entalpies, ∆H*, and activation entropies,
∆S*, were determined. From these parameters possible mechanism of the
corrosion and inhibition processes were
proposed.
1. GİRİŞ
Birçok endüstriyel süreçte
asit çözeltileri metal yapıtlarda
istenmeyen maddeler ve korozyon ürünlerini uzaklaştırmak
amacıyla kullanılmaktadır. Asitle
temizleme süreçlerinde en çok
kullanılan asit hidroklorik asit ve
sülfirik asittir. Bu süreç sırasında metal korozyona uğrayabilir.
Gözen BEREKET*
Arzu PINARBAŞI
Korozyonu önlemek ve asit harcanmasını azaltmak amacıyla
asit temizleme işlemlerinde ortama organik inhibitörler katılmaktadır.
Asidik ortamda kullanılan
organik inhibitörlerin birçoğu
yapılarında azot, kükürt, oksijen
içeren bileşiklerdir. Bu atomlar
eşleşmemiş elektron içerdiklerinden kimyasal adsorpsiyon
için olası adsorpsiyon merkezler
oluşturmaktadırlar. İnhibitör olarak çok sayıda organik bileşik
bulunmakla birlikte yeni bileşik
geliştirme zorunluluğu vardır.1
Aluminyumun
hidroklorik
asit ile temizleme sürecinde
korozyonu önlemek amacıyla
organik maddelerin kullanımıyla
ilgili birçok çalışma bulunmaktadır. Örneğin azot içeren siterin, nikotin, kinolin gibi organik
maddelerin aluminyumun asidik ortamda korozyonuna karşı
inhibitör davranışına ilişkin pek
çok çalışma bulunmaktadır .2-9
Ancak N-heterosiklik bileşikler
aluminyumun hidroklorik asit
ortamındaki korozyonunu önlemede özel bir yer tutar. Örneğin piperidin, piridin, pikolin
gibi.10,11 Yapısında azot bulunan
heterosiklik maddelerin inhibitör etkisine ilişkin çok çalışma
bulunmasına karşın yapısında
kükürt, oksijen bulunan heterosiklik maddelerin inhibitör et-
Corresponding author. E-mail : [email protected]
KOROZYON, 16 (1-2), 2008 17
kisine ilişkin çok fazla çalışma bulunmamaktadır.
Bu çalışmada yapısında oksijen ve kükürt bulunan
benzoksazol-2-tiyon ile yapısında azot ve kükürt bulunan benzimidazol-2-tiyon ve benzotiyazol-2-tiyon
olan bu üç heterosiklik bileşiğin 0.1M HCl ortamında aluminyumun korozyonuna inhibitör etkilerinin
araştırılması hedeflenmiştir. Beşli halkada azot, N,
kükürt, S, oksijen, O, içermesine göre inhibitör davranışına etkisinin aydınlatılması düşünülmüş, ayrıca
derişim ve sıcaklığın inhibitör davranışlarına etkisi
sistematik olarak da incelenmesi hedeflenmiştir.
2. DENEYSEL ÇALIŞMALAR
Potansiyostatik çalışmalar için deneylerde %99.9
saflıkta aluminyum silindirik çubuk teflon içine yerleştirilip polyestere gömülerek açıkta kalan yüzeyin
alanı 0.283cm2 olan çalışma elektrodu kullanılmıştır.
Referans elektrot olarak gümüş-gümüş klorür elektrot ve karşı elektrot olarak da platin elektrot kullanılmıştır. Potansiyeller Ag/AgCl/Cl- elektroduna karşı
ölçülmüş ve sonuçlar bu elektroda göre verilmiştir.
Saf aluminyum elektrot farklı kalınlıkta zımpara
kağıdı ile parlatıldıktan sonra saf su ile yıkanarak
deney çözeltisine daldırılmış ve 1 saat süreyle azot
gazı geçirilerek çözeltiden oksijen uzaklaştırılmıştır.
Potansiyostatik polarizasyon eğrileri EG&G PAR
363 model potansiyostat ve Thurbly 1503 model
multimetre ile elde edilmiştir. Gerekli elektriksel bağlantılar yapıldıktan sonra 30dak. Sistemin dengeye
gelmesi beklenmiş ve sistem dengeye geldiğinde
denge potansiyeli (korozyon potansiyeli) belirlenmiştir. Polarizasyon eğrileri korozyon potansiyelinden başlayarak anodik ve katodik yönde (+600mv
ve -600mv) potansiyelin 3 dakikada bir 25mV değiştirilip akım değerlerinin ölçülmesiyle elde edilmiştir.
Deney sonunda okunan akımların logaritması alınarak, korozyon akımları E-logi eğrilerinden Tafel ekstrapolasyon yöntemi ile elde edilmiştir.
Çalışmada kullanılan çözeltiler deiyonize su ile
hazırlanmıştır. Her saf maddenin de çözünürlüğünü
arttırmak amacı ile uygun hacme tamamlanmadan
önce 40 -50oC’ye kadar ısıtılmıştır. Bu maddelerin derişime bağlı etkisini incelemek için çözeltiler
1x10-5 M, 5x10-5 M, 1x10-4 M, 5x10-4 M, 1x10-3M derişimlerde hazırlanmıştır. Sıcaklık etkisini incelemek
amacıyla ceketli korozyon hücresi kullanılarak termostat ile su pompalanması sayesinde istenilen
sıcaklıklara ayarlanarak (30 oC,40 oC,50 oC,60 oC)
1x10-3M ve 1x10-5M derişimlerdeki çözeltilerin polarizasyon eğrileri elde edilmiştir.
MNDO yönteminin uygulanmasıyla çalışılan
moleküller için kuantum kimyasal hesaplamalar
yapılarak moleküllerdeki atomların kısmi yükleri
18
KOROZYON, 16 (1-2), 2008
saptanmıştır.12 inhibitör olarak kullanılan bu organik
maddeler Anadolu Üniversitesi, Eczacılık Fakültesi
öğretim üyelerinden Prof. Dr. Şeref Demirayak tarafından literatüre uygun şekilde sentezlenmiştir.13
İnhibitör moleküllerinin isimleri ve yük yoğunlukları
Şekil 1’de verilmiştir.
3. DENEY SONUÇLARI VE TARTIŞMA
3.1. İnhibitör Etkilerinin Termodinamik
Açıdan İncelenmesi
0.1M HCl içerisinde farklı derişimde BNZ, BSZ
ve BOZ içeren çözeltilerde polarizasyon eğrileri
elde edilmiştir.
Derişim etkisi : Şekil 1’de saf aluminyumun
0.1M HCl içerisinde farklı derişimde BNZ içeren çözeltilerde elde edilmiş E-logi eğrileri verilmektedir
Benzer eğriler 0.1M HCl içerisinde farklı derişimlerde BOZ ve BSZ için de elde edilmiş olup bu eğrilerden Tafel ekstrapolasyon yöntemiyle βa,βc ve ikor
değerleri saptanmış, ikor, değerlerinden kaplanma
kesri, Ө, inhibitör etkinliği değerleri, IE, hesaplanmıştır. Elde edilen bu korozyon karakteristikleri ÇiN
-0.213
-0.604
SH
0.157
N
H
Benzimidazol-2-tiyon (BNZ)
H
N
-0.124
-0.057
O
S
-0.486
Benzoksazol-2-tiyon (BOZ)
H
N
-0.116
-0.058
S
-0.459
S
Benzotiyazol-2-tiyon (BSZ)
Şema 1. Çalışılan moleküller için BOZ ve BSZ için tiyon tatomerik formu,
BNZ için merkapto tautomerik formu için yük yoğunlukları ve yapıların
kısaltılmış isimleri
Scheme 1. Names, structures abbrivations and distrubition of charges of
the studied inhibitor molecules for BOZ, BSZ for –tione tautomeric forms
and for BNZ for mercapto tautomeric forms
E (mV)
0
0.1M HCl
0,2
-6
-5
-4
0,0
-3
-2
logc
-0,2
Çizelge 2. Saf Aluminyumun 0.1 M HCl içerisinde 20oC de BNZ, BOZ ve
BSZ için adsorpsiyonunun termodinamik parametreleri
Table 2. Thermodynamic parameters of the adsorption of BNZ, BOZ and
BSZ on aluminium in 0.1 M HCl at 20oC
-3
-4
0.1M HCl + 5 x 10 M BNZ
-4
0.1M HCl + 1 x 10 M BNZ
-5
0.1M HCl + 1 x 10 M BNZ
Inhibitör Adsorpsiyon denge sabiti
Kads
BNZ
39.90
BSZ
26.03
BOZ
10.94
-1000
-1500
log i μA / cm
0
1
2
3
4
2
5
Şekil 1. Saf aluminyumun 0.1 M HCl +XM BNZ ortamında potansiyostatik
yöntemle elde edilen polarizasyon eğrileri.
Figure 1. Polarization curves of pure aluminium in 0.1 M HCl +XM BNZ
obtained by potantiostatic method.
Çizelge 1. Saf aluminyumun 0.1 M HCl içerisinde 20 OC de farklı
derişimlerdeki BNZ, BOZ ve BSZ için elektrokimyasal parametreleri
Table 1. Electrochemical parameters at pure aluminium obtained in 0.1
M HCl solution at 20 OC in presence of different concentration at BNZ,
BOZ and BS
Inhibitör
Deriíim
(M)
Ekor
(mV)
ȕa
(mV)
Ǻc
(mV)
ñkor
(ȝA cm-2)
---
1x10-1
1x10-5
5x10-5
1x10-4
5x10-4
1x10-3
-690
-690
-720
-755
-775
-760
75
32.9
50.4
63.3
71.4
57.5
179
142.9
217.4
178.6
151.5
142.8
BOZ
1x10-5
5x10-5
1x10-4
5x10-4
1x10-3
-710
-720
-725
-750
-760
62.5
62.5
60.5
64.9
74.6
BSZ
1x10-5
5x10-5
1x10-4
5x10-4
1x10-3
-695
-700
-715
-745
-750
31.3
62.5
55.9
60.5
74.6
BNZ
0,4
Şekil 2. 0.1M HCl içerisinde 20oC de BNZ için adsorpsiyon izotermi
Figure 2. Adsoprtion isotherms of BNZ in 0.1 M HCl at 20oC
0.1M HCl + 1 x 10 M BNZ
-500
0,6
log(TT
zelge 1’de topluca verilmektedir.
Çizelge 1’de görüldüğü gibi 0.1M HCl çözeltilerine kıyasla BNZ,BSZ, ve BOZ içeren çözeltilerde derişim arttıkça korozyon akımları, ikor, azalmış ve korozyon potansiyelleri, Ekor, negatife kayarak inhibitör
etkinliği, IE değerleri artmıştır. Derişimin artmasıyla
inhibitör etkinliğinin artması ve korozyon potansiyellerinin katodiğe kayması BNZ, BOZ ve BSZ’ün
katodik bölgelerde adsorplanıp katodik inhibitör
olarak davrandıklarını göstermektedir. BNZ, BOZ
ve BSZ için Çizelge 1’de verilen kaplanma kesri, Ө,
ve derişim, c, değerleri kullanılarak adsorbsiyonun
IE
ș
199
79.4
72.4
66.1
57.5
38.0
60.1
63.6
66.8
71.1
80.9
0.60
0.63
0.66
0.71
0.80
215.5
178.6
164.5
172.4
147.1
95.4
87.1
79.4
63.1
52.5
52.1
56.2
60.1
68.3
73.6
0.52
0.56
0.60
0.68
0.73
195.3
166.7
185.2
147.1
178.6
144.5
138.0
125.8
83.2
66.1
27.4
30.6
36.8
58.2
66.8
0.27
0.30
0.36
0.58
0.66
hangi izoterme uyduğu araştırılmıştır. BNZ, BOZ ve
BSZ için log (Ө/1-Ө)’nın log c ile çizgisel değiştiği
görülerek langmiur adsorpsiyon izotermine uyacak
şekilde yüzeyde adsorplandığı saptanmıştır.14 Şekil
2’de BNZ için elde edilen bu çizgisel değişim gö-
Adsorpsiyon serbest enerjisi
¨Gads (kJ. mol-1)
-19.09
-18.03
-15.88
rülmektedir. Benzer doğrular BOZ ve BSZ için de
elde edilmiştir. Adsorpsiyon serbest enerjisi, ∆Gads
ve adsorpsiyon denge sabitleri, Kads değerleri adsorpsiyon izotermlerinden yararlanarak ve aşağıdaki eşitlikler kullanılarak hesaplanmıştır:
Ө ( 1- Ө ) = Kc
Kads = 1 / 55.5 exp [-∆Gads / RT]
(1)
(2)
Eşitlik 2’deki 55.5 değeri çözeltideki suyun molar derişimidir. Hesaplanan termodinamik parametreler Çizelge 2’de verilmektedir.
Adsorpsiyon serbest enerjisi ∆Gads değerleri negatif olup inhibitör etkinliği fazla olan organik madde için bu değer daha da negatife kaymaktadır. Bu
sonuçlar aluminyum yüzeyinde adsorpsiyon tabakasının kararlılığını ve adsorpsiyon sürecinin kendiliğinden olduğunu göstermektedir. BNZ, BOZ ve
BSZ için adsorpsiyonla yüzeyi korozyondan koruma
mekanizması açıklanmadan önce hangi tautomerik
formda olabileceklerinin bilinmesi gerekmektedir.
Teorik çalışmalar benzimidazol-2-tiyon’un merkapto tautomerik formda olduğunu göstermektedir.15
Asidik çözeltilerde merkapto formunda olan BNZ,
protonlanmış
halde
benzimidazolyum-2-tiyon
(InH+) iyonu halinde bulunabilir. Aluminyumun HCl
ortamındaki korozyonu ile ilgili litaretürde aşağıdaki mekanizma önerilmektedir.16 Bu mekanizmaya
göre aluminyumun anodik çözünmesi (a) ve (b) basamaklarından oluşmaktadır.
KOROZYON, 16 (1-2), 2008 19
K
K
Al +Cl
AlCl-ads
-
AlCl-ads + Cl -
(a)
AlCl2+ + 3e-
(b)
Katodik hidrojenin çıkışı ise (c) ve (d) basamaklarından oluşur.
H+ + e-
K2
Hads
(c)
yavaş
H+ +Hads + e-
H2
(d)
İnhibitör molekülü nötral benzimidazol-2tiyon için, nötral formu, In ve katyonik formu
benzimidazolyum-2-tiyon, InH+, olarak simgelenirse, bu maddeler adsorpsiyonla korozyon reaksiyonundaki basamaklara etki edebilir. Protonlanmış
halde, InH+, formunda olan inhibitör AlClad- türü ile
elektrostatik olarak (e) deki gibi adsorplanır.
AlCl-ads + InH+
AlCl-H+In
(e)
Bu reaksiyon (b)’deki AlClads –‘nin AlCl2+’ya geçme reaksiyonunu önleyebilir. Ancak bir süre sonra
katodik bölgede hidrojen çıkışı nedeniyle reaksiyon
(f)’de görüldüğü gibi oluşan bazlık sonucu katyonik formdaki benzimidazolyum-2-tiyon, InH+, nötral
benzimidazol-2-tiyon, In, formuna geçerek aluminyumun yüzeyine yük yoğunluğu fazla olan bölgelerden tutunabilir. (f)
InH (suda)
+
K
K1
In + H
+
K
K2
Al:In
(f)
Benzer durum demirin hidroklorik asit ortamında organik aminlerin korozyon inhibasyonu için
gözlenmiştir.17
BOZ ve BSZ için adsorpsiyon mekanizmasının
tiyon tautomerik yapıda bulunduğu teorik hesaplamalarla gösterilmiştir.18 Tiyon tautomerik formunda BOZ ve BSZ 0.1M HCl içerisinde protonlanmış
halde bulunamaz. Bu nedenle BOZ ve BSZ aluminyum yüzeyine protonlanmamış halde yük yoğunluğu fazla olan noktalardan tiyon formunda tutunarak
korozyona engel olur.
Al + In
20
K
K3
AlInads
KOROZYON, 16 (1-2), 2008
(g)
Şekil 3. Saf aluminyumun 0.1M HCl içerisinde 1x10-4M için BNZ, BOZ ve
BSZ için potansiyostatik yöntemle elde edilen polarizasyon eğrileri
Figure 3. Polarization curves of pure aluminium in 0.1 M HCl +1x10-4M
BNZ, BOZ and BSZ obtained by potantiostatic method
Hetero atom farklılığının inhibitör etkinliğindeki
rolü: Şekil 3 20oC’de 0.1M HCl içerisinde 1x10-4M
BNZ, BOZ ve BSZ içeren çözeltilerde elde edilmiş
E-logi eğrileri bir arada verilmektedir. Bu eğriler
beşli halkada, N, bulunduran, BNZ en düşük korozyon akımı değeri, Beşli halkada, S, bulunduran BSZ
en yüksek korozyon akımı değeri, beşli halkada, O,
içerenin de arada korozyon akımı verdiği anlaşılabilir. Çizelge 1’de verilen deney sonuçlarından BNZ,
BSZ ve BOZ’un inhibitör etkinliklerinin aşağıdaki sırayı izlediği bulunmuştur:
BNZ > BOZ > BSZ
3.2. İnhibitör Etkilerinin Kinetik Açıdan
İncelenmesi
BNZ, BOZ ve BSZ’un aktivasyon parametrelerini
belirlemek için 0.1M HCl içerisinde 1x10-3M derişimde ve 1x10-5M derişimde BNZ, BOZ ve BSZ içeren
çözeltilerde 20oC, 30 oC, 40 oC, 50 oC ve 60 oC’de
sıcaklığa bağlı polarizasyon eğrileri elde edilmiştir.
Şekil 4’de 1x10-3M BNZ için sıcaklığa bağlı E-logi
eğrileri verilmektedir. Benzer polarizasyon eğrileri
0.1M HCl içerisinde farklı sıcaklıklarda ve iki derişimde BOZ ve BSZ için de elde edilmiştir. Sıcaklığa bağlı E-logi eğrilerinden Tafel ekstrapolasyon
yöntemiyle βa, βc ve ikor, değerleri saptanmış , ikor,
değerlerinden inhibitör etkinliği IE değerleri hesaplanarak Çizelge 3’de toplu olarak verilmiştir.
Arrhenius teorisi (Eşitlik 3) ve geçiş hal teorisi
(Eşitlik 4) kullanılarak aktivasyon enerjisi, Ea, aktivasyon entalpisi, ∆H* ve aktivasyon entropisi, ∆S*,
hesaplanmıştır:
k = Aexp (-Ea / RT )
k = ( RT / N h) exp (∆S* / R) exp (-∆H* / RT
(3)
(4)
3,0
E (mV)
0
20 °C
30 °C
40 °C
50 °C
60 °C
-200
-400
2,0
logi
-600
-800
1,0
-1000
-1200
-1400
log i μA / cm
0
1
2
3
4
5
2
0,0
0,0029
6
Şekil 4. Saf aluminyumun 0.1 M HCl içerisindeki 1x10-3 M BNZ için faklı
sıcaklıklardaki polarizasyon eğrileri
Figure 4. Polarization curves of pure aluminium in 0.1 M HCl solution in
presence of 1x10-3 M BNZ obtained at different temperatures
Çizelge 3. Saf aluminyumun 0.1M HCl içerisinde farklı derişimlerdeki
BNZ, BOZ ve BSZ korozyonu için aktivasyon parametreleri
Table 3. Activation parameters of the corrosion of pure aluminium in 0.1 M
HCl containing different concentration of BNZ, BOZ and BSZ
--BNZ
1x105(M)1
x103(M)
BOZ
1x105(M)
1x103(M)
BSZ
1x105(M)
1x103(M)
Ea*
(kJ mol-1)
22.75
¨H*
(kJ mol-1)
20.14
¨S*
(kJ mol-1 K-1)
-0.133
40.72
50.74
38.08
41.11
-0.079
-0.049
34.06
45.81
31.51
43.09
-0.099
-0.049
31.41
43.50
28.79
41.01
-0.11
-0.069
0,0031
0,0032
0,0033
0,0034
0,0035
1
0
0,0030
ln(i/T)
Inhibitör
0,0030
Şekil 5. Saf aluminyumun 0.1 M HCl çözeltisinde 1x10-3 M BNZ için log
ikor un 1/Tye karşı grafiği
Figure 5. Plot of log icorr versus 1/T for pure aluminium in 0.1 M HCl
solution containing 1x10-3 M BNZ
0,0031
0,0032
0,0033
0,0034
1/T
-1
-2
Bu eşitlikteki k, R, N,h sırasıyla hız sabiti, gaz sabiti, avagadro sayısı ve boltzman sabitidir. Değişik
sıcaklıklardaki ikor değerleri kullanılarak log ikor değerleri 1/T değerlerine karşı grafiğe geçirilerek aktivasyon enerjileri, Ea, değerleri hesaplanmıştır. Şekil
5’de 1x10-3M BNZ için logi- 1/T grafiği verilmektedir.
ln (ikor/T ) değerleri 1/T değerlerine karşı grafiğe geçirilerek, BNZ, BOZ ve BSZ için aktivasyon entalpisi, ∆H*, aktivasyon entropisi, ∆S* değerleri hesaplanmıştır. Şekil 6’da 1x10-5M BNZ için ln (ikor/T ) – 1/T
grafiği verilmektedir.
Çizelge 4’de 0.1M HCl içerisinde 1x10-5M ve
1x10-3M BNZ, BOZ ve BSZ içeren çözeltilerde elde
edilen kinetik parametreler topluca verilmektedir.
Bu değerler, Arrhenius eşitliği ve geçiş hal teorisi
eşitliği kullanılarak hesaplanmıştır:
ln(k2/k1) = -∆E/R (1/T2-1/T1)
ln(k1T2/k2T1) = ∆H*/R (T1-T2/T2.T1)
ln(icorr/T) = ln(k/h) + ∆S*/R - ∆H*/RT
(5)
(6)
(7)
Çizelge 4 incelendiğinde BNZ, BOZ ve BSZ içe-
Şekil 6. Saf aluminyumun 0.1 M HCl çözeltisinde 1x10-5 M BNZ için ln
(ikor/T) nin 1/T ye karşı grafiği
Figure 6. Plot of ln (icorr/T) versus 1/T for pure aluminium in 0.1 M HCl
solution containing 1x10-5 M BNZ
ren çözeltilerde aktivasyon enerjisi, Ea ve aktivasyon
entalpisi, ∆H*, değerlerinin sadece 0.1M HCl içeren
çözeltilerdeki Ea ve ∆H* değerlerinden daha büyük
olduğu görülebilir. Bu ise incelenen üç inhibitör içerisinde korozyon hızının daha yavaş olmasını açıklamaktadır. Bu değerlerdeki artış derişimin artmasıyla
paralellik gösterdiği gibi inhibitör etkinliği sırasına
göre de paralellik gösterdiği söylenebilir.
Aktivasyon entropisi, ∆S*, değerleri ise hem
0.1M HCl çözeltisinde hem de BNZ, BOZ ve BSZ
içeren 0.1M HCl içerisinde negatif değerlerdedir.
Ancak inhibitör içeren çözeltilerdeki ∆S* değerleri
inhibitör içermeyen 0.1M HCl çözeltisinde bulunan,
∆S* değerinden büyüktür. Nötral ve asidik ortamda
aluminyum korozyonu katodik reaksiyonun kontrol
ettiği kaydedilmektedir.19 Asidik ortamdaki katodik
reaksiyon hidrojen çıkışı olup aşağıdaki iki basamakla yürür:
K2
H+ + eHads
(c)
KOROZYON, 16 (1-2), 2008 21
Çizelge 4. Saf Aluminyumun 0.1M HCl içerisinde iki farklı derişim deki
BNZ, BOZ ve BSZ için değişik sıcaklıklardaki Tafel eğrilerinden korozyon
karakteristikleri.
Table 4. Corrosion characteristics from Tafel polarisation curves obtained
in 0.1M HCl solutions in the presence of two different concentrations of
BNZ, BOZ, BSZ and at different temperature
Inhibitör
---
BNZ
BNZ
BOZ
BOZ
BSZ
BSZ
SÜcaklÜk
(oC)
20
30
40
50
60
20
30
40
50
60
20
30
40
50
60
20
30
40
50
60
20
30
40
50
60
20
30
40
50
60
20
30
40
50
60
Deriíim
(M)
1x10-1
1x10-1
1x10-1
1x10-1
1x10-1
1x10-5
1x10-5
1x10-5
1x10-5
1x10-5
1x10-3
1x10-3
1x10-3
1x10-3
1x10-3
1x10-5
1x10-5
1x10-5
1x10-5
1x10-5
1x10-3
1x10-3
1x10-3
1x10-3
1x10-3
1x10-5
1x10-5
1x10-5
1x10-5
1x10-5
1x10-3
1x10-3
1x10-3
1x10-3
1x10-3
Ekor
(mV)
-690
-780
-785
-795
-765
-690
-695
-700
-705
-720
-760
-775
-790
-815
-810
-710
-720
-770
-690
-710
-760
-755
-765
-770
-790
-695
-710
-685
-725
-695
-750
-775
-765
-770
-770
Ǻc
ñkor
(mV) (ȝAcm2)
179.0
199
208.3 239.9
250
263.0
217.4 416.9
227.3 630.9
142.9
79.4
217.4 120.2
200.0 199.5
263.2 331.1
263.2 602.56
142.8
38
192.0 100.0
185.2 181.9
208.3 301.9
208.3 501.2
215.5
95.4
192.3 138.0
172.4 190.5
185.2 346.7
263.2 501.2
147.1
52.5
178.6 114.8
142.9 190.5
178.6 331.1
161.3 524.8
189.4 125.8
192.3 181.9
200.0 229.1
200.0 380.2
195.3 144.5
178.6
66.1
166.7 125.8
161.3 208.9
172.4 363.1
200.0 575.4
ȕa
(mV)
75.0
108.7
106.4
131.6
98.7
32.9
39.5
39.9
61.7
64.9
57.5
75.8
90.9
113.6
135.1
62.5
73.5
106.4
74.6
73.5
83.3
100.0
119.0
29.1
55.6
40.3
59.5
31.3
74.6
72.5
81.9
92.6
92.6
IE
ș
60.1
49.9
24.1
205
4.49
80.9
58.3
30.8
27.6
20.5.
52.1
42.5
27.6
16.8
20.6
73.6
52.1
27.6
20.6
16.8
36.7
24.1
12.9
8.8
4.48
66.8
47.5
20.6
12.9
8.8
0.60
0.49
0.24
0.21
0.05
0.81
0.58
0.31
0.28
0.21
0.52
0.43
0.28
0.17
0.21
0.73
0.52
0.28
0.21
0.17
0.37
0.24
0.13
0.09
0.05
0.66
0.48
0.21
0.13
0.09
yavaş
H+ +Hads + e-
H2
d)
Asitli ortamda aluminyumun yüzeyinden hidrojen çıkış reaksiyonunun hız tayin eden basamağın
adsorbe hidrojenin Hads moleküler hidrojen H2 oluşumu basamağı (d) olduğu kabul edilirse, aktivasyon
entropisinin, ∆S*, negatif ve inhibitör içeren çözeltilerde negatif ama daha büyük olması açıklanabilir.
Moleküler haldeki hidrojen, H2, adsorbe hidrojene,
Hads, göre daha düzenli bir yapıdadır. Sadece asit
22
KOROZYON, 16 (1-2), 2008
içeren ortamlarda (d) daha büyük ölçüde yer aldığı
için entropi değeri negatiftir. İnhibitör içeren çözeltilerde aktivasyon entropisi yine negatif değerde olmasına rağmen ∆S*değeri inhibitörsüz ortama göre
daha büyüktür. Bunun nedeni ise inhibitörlü ortamda Hads’nin H2 oluşum reaksiyonunu yavaşlattığıdır.
Bu ise inhibitörün aluminyumun korozyon mekanizmasını değiştirmeden yüzeyi kapatarak katodik
reaksiyonu engellediğini göstermektedir. Derişime
bağlı deney sonuçları da BNZ, BOZ ve BSZ’nin katodik inhibitör davranışını desteklemektedir.
KAYNAKÇA
1. M. Ajmal, A.S. Mideen and M.A. Quaraishi, (1994), Corrosion Science 36,79.
2. H. Lichtenberg, (1937), Aluminium 19,504.
3. R.B. Meus and G.G. Eldredge, (1943 ), Trans. Electrochem.
Soc. 83, 15.
4- D.H. Kohn and Y. Israel, ( 1957 ), Israel Pat. 9555.
5- P. Sharma and J.N. Gaur, ( 1976 ), J. Electrochem.Soc. 25,
183.
6- P.R. Shibad, N. Elayathu and J. Balachandra, ( 1969 ), J.
Electrochem. Soc. 18,73.
7. K.G. Sheth and T.L. Rama Char, ( 1961 ), Corros. Prev. Control 8(1), 47
8. G. Bereket, A. Pınarbaşı and C. Öğretir, ( 2004 ), AntiCorrosion Methods and Materials
51, 282-293.
9. G. Bereket and A. Pınarbaşı, ( 2004 ), Corrosion Engineering, Science and Technology 39, 308-312.
10. J.P. Talati and D.K. Gandhi, (1982 ), Werkstoffe Korros. 33,
155.
11. J.P. Talati and D.K. Gandhi, ( 1983 ), Corrosion Science 23,
1315-1332.
12. M. Dewar and W. Theil, (1977 ), J. American Chem. Soc.
99.
13. A.Salman, N. Cesur, Ş. Demirayak, Ö. Ateş ve A. Ekinci , (
1990 ), Acta Pham. Turc. 32,33.
14. I. Langmuir, (1947), J.Amer.Chem.Soc.39,1848
15. E.Açıkkalp, K. Yıldız, S.Yarlıgan and C.Öğretir, (2001), J.
Mol. Struct.( Theochem) 536,155.
16. A.A.Awady, B.A. Abd-El-Nabey and S.G. Aziz, (1993), J.
Chem. Soc. Faraday Trans, 89, 785
17. N. Hackerman and H. Kaesche, (1958), J. Electrochem.Soc.
105,191
18. C. Öğretir ve M. Yaman, ( 1999 ), Journal of Molecular Structure ( Theochem ) 458, 217- 226
19. M.J. Pavor and D.S. Keir, (1955), J. Electrochem.Soc.
102,605
YAZARLAR
Gözen Bereket ve Arzu Pınarbaşı: Osmangazi Üniversitesi,
Fen-Edebiyat Fakültesi, Kimya Bölümü, Eskişehir/Türkiye,
E-mail: [email protected]
ELECTROCHEMICAL INVESTIGATION
OF PLC EFFECT OF AN Al-Mg ALLOY
ABSTRACT
Tensile process of the Al-Mg alloys
exposed to electrochemical environment
is accompanied by numerous electrochemical phenomena, the reasons of
which depend on both mechanical and
electrochemical factors. Identification
and description of these phenomena is
of fundamental importance. This paper
presents the results of electrochemical
investigations carried out during a tensile test of Al-Mg alloys till rupture. It was
found that a phenomenon of mechanical
cracking of a passive layer occurs in the
elastic range, what results in significant
breakdown of barrier properties of the
layer and thus in an initiation of corrosion processes on the samples’ surface.
In the plastic range oscillatory changes
of electrochemical properties of the
samples were identified. The investigations revealed that they were associated
with the Portevin-LeChatellier effect.
Al-Mg ALAŞIMLARINDA PLS
ETKİSİNİN ELEKTROKİMYASAL
YÖNTEMLERLE İNCELENMESİ
Çekme yükü altında sulu ortamlara
bırakılan Al-Mg alaşımları, elektrokimyasal ve mekanik etmenlerin etkileşimi
sonucu çeşitli elektrokimyasal tavırlar
sergilerler. Bunların ayırt edilerek tanımlanmaları büyük önem taşır. Bu nedenle,
kopmaya dek çekme deneyine tabi tutulmuş Al-Mg alaşımlarının elektrokimyasal
davranışlarına ilişkin gözlemler tartışılmaktadır. Elde edilen bulgulara gore alaşımların yüzeyinde oluşan pasif film elastic alanda çatlamakta ve korozyona karşı
bir engel olma etkenliğini büyük ölçüde
kaybetmektedir. Plastik alanda ise, elektrokimyasal verilerin salınımlı bir karakter
sergiledikleri saptanmıştır. Araştırmalar
bunların Portevin-LeChatellier (PLS) etkisinden kaynaklandığını göstermektedir.
*
1. INTRODUCTION
For many years aluminiummagnesium alloys have been
the object of numerous scientific researches. They are
characterized by very good
exploitation properties, among
which the most important are
low density and consequent
also high strength-to-weight
ratio1-3, good electrical and
thermal conductivity1,4, good
weldability3,5, formability and
castability2,3, and high corrosion
resistance3,5,6. Many of these
properties depend strongly on
magnesium content in the alloy.
Good anticorrosion properties
of aluminium-magnesium alloys
are due to a passive layer presence. Resistance of the passive
layer in different environments
and in varying electrochemical conditions has become the
subject of many papers7-10. Mechanical aspects are important
factors influencing on corrosion
processes, because mechanical properties of the passive
layer have an impact on a kinetics of the stress corrosion
cracking process. Researches
involved with the stress-corrosion cracking are well-known
and widely perform ed all over
the world. Classical stress corrosion cracking researches are
based on electrochemical and
J.ORLIKOWSKI*
K.DAROWICKI
mechanical measurements, and
metallographical studies 11-12. A
combination of electrochemical
and mechanical measurements
seems to be an interesting approach aimed at description
of mechanical properties of
the passive layer. At this point
one must recognize significant
measurement obstacles in investigation of Al-Mg alloys resulting from: changes of analyzed
surface area, which increases
nonlinearly during the tensile
process and such phenomena
as the passive layer cracking as
well as the Portevin-LeChatelier
(PLC) effect. During plastic deformation of Al-Mg and Al-Cu
type alloys it was found that the
alloys’ surface exhibited some
unevenness connected with
the serrated yielding phenomenon (the Portevin-LeChatelier
PLC effect). Magnesium or copper atoms are characterized by
high mobility in the dissolved
state yielding non-uniform plastic strain under typical temperatures and for typical strain
rates.
The use of potentiostatic
techniques
developed
the
knowledge of the stress - corrosion cracking mechanism 13-15
and allowed the determination
of the stress-corrosion cracking characteristic potentials11-14.
Corresponding author. E-mail : [email protected]
KOROZYON, 16 (1-2), 2008 23
However, these measurements were mainly DC
ones, which are ideally suited for investigation of
the stationary processes that is when electrochemical properties do not change during the time of
measurement. A new approach is execution of
electrochemical measurements in dynamic conditions, namely realization of the measurements during the tensile test 16. In such conditions the surface
area of the samples changes upon their elongation.
Thus, DC researches would yield averaged results,
which could not be properly interpreted. Classical
electrochemical impedance spectroscopy (EIS)
also makes possible receiving information, which
relate to the stress-corrosion cracking process, but
only before and after the moment of cracking, when
the investigated system has attained a steady state
17-18
. Basic background of such measurements
was widely discussed by Gabrielli 19, Macdonald 20, Mansfeld and Lorenz 21 and Stoynov et al.
22
. However, as for now, detailed determination of
the moment of the passive layer cracking in time/
strain domain was not possible by means of any
electrochemical technique or mechanical test. That
is why the methodology of measurement must be
changed.
The great evolution of mathematical analyzing
techniques enabled to achieve a breakthrough
in electrochemical measurements 23-25. The use of
joint time – frequency analysis made possible the
analysis of impedance measurements in time or
strain domain. This measurement technique allows
analysis of mechanism of electrochemical process
in time domain including rapid phenomena such as
changes in the physical properties of passive films,
but it was never used for investigation of dynamic
mechanical processes.
The aim of this work is simultaneous execution
of electrochemical and mechanical investigations
during the tensile test. They are meant to provide
information on an influence of dynamic mechanical
factor (tensile stress) on electrochemical results.
Moreover, the main mechanical and electrochemical factors influencing the obtained characteristics
will be identified.
2. EXPERIMENTAL
Electrochemical measurements during the tensile test were conducted for AA5251 aluminium alloy, because it contains relatively small amount of
magnesium, which improves both corrosion resistance and plastic properties of the alloy.Examined
samples were made in the form of bars according
to the ASTM standard. Detailed chemical composi-
24
KOROZYON, 16 (1-2), 2008
tion of investigated AA5251 aluminium alloy based
on the UNS Number (Unified Numbering System
for Metals and Alloys) is presented in Table 1.
Table 1. Chemical composition of investigated AA5251 alloy (atomic %).
Çizelge 1. Deneylerde kullanılan AA5251 alaşımının kimyasal bileşimi
(atom %).
Mg
Zn
1.7-2.4
-
Cr
Fe
Mn
Cu
Max. 0.15 max. 0.4 0.01 – 0.05 max 0.15
Other
bal.
The samples were mounted in a measurement
cell and then in a tensile testing machine MTS
81012. Tensile tests and samples preparations
were performed according to EN 10002-1 +AC1
standard at room temperature with the MTS extensometer characterized by the measurement base
of 40 mm. The mechanical investigations consisted
in tensile tests of the samples carried out until their
rupture with simultaneous stress/strain recording.
The electrochemical measurements were performed simultaneously with the mechanical ones.
Examinations were carried out in a three-electrode
electrochemical cell, in which silver / silver chloride
electrode was used as a reference electrode and an
auxiliary electrode was made of platinum net. The
electrochemical measurements were conducted in
buffered solution (H3BO3 + Na3BO3; pH = 7.4) with
additional content of 0.002 M sodium chloride.
Additionally, the electrochemical examinations
were carried out under tensile stresses in such a
way that a time of the potential measurements was
correlated with the strain process. The measurement was stopped when the sample was broken.
Average recorded strain value for AA5251 was of
18% (0.18). A basic measurement set-up consisted
of electrochemical measurement software Gamry
International. The potential measurements were realized using KGLstat v. 2.1 potentiostat and a National Instruments PCI 6120 card.
Prior to execution of simultaneous electrochemical and mechanical measurements it was necessary to evaluate basic electrochemical properties
of AA5251 alloy exposed to borate solution with additional content of 2 mM sodium chloride. That is
why potentiodynamic cyclic polarization tests were
performed and their results are presented in Figure
1.
A series of twenty samples prepared in an identical way were investigated in order to determine
the passive range and pitting corrosion potential
of the alloy. Obtained results were subjected to el-
Figure 1. A series of exemplary graphs showing the results of
potentiodynamic measurements performed on AA5251 alloy in buffer
solution.
Şekil 1. Tampon çözeltisi içinde AA5152 alaşımına uygulanan
potansiyodinamik deneylerden elde edilen potansiyel-akım yoğunluğu
eğrileri.
ementary statistical evaluation. The stationary potential was equal to -0.630V ± 0.020V and the pitting corrosion potential at current density of 5·10-4
A/cm2 was -0.180V ± 0.022V. Accordingly, it can
be seen that the passive range is relatively broad
in the investigated environment. Before the main
experiment a series of mechanical tests were also
carried out aimed at determination of fundamental
mechanical parameters. They consisted in the tensile tests performed for various strain rates from dε/
dt = 5·10-4 s-1 to dε/dt = 1·10-2 s-1. Tabel 2 gathers
a characteristic of the fundamental mechanical parameters of AA5251 alloy.
The stress-strain curve of AA5251 alloy exhibits
certain oscillations. This phenomenon is termed the
Portevin-LeChatelier (PLC) effect. During the plastic
Table 1. Chemical composition of investigated AA5251 alloy (atomic %).
Çizelge 1. Deney malzemesi AA5251 alaşımının kimyasal bileşimi (atom %).
Min proof
Proof
stress 0.2% stress
0.2%
130 MPa
175
MPa
Min ultimate
Ultimate
Hardness,
Hardness,
tensile
tensile
Brinell
Vickers
strength
strength
205 MPa
215 MPa
65
70
Figure 2. An exemplary stress-strain curve for AA5251 alloy recorded for
the strain rate dε/dt = 5x10-3 s-1.
Şekil 2. AA5251 alaşımı ile kaydedilen gerilim-gerinim diyagramından bir
örnek (Çekme hızı:dε/dt = 5x10-3 s-1).
treatment it occurs that irregularity of surface appears what is known as the serrated yielding phenomenon or the Portevin-LeChatellier efect (PLC)26.
Very thorough mathematic analysis was conducted
by Hähner and some other scientists27-29. Discussed
phenomenon concerns aluminum alloys containing
magnesium. Magnesium molecules are characterized by high mobility in liquid phase, which causes
unequal process of plastic deformation under typical temperatures and strain rates. Research of serration process was conducted with many aspect
taken into consideration.
Very often during realization of tensile process
of Al-Mg alloys many types of serration occur, what
makes very difficult to define dynamic parameters.
The group of Al-Mg alloys is characterized by two
types of serration: A and B 30. The type A is characterized by perturbations on stress-strain curve in
the form of many peaks, which occur with variable
regularity as a function of strain. On the other hand,
the type B describes irregular stress changes as a
function of strain.
Observed oscillations are the effect of non-uniform changes of surface area of the sample subjected to tensile process. Simultaneous electrochemical and mechanical investigations revealed
that anodic polarization has no influence on mechanical parameters. For the highest anodic potentials a process of electrode dissolution lasts too
short to have any impact on mechanical properties
of the investigated material. Strain rate in the range
from dε/dt = 1·10-2 s-1 to 5·10-4 s-1 influences only on
an intensity of the PLC effect 30. Basic mechanical
properties do not change significantly for this range
of strain rate.
In order to relate the recorded mechanical parameters to the electrochemical results a timefrequency analysis of the stress records was performed with the short time Fourier transformation
Figure 3. A frequency-strain plot for the strain rate dε/dt = 5x10-3 s-1,
obtained as a result of analysis using the short time Fourier transformation
with Hanning window.
Şekil 3. Kısa süreli Fourier transformasyon ve Henning penceresi kullanarak
elde edilen frekans - gerinim kaydı (Çekme hızı: dε/dt = 5x10-3 s-1 ).
KOROZYON, 16 (1-2), 2008 25
employing Hanning window 31. The exemplary results of such analysis, carried out for the strain rate
dε/dt = 5·10-3 s-1, are shown in Figure 3.
The obtained spectrogram reveals presence of
several frequency bands, which are connected with
the PLC effect of type A and B. For the strain higher
than ε = 0.15 there is only type B serration, which is
characterized by a few harmonic bands; the lowest
band has the frequency f = 0.6Hz. Applied mathematical analysis allowed description of a character
of the oscillations in the strain domain (measurement time is proportional to strain). Prior to every
tensile test the sample was exposed in a solution
for 60 minutes in order to provide stable conditions
on the electrode. An exemplary potential-strain plot
obtained for the strain rate dε/dt = 5·10-3 s-1 is presented in Figure 4.
which have an influence on electrochemical properties of surface of the investigated material. A significant decrease in potential observed since ε =
0.02 indicates cracking of the passive layer due
to increasing strain. Detailed researches on alloy
steels and aluminium alloys revealed that passive
layer cracking occurs for defined values of strain
16, 32-34
. A value of the critical strain, for which the
passive layer cracks can be precisely determined
for a given alloy using the DEIS and acoustic emission methods 35 . Regular oscillations of potential
recorded during the tensile test are connected with
the PLC effect. Non-uniform process of change of
surface area of the specimen results in significant
fluctuations of potential. The oscillations of potential
suggest implementation of the same analysis as in
the case of mechanical investigations. Accordingly,
the time-frequency analysis with the short time Fourier transformation employing Hanning window was
performed and an exemplary resultant spectrogram
is depicted in Figure 5.
Figure 4. Stationary potential record obtained during the tensile test of
AA5251 alloy for the strain rate dε/dt = 5x10-3 s-1.
Şekil 4. AA5251 alaşımının çekme deneyi sırasında kaydedilen potansiyel
değerleri (Çekme hızı: dε/dt = 5x10-3 s-1).
This figure shows very dynamic changes, which
occur on a surface of the investigated sample. One
can notice a significant drop of potential versus strain
as well as some oscillations of various frequencies.
At the beginning of the tensile test the potential is
constant and it takes the same value as in the case
of non-strained samples. Until the strain ε = 0.02 is
reached, there are no oscillations and no significant
fluctuations of potential. Beyond ε = 0.02 a rapid
drop of potential is observed, whereas for the strain
values higher than ε = 0.03 a decrease in potential
is accompanied by its irregular oscillations. These
oscillations become more regular for the strain beyond ε = 0.06. For the strain values following ε =
0.08 the mean value of potential does not decrease
and is equal to -1.3V. For ε = 0.13 the oscillations
of potential change their character, while the mean
value of potential decreases slightly down to -1.4V,
just before the rupture. A preliminary analysis suggests proceeding of very complicated processes,
26
KOROZYON, 16 (1-2), 2008
Figure 5. A frequency-strain plot for the stationary potential record
obtained during the tensile test of AA5251 alloy (dε/dt = 5x10-3 s-1);
analysis using the short time Fourier transformation with Hanning window.
Şekil 5. AA5251 alaşımının çekme testi esnasında ve sabit potansiyelde
kısa süreli Fourier transformasyon ve Henning penceresi kullanarak elde
edilen frekans- gerinim kaydı (Çekme hızı: dε/dt = 5x10-3 s-1 ).
High conformity can be seen while comparing
both spectrograms (Figure 3 and Figure 5), which
are based on the analysis of strain and potential
respectively. It means that the PLC effect causes
changes of surface area what can be detected by
potential measurements. Instantaneous increase
in the active surface area is accompanied by a decrease in potential, which represents an image of irregular changes of surface. The decrease in potential is connected with exposure of the active surface
area, not covered with any oxide layers. An increase
in potential corresponds to a stage of the tensile
process, during which change of the active surface
area is minimum. An intention of application of the
buffer solution in the studies was to avoid active
dissolution of aluminium during dynamic changes
of surface area of the strained samples. In case of
both spectrograms the frequencies of particular
harmonic bands of the type B serration are close to
each other. Certain differences arise when assessing presence of the type A and type B serration in
the strain range from ε = 0,03 to ε = 0,14. The PLC
effect exhibits much higher regularity (well resolved
bands localized in the time domain) in the case of
potential measurement results (Figure 5) than on
the spectrogram corresponding to the analysis of
stress versus strain (Figure 3). Performed comparative analysis clearly showed that the measurement
of potential of the electrode subjected to the tensile
process was consistent with the mechanical characteristic. So, this method can applied for an analysis of the surface PLC effect. Thus, it is possible
to correlate mechanical changes with the changes
of the surface area subjected to electrochemical
measurements.
4. CONCLUSIONS
From the results obtained by the combined
electrochemical and mechanical investigations
the following conclusions can be drawn:
• Tensile process and simultaneous exposure to
an electrochemical environment result in significant changes of surface state of the samples.
• An influence of the PLC effect on the electrochemical properties was observed in the plastic
range. There exists a correlation between frequency characteristic of the registered potential
and magnitude of strain. Instantaneous change
of surface area, due to the PLC effect, has an
impact on changes of potential.
• Proposed methodology is a new approach to
analysis of complex electrochemical phenomena, which occur during the tensile process.
ACKNOWLEDGEMENT
The contribution has been realized as a part of the
grant 3 T08C 001 30 financed by the Ministry of Science and Higher Education.
REFERENCES
1. P.Singh, C.Suryanarayana, Intermetallics 11 (2003) 373.
2. D.M. Jiang, C.L. Wang, J. Yu, Z.Z. Gao, Y.T. Shao, Z.M. Hu,
Scripta Materialia 49 (2003) 387.
3. G. Palasantzas, D.T.L. van Agterveld, J.T.M. de Hosson, Applied Surface Science 191 (2002) 266.
4. A.N. Shuaib, Materials and Design 23 (2002) 181.
5. E. Brillas, P.T. Cabot, F. Centellas, J.A. Garrido, E. Perez,
R.M. Rodriguez, Electrochimica Acta 43 (1998) 799.
6. A. Griguceviciene, K. Leinartas, R. Juskenas, E. Juzeliunas,
Journal of Electroanalytical Chemistry 565 (2004) 203.
7. C. Blanc, A. Freulon, M.C. Lafont, Y. Kihn, G. Mankowski
Corros. Sci., 48 (2006) 3838.
8. F.J. Martin, G.T. Cheek, W.E. O’Grady, P.M. Natishan, Corros. Sci., 47, (2005) 3187.
9. K. Hashimoto, K. Asami, A. Kawashima, H. Habazaki and E.
Akiyama, Corros. Sci. 49 (2007) 42.
10. R. D. Armstrong and V. J. Braham, Corros. Sci. 38 (1996)
1463.
11. C. Garcia, F. Martin, P. De Riedra, J. Heredero and M. Aparicio, Corros. Sci., 43 (2001) 1519.
12. A. Loria, Journal Met., 34 (1982) 16.
13. T. Haruna, T. Shibata and R. Toyota, Corros. Sci., 39 (1997)
1935.
14. D. Kolamn, D. Ford, D. Butt and T. Nelson, Corros. Sci., 39
(1997) 2067.
15. V. Cihal and R. Stefec, Electrochim. Acta, 46 (2001) 3867.
16. K. Darowicki, J. Orlikowski and A. Arutunow, Electrochim.
Acta, 48 (2003) 4189.
17. C. Gabrielli, Identification of electrochemical processes by
frequency response analysis, Technical Report Number
004/83, Farenborough (1995).
18. D.D. Macdonald, in Techniques for Characterization of Electrodes and Electrochemical Processes, R. Varma and J.R.
Selman, Editors, p.515, John Wiley & Sons, Inc., New York,
1991.
19. C. Gabrielli, Use and Applications of Electrochemical Impedance Spectroscopy, Technical Report, Schlumberger Technologies, Farnborough, 1990, Ch.II.
20. J.R. Macdonald (ed.), Impedance Spectroscopy, J.Wiley
and Son Inc., New York, 1987
21. F. Mansfeld and W.J. Lorenz, in Techniques for Characterization of Electrodes and Electrochemical Processes, R.
Varma and J.R. Selman, Editors, p.581, John Wiley & Sons,
Inc., New York, (1991).
22. B. Stoinov, B.M. Grafov, B. Savova-Stoinova and W.W. Elkin,
Electrochemical Impedance, Nauka, Moscow, 1991.
23. K. Darowicki, J.Electroanal.Chem., 486 (2000) 101
24. K. Darowicki, G. Lentka and J. Orlikowski: J. Electroanal.
Chem., 486 (2000) 106.
25. K. Darowicki, P. Slepski: J. Electroanal. Chem., 547 (2003)
1.
26. A. Portevin, F LeChatellier, Compte. Rend. Acad. Sci. Paris
176 (1923) 507.
27. P. Hähner, Mater. Sci. Eng. A164 (1993) 23.
28. A. Ziegenbein, P. Hähner, H. Neuhauser, Comp. Mater. Sci.
19 (2000) 27.
29. P. Hähner, Acta Mater. 45 (1997) 3695.
30. W. Wen, Y. Zhao, Mater. Sci. Eng. A392 (2005) 136.
31. L. Cohen, Time-frequency analysis, Prentice Hall, New York,
1995.
32. K. Darowicki, J. Orlikowski and A. Arutunow, J. Solid State
Electrochem., 8 (2004) 352.
33. K. Darowicki, J. Orlikowski and A. Arutunow, Corros. Eng.
Sci. Tech., 26 (2004) 721.
34. K. Darowicki, J. Orlikowski, A. Arutunow, W. Jurczak, Electrochem. Solid State Letters 8 (2005) B55-B59.
35. K. Darowicki, J. Orlikowski, A. Arutunow, W. Jurczak, J. Electrochem. Soc. 154 (2007) 74-80.
AUTHORS
J. Orlikowski and K.Darowicki, Department of Electrochemistry,
Corrosion and Materials Engineering,
Gdańsk University of Technology, Narutowicza Str. 11/12, 80-952
Gdańsk, POLAND
KOROZYON, 16 (1-2), 2008 27
IMPEDANCE INVESTIGATION OF STAINLESS
STEEL PICKLED IN ACID ELECTROLYTES
ABSTRACT
Chemical pickling of stainless steel
in mixed acid of HF-HNO3 was investigated based on impedance measurements. Experiment was carried out in
the galvanostatic mode to reflect real
conditions by means of DEIS technique.
Changes of particular equivalent circuit
parameters have been determined as a
function of time. As a result significant
effect of the HF concentration on duration time of the investigated process has
been observed.
PASLANMAZ ÇELİKLERİN ASİT
ORTAMLARDA DAĞLANMASININ
EMPEDANS ÖLÇÜMLERİ
İLE İZLENMESİ
Paslanmaz çeliklerin HF-HNO3’den
oluşan karma asit ortamlar içindeki kimyasal dağlanması empedans ölçümleri
ile izlenmiştir. DEIS tekniğinin koşullarını
yansıtabilmek amacı ile deneylerde galvanostatik yöntem uygulanmıştır. Bazı
eşdeğer devre parametrelerindeki değişimler zamana bağlı olarak izlenmiştir.
Sonuçta, HF derişiminin dağlama süresini önemli ölçüde etkilediği görülmüştür.
1. INTRODUCTION
Stainless steels are widely
used engineering materials in
many branches of industry due
to their good mechanical properties and corrosion resistance.
Their manufacturing process
consists of various stages, such
as melting, refining, casting,
preheating, hot-forming, annealing at high temperatures, coldforming etc., depending on the
future applications. Mainly, due
*
28
Corresponding author
KOROZYON, 16 (1-2), 2008
to the performed heat-treatment
procedure specific oxide layer
(passive layer) is formed on
the stainless steel surface. Mechanical properties and general
appearance of such a layer are
not sufficient. Additionaly, it exhibits extremely high chromium
concentration in the precipitation of chromium rich carbides
(type Cr23C6) or sigma phase
(Fe-Cr-Mo) at grain boundaries
leads to formation of chromium
depletion regions adjacent to
these carbides and affects corrosion resistance of stainless
steels. In order to remove the
surface layer as well as the one
containing chromium depletion regions mechanical descaling should be performed.
The next step should be connected with pickling in acidic
or neutral electrolytes and/or
chemical pickling. The industrial chemical pickling lines are
mainly based on the mixed acid
of HF-HNO31-5, although certain
disadvantages of such a solution could be observed, such
as nitrogen oxides emission or
the susceptibility to intergranular corrosion6. It is well known
that many researches aimed at
substitution of this mixture are
still in progress. However, HFHNO3 mixture is the most popular chemical etching agent7-11,
P. SLEPSKI*
K. DAROWICKI
S. KRAKOWIAK
for example over 100 000 tons
per year are used in Sweden.
Examinations of the pickling
process are mainly involved
with the weightloss measurements in time, potential registration and surface analysis before
and after the pickling process
with the use of SEM or XPS6,10-12.
Impedance investigations can
provide very important information concerning the mechanism
and kinetics of the pickling process, but they cannot be applied
due to its very fast dynamics,
especially in the initial stage.
The only exception was studied
by L-F Li et al. who assigned
changes of the equivalent circuit parameters of the stainless
steel pickling process in HF/
F2SO4/Fe2+/Fe3+ mixture7 and
HCl/ Fe2+/Fe3+ mixture10. As a result it was possible to state that
the analyzed process proceeds
with the activation control and
its intensity decreases in time.
Nevertheless, the measurement
procedure employed by L-F Li
et al. can cause some controversy because the researches
were performed in the potentiostatic conditions at constant
potential value. Changes of the
corrosion potential during the
pickling process are of about
several hundreds of milivolts.
Thus, the maintenance of con-
0.4
0.2
E/V
stant potential leads to polarization, which would
not take place during the real pickling process.
The paper proposes an alternative way of evaluation of impedance characteristic during the pickling process of stainless steel. In order to represent
real conservation of the system the impedance
measurements were carried out by means of DEIS
method in the galvanostatic mode when a resultant
current is equal to zero.
2. EXPERIMENTAL
Samples of oxidized stainless steel were provided by steel mill “Baildon” Katowice. The chemical composition of the investigated stainless steel
is given in Table1.
0
-0.2
-0.4
0
Table 1. Chemical composition of the investigated material.
Çizelge 1. Test edilen malzemelerin kimyasal bileşimleri.
Cr
Ni
Mn
Nb
C
S
P
19-21
8-10
2-3
Ę0,7
Ę0,06
Ę0,035
Ę0,035
The experiment was carried out in a three-electrode cell in a teflon vessel at constant temperature of 55°C. A working electrode (working area
of 0,21cm2 ) was placed in a teflon shield. The Ag/
AgCl reference electrode was placed in a separate
vessel filled with 0,05M NaCl and isolated with the
use of a porous ceramics. A platinum mesh was
used as an auxiliary electrode. Surface of the investigated stainless steel was prepared by grinding
with abrasive paper of 600 gradation to remove the
scale. Next it was rinsed with distilled water and de0.4
100
200
300
Figure 2. Potential changes recorded during the exposure to 4M HNO3
with additions of (○) 4M HF, (◊) 3M HF, (□) 2M HF, (∆) 1M HF.
Şekil 2. 4M HNO3 ile kaydedilen potansiyellerin ortama ilave edilen farklı
katkılara bağlı olarak değişimi: (○) 4M HF, (◊) 3M HF, (□) 2M HF, (∆) 1M
HF.
greased with acetone. The electrolyte solution was
0.05M NaCl admixed with 4M HF and 4M HNO3 during the performed experiment. All electrochemical
experiments were realized with the use of AUTOLAB
PGSTAT 30. DEIS measurements were conducted
in the frequency range of 45kHz – 7Hz by using NI
PXI 1031-DC modulus with PXI 6120 card.
Figure 1 presents potential changes of the working electrode versus time recorded during the exposition in 4M HF and 4M HNO3 solutions. In the
case of pickling process in 4M HF solution one can
observe continuous negligible decrease in potential versus time what indicates that the examined
0.2
0
E/V
-2000
-1500
Im[Z] / :
-0.2
-1000
-0.4
-500
2000
1000
Re[Z] / :
-0.6
0
100
200
300
Figure 1. Potential changes recorded during the pickling in 4M HNO3
(---) and 4M HF (---)
Şekil 1. 4M HNO3 (---) and 4M HF (---) içinde dağlama sırasında kaydedilen
potansiyel değişimi.
0
150
200
250
300
350
400
0
t/s
Figure 3. Exemplary DEIS impedance spectra recorded during the
pickling process in 4 HNO3 + 4M HF solution.
Şekil 3. 4 HNO3 + 4M HF çözeltisi içinde dağlamada kaydedilen DEIS
empedans spektrumu.
KOROZYON, 16 (1-2), 2008 29
0.2
-4
0.2
1000
0.1
0.1
0
0
1.6x10
0.2
0.84
0.1
-0.1
-0.2
-0.3
-0.3
8.0x10-5
-0.1
0.8
n
100
-0.2
0
Q / Ssn
E/V
-0.1
R/:
E/V
E/V
0.82
-4
1.2x10
-0.2
0.78
-0.4
20
40
t/s
60
80
4.0x10-5
-0.4
10
0
-0.3
0
100
20
40
t/s
60
80
-0.4
100
0.76
0
20
40
t/s
60
80
100
Figure 4. Changes of the equivalent circuit parameters and potential recorded during the pickling process in 4M HNO3 + 1M HF solution.
Şekil 4. 4M HNO3 + 1M HF çözeltisi içinde kaydedilen eşdeğer devre parametreleri ile potansiyelin zamana göre değişimi.
10000
1.8x10-4
0.2
0.2
0.84
1.6x10-4
0
1.4x10
E/V
-0.2
100
0.82
-4
1.2x10-4
0
-4
-0.2
0.8
Q / Ssn
E/V
1000
R/:
E/V
0
0.78
-0.2
10
0.76
8.0x10-5
-0.4
10
0
20
40
t/s
60
80
100
0.74
6.0x10-5
-0.4
0
20
40
t/s
60
80
n
0.2
-0.4
100
0.72
0
20
40
t/s
60
80
100
1000
0
100
R/:
E/V
E/V
0.2
-4
0.4
4.0x10
0.2
3.0x10
0
2.0x10
-4
-4
-4
-0.2
-0.2
-0.4
10
0
20
40
60
80
10
0
-0.4
0.0x10
0
100
Q / Ssn
E/V
0.4
20
40
60
80
0.4
0.9
0.2
0.8
0
0.7
-0.2
0.6
-0.4
100
n
Şekil 5. 4M HNO3 +2M HF çözeltisi içinde kaydedilen eşdeğer devre parametreleri ile potansiyelin zamana göre değişimi.
0.5
0
20
40
60
80
100
1000
0.4
-4
0.4
2.4x10
0.4
0.88
-4
0.2
2.0x10
0.2
0.84
0.2
-4
1.2x10
-0.2
-0.2
-0.4
10
0
20
40
t/s
60
80
100
-5
8.0x10
-5
-0.4
4.0x10
0
20
40
t/s
60
80
100
0.8
0
n
1.6x10
0
Q / Ssn
E/V
R/:
E/V
E/V
-4
100
0
0.76
-0.2
0.72
-0.4
0.68
0
20
40
t/s
60
80
100
specimen was in the active state during the experiment time. Opposite situation was registered
in the case of the second investigated solution 4M
HNO3, where a very fast and significant increase in
potential could be observed in the initial stage of
the pickling process. Then, the investigated system
was stabilized at the potential level of 200 – 300 mV
exhibiting the passive state.
Figure 2 represents potential changes registered during the pickling process in 4M HNO3 solution admixed with HF of various concentrations.
The course of potential changes is similar as the
30
KOROZYON, 16 (1-2), 2008
one registered for the pickling process in HNO3
what suggests that nitric acid can be considered
as a dominant component responsible for the observed changes. The higher HF concentration applied in the pickling mixture the shorter time was
needed to reach the passive state.
Exemplary instantaneous impedance spectra
obtained by means of DEIS technique during the
pickling process in HF – HNO3 solution are depicted in Figure 3. First two impedance spectra reflect
the state before the etching agent has been added
to the electrolyte solution. Remaining DEIS spec-
tra represent the impedance characteristics of the
pickling process in HF – HNO3 solution. Initially
individual impedance spectra have a shape of full
depressed semicircles. In general, nevertheless,
one cannot observe full impedance spectra due to
limited range of applied low frequencies resulting
from the dynamics of investigated system.
The shape of presented impedance spectra implies that the pickling process has been predominated by the reaction proceeding with the activation control. Thus, a very simple equivalent circuit
composed of the electrolyte resistance, constant
phase element (CPE) connected in parallel with the
charge transfer resistance (RCT) was employed in
the analyzing procedure of the recorded impedance spectra.
Changes of particular equivalent circuit parameters as a function of initial 100 seconds of pickling
process in the HNO3-HF mixture of various concentrations of HF are presented in Figures 4-7. Both
potential changes as well as changes of equivalent
circuit parameters can be characterized by several
stages in a period which precedes complete passivation. In the first stage one can notice a very significant increase in potential with time accompanied
by equally significant decrease in the charge transfer resistance. Such behaviour can be explained
by the dissolution of residual porous oxide scale
remaining after mechanical descaling, what can be
confirmed on the basis of the paper written by L.F.
Li et al.12. This process leads to the surface unification resulting in simultaneous increase in “n” paratmeter and decrease in constant phase element
(CPE). The next stage is involved with further less
significant potential increase with time. The charge
transfer resistance attains in this region its minimum
indicating advanced intensity of the investigated
process. On the other hand, dynamic changes of
diminishing in this time exponent „n” and ascending CPE can be explained by the surface expansion
resulting from the non-uniform chromium etching of
chromium depleted layer. Such behaviour can be
very often observed when the HF is present in the
electrolyte solution6. In the last stage one can observe significant increase in potential to the passive
region and its further stabilization. Simultaneously
the charge transfer resistance also increases rapidly as well as “n” parameter, and CPE decreases at
the same time. It can be accounted for the fact that
tight chromium enriched passive layer is formed in
the place of chromium depleted film.
The effect of HF concentration can be observed
when the passive state has been achieved. As it
was depicted in Figures 4-7 increase in HF concentration causes shorter duration time of particular stages of pickling process. HF presence in the
electrolyte solution affects higher solubility of the
reaction products13 what can enhance overall reaction.
4. SUMMARY
Results presented in this paper demonstrated
very complicated mechanism of the stainless steel
pickling process in HNO3 and HF. It can be stated
that the attainment of the passive state proceeds in
three stages. The first one involved with etching of
the residual porous oxide scale. The second one
reflecting non-uniform etching of the chromium depleted layer, and then fast passivation of the surface.
The results obtained for various HF concentrations
indicate the importance of this acid when considering the rate of pickling process. The experimental
procedure proposed in this paper can be used in
further optimization of pickling solution. However,
it is necessary to carry out additional researches
connected with surface analysis and bulk changes
of particular alloying elements.
REFERENCES
1. B.S. Covino, J.V. Scalera, T.J. Driscol, J.P. Carter, Metall.
Trans. A, 17 (1986) 137.
2. H. Zhao, J. Van Humbeeck, J. Sohier, J. Material Science, 13
(2002) 911.
3. K.M. Forsberg, A.C. Rasmuson, Minerals Eng., 20 (2007)
950.
4. D. Wallinder, J. Pan, C. Leygraf, A. Delblanc-Bauer, Corrosion Science, 42 (2000) 1457.
5. C. Pedrazzini, P. Giordani, United States Patent, 2001, No.
6,068,001.
6. L.F. Li, J.P. Celis, Scr. Mater., 51 (2004) 949.
7. L.F. Li, P. Caenen, J.P. Celis, J. Electrochem. Soc., 152
(2005) B352.
8. R.M. Hudson, C.J. Warning, Met. Finish., 82 (1984) 39.
9. R.M. Hudson, Ironmaking Steelmaking, 18 (1991) 31.
10. L.F. Li, M. Daerden, P Caenen, J.P. Celis, J. Electrochem.
Soc., 153 (2006) B145.
11. L.F. Li, P. Caenen, J.P. Celis, Corrosion Science, 50 (2008)
804
12. J.L. Galvez, J. Dufour, C. Negro, F. L. Mateos, Chem. Eng. J.,
136 (2008) 116
13. L.F. Li, P. Caenen, M. Daerden, D. Vaes, G. Meers, C.
Dhondt, J.P. Celis, Corrosion Science, 47 (2005) 1307.
AUTHORS
P. Slepski, K. Darowicki and S. Krakowiak,
Department of Electrochemistry, Corrosion and Materials
Engineering, Gdansk University of Technology,
Narutowicza 11/12, 80-952 Gdansk, Poland
KOROZYON, 16 (1-2), 2008 31
SOME THOUGHTS ABOUT THE STATUS OF
RESEARCH IN THE FIELD OF MICROBIAL
CORROSION IN AUSTRALIA, IRAN AND TURKEY
BASED ON PAPERS PRESENTED ON MICROBIAL
CORROSION (MIC) WITHIN LAST TWENTY YEARS
ABSTRACT
Microbiologically influenced corrosion (MIC) accounts for about 20% of
all the economical damage caused
by corrosion. The research regarding the electrochemistry of this type of
corrosion has a background of about
70 years but, still, there is not much
known about it. One relatively simple
and straightforward way to measure
the importance of MIC is by rating the
ratio (percentage) of the papers with a
topic of microbial corrosion to all of the
papers presented at national corrosion
conferences. The rationale for this is
that at national corrosion conferences,
always topics of interest to both industry
and university are presented. Therefore,
if a topic such as corrosion of materials left from space crafts on the Moon is
not presented, this is a good indication
of how well-received the idea has been
to the corrosion community. Judging
the importance of a topic based on the
frequency of its appearance at national
corrosion conferences, based on the
means available to the authors, is easier
and less problematic than examining
the records of research proposals or
allocated research funds. Some of the
practical limitations with studying the research funds and proposals are (1) not
all of these research proposals get the
required funding and (2) if the results of
a research have been valuable enough
to be presented on a national scale, this
is also a good reflection of the quality
and effort of how the work has been carried out.
In this study, we looked at the papers that have been presented within
the last twenty years at national corrosion conferences in Australia, Iran and
Turkey. The results show that in both
*
**
32
Australia and Turkey, the percentage of
papers related to MIC has always been
lower than those presented in Iran. More
specifically, over the studied years, the
MIC-related papers presented at Australian corrosion conferences have always made a small percentage of about
2% of all the papers with topics on other
types of corrosion. Turkey however, is
showing a rapid increase in the number
of MIC-related papers in recent times to
rival with Australia.
The main goal of this paper is to
indicate that Australia is falling behind
some other countries in research about
microbial corrosion. We have not chosen examples of world-wide known
conferences on corrosion such as those
organised by NACE (National Association of Corrosion Association, based in
the USA) for our purpose. We believed
by giving examples of Iran and Turkey
alone, the situation of Australia can be
determined clearly: that the Australian
corrosion community has not paid the
required attention to MIC, both in research and in trouble-shooting. Without
detailing the causes of this relatively low
level of interest by Australian scientific
community, we just wanted this paper
to be treated as a warning. Advising,
once again, the involved and interested
parties (universities, research centres,
industrial research and development
units and scientific research policy makers) about the importance of MIC. What
this paper is meant to offer to Australian
corrosion community, hopefully, will be
more professional awareness about microbial corrosion.. It is hoped, then, that
this paper will lead into getting more
support, from both industry and university, for funding and research in this
area.
Reza JAVAHERDASHTI*
Peter FARINHA
Esra SUNGUR
SON YİRMİ YILDA
YAYIMLANAN MAKALELERE
GÖRE, AVUSTURALYA, İRAN VE
TÜRKİYE’ DE MİKROBİYOLOJİK
KOROZYON (MBK)
ARAŞTIRMALARININ DURUMU
ÜZERİNE BİR DEĞERLENDİRME**
Mikrobiyolojik korozyonun (MBK)
korozyondan kaynaklanan ekonomik
kayıplar içindeki payı yaklaşık % 20 düzeyindedir. Bu tür korozyonun temelleri
üzerindeki araştırmalar günümüzden
yetmiş yıl geriye gitmesine karşın bu
konuda bilinenlerin yeterli olduğu söylenemez. MBK’ nun önemini belirlemenin
sade ve kestirme yolu ulusal korozyon
konferanslarına sunulan bildiri sayısını
toplam bildiri sayısına orantılamaktır. Bu
yaklaşımın ana kaynağı, ulusal korozyon
konferanslarında tartışılan konuların hem
endüstri hem de akademik çevreler için
ilginç olmasıdır. Araştırmacılara sağlanan desteğin bir yansıması olan ulusal
konferans bildirileri araştırma önerileri
ve ayrılan fonlara kıyasla daha geçerli
bir değerlendirme metodudur. Çünkü,
araştırma önerilerinin tamamı yeterli desteği alamayacağından gerçekleşenlerin
bire bir yansıması olamaz. Kaldı ki, ulusal düzeyde okunup tartışılmaya değer
bulunan makaleler araştırma alanındaki
çabalar ve sağlanan kalitenin güvenilir
bir ölçüsüdür.
Bu çalışmada, Avustralya, İran ve
Türkiye’ de son yirmi yıl içinde düzenlenen ulusal korozyon konferanslarına
sunulan bildiriler taranmış ve sonuçta
MBK üzerine Avustralya ve Türkiye’ de
gerçekleşen bildiri sayısının İran’ da
okunanların gerisinde kaldığı saptanmıştır. MBK konulu bildirilerin toplam bildiri
sayısına oranı Avustralya’ da % 2 gibi
düşük kalmıştır. Türkiye’ de ise bu oran
hızla artarak Avustralya ile aynı seviyeye
yaklaşmaktadır.
Bu makalenin ana amaçlarından biri
Corresponding author : [email protected]
Editör notu: Makalenin içerdiği mesajların Türkiye’ye de yönelik olarak algılanmasını sağlamak için, özet aslına kıyasla küçük eklemelerle Türkçeye çevirilmiştir.
KOROZYON, 16 (1-2), 2008
de, MBK üzerine yapılan araştırmalarda Avustralya ve Türkiye’
nin diğer ülkelerin ne kadar gerisinde kaldığını ortaya koymaktır.
Bu konuya ışık tutmak için NACE veya EFC gibi uluslar arası kuruluşların düzenledikleri etkinlikler esas alınmamış, sadece İran
ile yetinilmiştir. Açıkça görülmektedir ki, Avustralya ve Türkiye’
de korozyon toplulukları MBK ve zararlı sonuçlarına yeterli ilgiyi göstermemiştir. Bu yazı ile, bunun nedenlerine değinmeden
mevcut durumun ilgili çevrelere, özellikle üniversite, araştırma
kurumları, sanayi ve araştırma politikalarını belirlemekle görevli
mercilere iletilmesi amaçlanmıştır. MBK’ na ilginin artması ve bu
konuda öncelikle, üniversite-sanayi destekli araştırmalara daha
fazla yer verilmesinde bu makalenin uyarıcı bir katkı sağlayacağı
umulmaktadır.
INTRODUCTION
A very important measure of the value of a scientific concept is the number of research papers
about that topic which are either published in technical journals or presented at conferences. An interesting subject will be delivered more frequently
and will be announced and addressed by different researchers working in various aspects of the
topic. If, on the other hand, there is no general interest from the professional community, the topic
will either be delivered just a few times or will e not
be presented at all. When it comes to corrosion,
an example of a topic which is not of interest to,
specially, Australian corrosion community, is the
concept of degradation of spacecrafts or their remaining on the Moon. Other examples of a less
favourite topics are radiation enhanced corrosion
or the mechanism for explaining why Grade 2 Titanium is not vulnerable to microbially influenced
corrosion. Therefore, the frequency of appearing a
topic in national corrosion conferences is one of the
ways by which its importance can be judged.
Research topics and allocated funds for them
are also important factors in determining how wellreceived a topic can be. A brief glance at the popularity of genetics engineering research about “Human Genome Project” and comparing it with the
amount of work dedicated to developing biological
treatment of corrosion-enhancing bacteria (this is
specially true for Australia) could be a good example. However, while these methods are precise and
convincing, they have the following withdraws:
1) Not all the time, the research proposals can
get the necessary funding. Therefore, even if there
has been an interest in a topic such as research
about the genetics of the corrosion-enhancing bacteria from a corrosion science and engineering point
of view, it may not be reflected in the reports;
2) Such research reports are received by a
certain sector of corrosion community. For instance,
very few, if any, consulting engineering companies
active in the field of corrosion care about the an-
nual research reports produced by ARC/CRC research grants in Australia.
3) The problematic research policy and regulations in many countries, including Australia, is not
feasible enough to encourage really “innovative”
research proposals.
As mentioned above, the results of good research can be presented as journal papers and
conference papers. Among other measures to
establish the relative importance of a topic for research are, but not limited to:
Research grants and scholarships (either
industry-funded or pure research and discovery
type) allocated for that topic,
Post graduate research initiatives (that can
be regarded as direct results of availability of the
allocated grants/scholarships,
Availability of research equipment and facilities
However, it is not hard to imagine that the papers of high quality resulting from all these factors
will finally find their ways into conferences and journals. Microbiologically influenced corrosion (MIC)
– or briefly “microbial corrosion”- is a discipline
of corrosion science and engineering that can be
claimed that, although known for the last seventy
years, is still not receiving the attention it deserves.
The global understanding about MIC has not always been the same. Figure I shows a schematic
presentation of these periods of paradigm shifts
in understanding microbial corrosion and the research patterns associated with it.
Each of these steps serves to show how factors such as more interaction between various disciplines of science and engineering, the development both sophistication and precision of research
facilities and equipment, as well as incorporating
these changes into the methodologies aiming at
Figure 1. Paradigm changes in understanding MIC over time
(Javaherdashti, 2008).
Şekil 1. MBK’ nu kavrama ve analizde sağlanan gelişmeler ( Javaherdashti,
2008).
KOROZYON, 16 (1-2), 2008 33
34 KOROZYON, 16 (1-2), 2008
Figures 2 shows how the number of papers with
a topic about MIC has been changed over the years
in each of these countries and compares this trend
for each of them by drawing a tend line. As it is
seen from Figure 2, MIC papers presented at Iranian corrosion conferences, on average, are about
two times of their Australian and Turkish counterparts. The figure also suggests that while Turkey
has been absent for some years, it has started to
show better recent performance so that in some
years the number of MIC-related papers has been
18
16
14
12
Australia
10
Iran
8
Turkey
6
Linear (Iran)
4
Linear (Australia)
2
Linear (Turkey)
2007
2006
2005
2004
2003
2002
2001
2000
1999
1998
1997
1996
1995
1994
1993
1992
1991
1990
1989
0
1988
2. SURVEY METHODOLOGY AND THE ASSOCIATED CONSTRAINTS
For this survey, the conference papers with a
topic related to microbial corrosion (identification,
mitigation, case study and the like) in a time period
of 1988 to 2007 in three countries (Australia, Iran
and Turkey) were reviewed. Due to practical limitations, other possible sources of information [such
as university theses, published journal papers, list
of projects funded by funding authorities (such
as ARC/CRC in Australia, TUBITAK in Turkey and
IROST in Iran] were not included. While this exclusion of such resources can have some impacts
on the precision of this survey; after cursory examination, it was considered that such impact will be
negligible, if any.
The assumption here was that if the research
was of good enough quality to make it presentable at a conference, then even if it may have been
published as a journal paper, it has been counted
in our survey any way. Additionally, if a research
thesis had been conducted in such as way that
would make it worthy enough to be presented on a
national scale, then again, it has been considered
in our evaluation process. In other words, presentation papers that have been funnelled through postgraduate theses and research funds are supposed
to be the best among their ranks.
It was noticed that over many years, the absolute number of papers presented on different aspects of corrosion vary (sometimes higher or lo
wer), the number of papers with topics strictly related to MIC also vary similarly. For this reason, we
used the ratio (as relative percentage) of the papers
with a topic related to MIC to the total number of papers presented at a certain conference. While such
trends for Australia alone would be meaningful, we
preferred to compare such a trend in the number of
MIC-related papers in Australia with Iran and Turkey
as well. One of the most important reasons was the
familiarity of the authors (Dr. Javaherdashti) with the
state of research and industry in all three of these
countries due to the years spent actively working
there within research/industry sectors.
For Australia, only papers presented during
Australasian Corrosion Association (ACA) conferences were taken into consideration. For Iran, the
data were based on a previous work (2). The data
from Turkey was compiled based on Annual Corrosion conferences. Two exclusions from our survey
were the one day MIC workshop, arranged by Australian oil and gas producer, Santos, in Adelaide in
2006 and the two day international MIC symposium
organised by Extrin Consultants and Curtin University in Perth in February 2007. The reason here was
that both events were not part of the ACA’s national
conference, but does indicate that the Santos and
Extrin efforts reflect a recent Australian trend recognising the growing importance of MIC*.1
% of papers on MIC to the total number of papers
characterizing MIC has advanced the overall understanding about this type of corrosion. More details
have been discussed elsewhere (Javaherdashti,
2008).This paper will discuss this “claim” by taking
into consideration the number of presented papers
about MIC in Australia, Iran and Turkey over the
past twenty years.
Years
Figure 2. Comparison between the percentage of papers with an MIC
topic as presented in national corrosion conferences over two decades in
Iran, Turkey and Australia.
Şekil 2. Iran, Avustralya ve Türkiye’ de düzenlenen ulusal korozyon
konferanslarına son 20 yılda sunulan MBK konulu bildiri sayısının yıllara
gore değişimi.
Authors (Javaherdashti and Farinha) would like to remind that the MIC
symposium arranged and supported by Extrin and Curtin University of
Technology entitled “MIC-An International Perspective” started on 14
February 2007 for three days in Perth, WA. The first two days of the
conference were exclusively allocated to the symposium and technical
talks and the last day was scheduled for the workshop. Five worldknown internationally recognised scientists gave lectures on different
aspects of MIC. Also, nine national experts addressed different aspects
of application of MIC in industries. The attendance of more than seventy
industry and university representatives at this symposium was a good
indication of how well received such highly technical symposia could
become in Australia.
*
higher than papers presented in Australia.
However, it may be argued that as microbial
corrosion is very well recognised in the oil and gas
industry, therefore for a country like Iran, due to the
strategic importance of oil and gas, more papers
on MIC is not surprising. We will discuss below why
this argument is not a valid one: Figures 3a to 3c
compare the oil production of each of these coun-
tries for a period of 26 years while the natural gas
production of these countries is shown in Figures
4a to 4c. Table 1 compares the peak of production
during these years for each of these countries.
However, while it is true that oil and gas production has larger consequences for Iranian industry
Figure 4a. Natural Gas Production in Turkey from 1980 to 2006 (http://
tonto.eia.doe.gov/country, May 2009d).
Şekil 4a. 1980-2006 arasında Türkiye’nin doğal gaz üretimi (http://tonto.
eia.doe.gov/country, May 2009d).
Figure 3a. Oil Production in Turkey from 1980 to 2006 ( http://tonto.eia.
doe.gov/country, May 2009a).
Şekil 3a. 1980-2006 arasında Türkiye’nin petrol üretimi ( http://tonto.eia.
doe.gov/country, May 2009a).
Figure 4b. Gas Production in Australia from 1980 to 2006 (http://tonto.
eia.doe.gov/country, May 2009e).
Şekil 4b. 1980-2006 arasında Avustraliya’nın doğal gaz üretimi (http://
tonto.eia.doe.gov/country, May 2009e).
Figure 3b. Oil Production in Australia from 1980 to 2006 (http://tonto.eia.
doe.gov/country, May 2009b).
Şekil 3b. 1980-2006 arasında Avustraliya’nın petrol üretimi (http://tonto.
eia.doe.gov/country, May 2009b).
Figure 4c. Natural Gas Production in Iran from 1980 to 2006 (http://tonto.
eia.doe.gov/country, May 2009f).
Şekil 4c. 1980-2006 arasında Iran’nın doğal gaz üretimi (http://tonto.eia.
doe.gov/country, May 2009f).
Figure 3c. Production in Iran from 1980 to 2006 (http://tonto.eia.doe.gov/
country, May 2009c).
Şekil 3c. 1980-2006 arasında İran’nin petrol üretimi (http://tonto.eia.doe.
gov/country, May 2009c).
compared with either Turkey or Australia; for power
generation, for example, Australia predominates,
Figures 5a to 5c:
KOROZYON, 16 (1-2), 2008 35
Table 1. Peak of production of oil and Natural Gas in Turkey, Australia
and Iran from 1980 to 2006
Çizelge 1. 1980-2006 arasında İran, Türkiye ve Avustralya ‘nın petrol ve
doğal gaz üretimi zirveleri.
Country
Approximate Peak of Production
(Oil, Thousand barrels/day)
Approximate Peak of
Production (Natural Gas,
Billion Cubic Feet)
TURKEY
> 85
> 33
AUSTRALIA
> 830
> 1500
IRAN
> 4000
> 3500
As can be seen, the average power generation
in both Iran and Turkey is the same but both have a
lower electricity generation than Australia’s. Power
generation is an industry known to have many MIC
problems (Stein, 1993). Therefore, Australia has
the advantage of having a major industry which
is bigger in size and also vulnerable to microbial
corrosion. On the other hand, if we compare total energy production, defined as production of
petroleum (crude oil and natural gas plant liquids),
dry natural gas, coal, and the net generation of hydroelectric, nuclear & geothermal, solar, wind, and
Figure 5c. Power generation in Turkey from 1980 to 2006 (http://tonto.
eia.doe.gov/country, May 2009i).
Şekil 5c. 1980-2006 arasında Türkiye’nin elektrik üretimi(http://tonto.eia.
doe.gov/country, May 2009i).
Figure 6a. Production for Iran from 1980 to 2005 (http://tonto.eia.doe.
gov/country, May 2009j).
Şekil 6a. 1980-2005 arasında Iran’nın toplam enerji üretimi (http://tonto.
eia.doe.gov/country, May 2009j).
Figure 5a. Power generation in Australia from 1980 to 2006 (http://tonto.
eia.doe.gov/country, May 2009g).
Şekil 5a. 1980-2006 arasında Avustralya’ nın elektrik üretimi (http://tonto.
eia.doe.gov/country, May 2009g).
Figure 6b. Total Energy Production for Australia from 1980 to 2005 (http://
tonto.eia.doe.gov/country, May 2009k).
Şekil 6b. 1980-2005 arasında Avustralya’nın Toplam Enerji üretimi (http://
tonto.eia.doe.gov/country, May 2009k).
Figure 5b. Power generation in Iran from 1980 to 2005 (http://tonto.eia.
doe.gov/country, May 2009h).
Şekil 5b. 1980-2005 arasında Iran’nın elektrik üretimi (http://tonto.eia.doe.
gov/country, May 2009h).
36 KOROZYON, 16 (1-2), 2008
wood and waste electric power, then the situation
for these three countries become more interesting,
as shown in Figures 6a to 6c.
Therefore, both Iran and Australia have the same
pattern of total energy production; Turkey’s share is
very small in comparison with these two countries.
On average, the total energy producing sector in
both Iran and Australia has almost the same dimensions and capacity. It is followed that the strategic
importance of one industry or a sector in that industry can not be the reason behind low number
c)
Figure 6c. Total Energy production for Turkey from 1980 to 2005 (http://
tonto.eia.doe.gov/country, May 2009l).
Şekil 6c. 1980-2005 arasında Türkiye’nin toplam enerji üretimi (http://
tonto.eia.doe.gov/country, May 2009l).
of MIC-related papers in Australia. In other words,
the “dimensions” of an industry alone should not
be taken as the mere measure of necessity of research and development. In fact, in comparison
with the other two countries, Australia has many advantages. For instance, although ACA conferences
are taken as national corrosion conferences, they
actually have an international flavour.
Among the main advantages for Australia are
language and political stability, as it will be shortly
explained below:
1. The languages of the national corrosion conferences in Iran and Turkey are mainly nonEnglish. In both countries, the majority of the
papers are presented in the main language of
the national corrosion conferences (in Turkey,
it is Turkish and in Iran, it is Persian) with a
few in English. Therefore, it is a mix of the national language and English. In any case, the
number of papers that are presented in English in these national corrosion conferences is
small compared with the papers presented at
ACA conferences.
2. Some times political factors (either real or of
imagined nature) may also limit the number of
English-speaking participants.
4. SUMMARY AND RECOMMENDATIONS
a) The research in the field of microbial corrosion
in three countries, Australia, Iran and Turkey
was compared based on the number of papers with an MIC-related topics presented at
national corrosion conferences in these countries over the last twenty years.
b) It was shown that on this data only, Iran has
the highest percentage of papers with an MICrelated topic (25%). Australia came second
(12.5%) and Turkey has shown a very rapid
increasing the percentage of MIC-related pa-
d)
e)
f)
g)
pers to come very close to that of Australia
(from nil to about 12.5%).
Comparison of the total energy production
showed that Australia and Iran share almost
the same pattern. Also, while the oil and gas
industry in Iran is bigger than that of both
Australia and Turkey, the power generation in
Australia is bigger in size than Iran’s. These
discussions show that the relative importance
or size of an industry or a sector is not the only
factor that may be used to justify the relative
low percentage of papers on microbial corrosion presented in Australian conferences.
The example of research in the field of microbial corrosion in Turkey, as a rapid developing country, clearly shows that no matter how
big or small a certain industry could be, if
the need for improvement is recognised, by
a good resource allocation, better quality of
research and therefore reduction in unnecessary expenditures can be achieved.
Australia has very important advantages that
can be used to increase the percentage of
MIC-related papers. Among these important
sources are the language and political issues
that allow a better standing for attracting more
international authorities to Australia.
The results suggest that despite the many advantages that Australian industry has, these
potential are not being maximised so that the
result of this inadequancy of use of resources
is clearly reflected in relatively low number of
papers presented at ACA conferences with an
MIC-related topic.
More investment, in terms of both knowledge
management and funding is necessary to promote more industrial awareness about microbial corrosion. Increasing this awareness and
thus more research and development with regard to MIC not only has the advantage of advancing knowledge in this area for Australian
industry and academia, but has the advantage
that the knowledge thus acquired dealing
with microbial corrosion is itself a marketable
value, not directly related with the size of any
particular industry. If the research in the field
of microbial corrosion is conducted in such a
way that it will end up producing a marketable
result, the economical dimensions of it can be
reflected in gaining a better bargaining position in international tenders and contracts
over other domestic or international competitors.
KOROZYON, 16 (1-2), 2008 37
h)
Studies in the filed of MIC can be categorised
into two main categories or level of research:
•
Level a: phenomenological approach, and
•
Level b: In-depth research
“Level a” is mainly related to consulting jobs
combined with laboratory work: it aims at characterising issues such as if the cause of corrosion is
MIC, what materials/coatings are more resistant to
MIC, what are the main characteristics of the corroded material (alloying elements, pit morphology,
rupture stress level in biotic conditions) and the
same. Investigation on this level may also use both
corrosion laboratory (such as different polarisation
methods) and microbiology laboratory equipment
(such as various techniques of culturing) along with
more sophisticated “tools” such as SEM, EDXA and
the like. The reason this approach can be called
as “phenomenological” is that its principle goal of
investigation is to highlight the conditions under
which MIC can be expected and also mitigated.
“Level b”, however, is more focused on finding
new technologies and methods. Research topics
such as application of nano-technology in fabrication of new alloys and biocides, genetic engineering methods for modifying the characteristics of the
corrosion-related bacteria, application of concepts
such as chaos theory into mathematical modelling
of MIC are a few examples about the way the “indepth research” can be interpreted.
The main driving force for both “Level a” and
“Level b” approaches is industry, to satisfy its immediate or long-term, future needs and requirements. Therefore, the low demand in industry with
regards to MIC and its investigation will well be reflected in the low number of “level a” or “level b”
projects, and thus, relatively low number of papers.
It must also be noted that one important way to encourage industry for investing more into MIC issue
is the training courses that need to be designed for
industry with regards to microbial corrosion and its
application. Currently, neither NACE nor ACA (Australasian Corroison Association) have any industryoriented course in MIC.
ACKNOWLEDGEMENTS
Authors would like to thank the following for their
invaluable assistances and contributions:
•
Prof. Dr. Mustafa. Ürgen, Dept. of Metallurgy
38 KOROZYON, 16 (1-2), 2008
•
•
and Materials Eng., Istanbul Technical University, Istanbul/Turkey and Prof.Dr. Nurhan Cansever, Dept. of Metallurgy and Materials Engineering, Yıldız Technical University, İstanbul/
Turkey for providing the list of corrosion papers presented at Turkish national corrosion
conferences.
Mr. Mal Brooks, ACA Executive Officer for providing the list of all presented papers at ACA
conferences since 1980,
Mr. Ali Taheri, Sepah Sea Forces, for assisting
with completing the list of MIC papers presented at Iranian annual corrosion congresses.
REFERENCES
1. Javaherdashti, R., (2008) “Microbiologically Influenced Corrosion-An Engineering Insight”, P.51, pub Springer (UK).
2. Javaherdashti, R, (2000) Proc. The First Corrosion Congress
of Iranian Oil&Gas Industry, pp. 81-89, Tehran, (Iran).
3. http://tonto.eia.doe.gov/country/img/charts/TU_petro_large.
png, May 2009a
4. http://tonto.eia.doe.gov/country/img/charts/AS_petro_large.
png, May 2009b
5. http://tonto.eia.doe.gov/country/img/charts/IR_petro_large.
png, May 2009c
6. http://tonto.eia.doe.gov/country/img/charts/TU_ng_prod_
large.png, May 2009d
7. http://tonto.eia.doe.gov/country/img/charts/AS_ng_prod_
large.png, May 2009e
8. http://tonto.eia.doe.gov/country/img/charts/IR_ng_prod_
large.png, May 2009f
9. http://tonto.eia.doe.gov/country/img/charts/AS_elec_prod_
large.png, May 2009g
10. http://tonto.eia.doe.gov/country/img/charts/IR_elec_prod_
large.png, May 2009h
11. http://tonto.eia.doe.gov/country/img/charts/TU_elec_prod_
large.png, May 2009i
12. Stein, A.A., (1993) “MIC in Power Industry” in “ A Practical
Manual on Microbiologically Influenced Corrosion”, G. Kobrin (Ed.), NACE International, (USA), p 21-30.
13. http://tonto.eia.doe.gov/country/img/charts/IR_prim_prod_
large.png, May 2009j
14. http://tonto.eia.doe.gov/country/img/charts/AS_prim_prod_
large.png, May 2009k
15. http://tonto.eia.doe.gov/country/img/charts/TU_prim_prod_
large.png, May 2009l
AUTHORS
Reza Javaherdashti, PhD, Senior Corrosion Engineer, Extrin
Consultants, Visiting Senior Lecturer, Dept. of Petroleum, Curtin
University of Technology, WA, Australia
Peter Farinha, PhD, Principal Corrosion Engineer, Extrin Consultants, WA, Australia
Esra Sungur, PhD, Research Assistant, Dept. of Biology, Istanbul
University, Istanbul/Turkey
KOROZYON DERNEĞİ EĞİTİM SEMİNERLERİ III
(27 - 30 Nisan 2009, Ankara)
İTÜ Evinde yapılan bu etkinlikte,
•
•
•
•
Korozyon olayının genel tanıtımı
Elektrokimyasal ilkeler
Çeşitli ortamlarda korozyon
Korozyonun denetlenmesinde temel yaklaşımlar
konularında bilgiler verilmiştir. Katodik koruma hakkında temel bilgiler, katodik
korumanın ilkeleri, katodik koruma tasarımı ve redoks potansiyelleri ayrıntılı olarak
anlatılmış, katılımcıların bu konu ile ilgili sorunları tartışılmıştır.
Bu eğitim seminerinde;
Prof.Dr. Mustafa Doruk,
Prof. Dr. Ali Fuat Çakır,
Prof. Dr. Timur Koç,
Elek. Yük. Müh. Oktay Akat ve
Elek. Yük. Müh. Necil Kurtkaya
eğitmen olarak görev almışlardır.
11.ULUSLARARASI KOROZYON SEMPOZYUMU
22-25 EKİM 2008
SABANCI KÜLTÜR SARAYI
İZMİR

PDF olarak indir - Türkiye Korozyon Derneği

Transkript

Benzer belgeler