مثبط التآكل الصديق للبيئة للفولاذ واطئ الكاربون بواسطة مستخلص الساليكورنيا في محلول 3.5% كلوريد الصوديوم

الباحث

شهد عمار حاتم تكليف

المشرف

كاظم فنطيل السلطاني - ساطع كاظم عجام

الجامعة

جامعة بابل

الكلية / القسم

كلية الهندسة / الهندسة الكيمياوية

الشهادة

ماجستير

السنة

2024

لغة الرسالة

انكليزي

الكلمات المفتاحية

Corrosion Inhibitor ; Low Carbon Steel ; Salicornia Extract ; NaCl Solution

استجابة لظروف التشغيل الصعبة وانتشار الملوثات المسببة للتآكل في الوحدات الصناعية وخطوط الأنابيب، أثار الاستخدام الواسع النطاق لمثبطات التآكل مخاوف بيئية واقتصادية. هذه المثبطات؛، وعلى الرغم من فعاليتهاء فأنها غالبا ما تتكون من مواد سامة ومسرطنة ومكلفة. ولمعالجة هذه المشكلات، تستكشف الدراسة الحالية مستخلص الساليكورنيا (SE) كمثبط JSG بديل مستدام ومنخفض التكلفة. تم تحضير أربعة مستخلصات ساليكورنيا بواسطة الصوتنة لمدة 20، 30، 40 و 50 دقيقة بالنسبة للمستخلص الأول والثاني والثالث والرابع على التوالي، لدراسة تأثير مدة الصوتنة على التركيب الكيميائي وعلى اداء المستخلصات من خلال مقارنة استجاباتها على عينات الفولاذ منخفض الكربون في محلول كلوريد الصوديوم (بتركيز %3.5( مع 905 مل/مل من (SE عند 5 درجة مئوية وفي حالة السكون. في إطار تقييم المستخلص تحت ظروف التشغيل، تم تصميم نموذج تربيعي باستخدام برنامج التصميم التجريبي الإصدار 612 منهجية سطح الاستجابة (Box Behanken) لدراسة فعالية SE تحت تأثير قيم متنوعة من التراكيز (3، 5، 7“ مل/مل) ودرجات الحرارة )625 45 65 درجة ،(Aggie والأس الهيدروجيني (4، 67 10) في نظام دوار بسرعة ثابتة تبلغ 150 دورة في الدقيقة. أجريت اختبارات التآكل بواسطة تقنيات فقدان الوزن والاستقطاب وجهد الدائرة المفتوحة، وتم الكشف عن المجموعات الوظيفية النشطة داخل المستخلصات بواسطة أطياف الأشعة تحت الحمراء. أظهرت النتائج أن مدة الصوتنة الحرجة للحصول على أفضل مستخلص ساليكورنيا تتراوح بين 0 و 50 دقيقة، حيث تحسن أداء المستخلص بشكل ملحوظ بزيادة المدة حتى 40 Aids في حين لوحظ تراجع اداءه بعد الصوتنة لفترة اطول. كشف التحليل الطيفي بالأشعة تحت الحمراء عن وجود العديد من المجموعات الكيميائية ضمن المستخلص الذي تم الحصول عليه بما في ذلك الكحول والفينولات والأحماض الكربوكسيلية والمكونات العطرية والأمينات والألكينات والألكاينات وغيرهاء مما أدى إلى تكوين طبقة واقية تعزل المعدن بشكل فعال عن البيئة المسببة للتاكل. وتزداد كفاءة التثبيط مع زيادة تركيز المثبط ودرجة الحرارة والأس الهيدروجيني، في حين تنخفض تحت تأثير السرعة. وصلت كفاءة التثبيط القصوى إلى 9,078.02 في الظروف المثالية )%6.7 مل/مل ، 64.9 درجة مئوية، 8.9 درجة حموضة) عند 150 دورة في الدقيقة. كما وجد أن المستخلص قابل للامتزاز كيميائيا ويخضع لايزوثيرم امتزاز تمكين.

In response to the challenging operational conditions and the prevalence of corrosive pollutants in industrial units and pipelines, the widespread use of corrosion inhibitors has raised environmental and economic concerns. These inhibitors, though effective, often consist of toxic, carcinogenic, and costly substances. To address these issues, this study explores Salicornia Extract (SE) as a sustainable and cost-efficient alternative corrosion inhibitor. Four salicornia extracts were meticulously prepared with ultrasound assistance in various sonication periods of 20, 30, 40, and 50 minutes, corresponding to the first, second, third, and fourth extracts, respectively, to examine the effect of sonication duration on the chemical composition and subsequent performance of the SEs by comparing their responses on low carbon steel specimens in 3.5% NaCl with a concentration of 5% v./v. SE at 25°C and in a static state. In the framework of evaluating the extract under operating conditions, a quadratic model was designed with the experimental design software, version 12, response surface methodology (Box Behanken) to investigate the SE effectiveness under varied concentrations (3, 5, 7% v./v.), temperatures (25, 45, 65 oC), and pH values (4, 7, 10) in a rotating system with a constant rotational velocity of 150 rpm. Corrosion tests were conducted by weight loss, polarization, and open circuit potential techniques, and the active functional groups within the extracts were detected by infrared spectra. The results showed that the critical sonication duration for obtaining the best SE is between 40 and 50 min, as the performance of the extract significantly improved with the sonication duration until reaching 40 minutes, while it declined after a longer sonication exposure time. Infrared spectroscopy revealed the presence of many functional groups within the obtained extract, including alcohols, phenols, carboxylic acids, aromatic components, amines, alkenes, alkynes, etc., which led to the formation of a protective layer that effectively insulates the metal from the corrosive environment. The inhibition efficiency increased with concentration, temperature, and pH, while it decreased under the velocity influence. The maximum inhibition efficiency reached 78.02% at the optimal conditions (6.7% v./v. SE, 64.9 oC, and 8.9 pH) at 150 rpm. It was also found that the extract is chemically adsorbable and subject to the Tamkin adsorption isotherm. Nomenclature Symbols Description Unit A Area cm2 Concentration mol/L C.R Corrosion rate g/m2day D Diffusivity m2/s Ecorr Corrosion potential mV icorr Corrosion current density μA/cm2 Kads Adsorption coefficient M-1 R Gas constant J/mol.K R2 Correction factor Dimensionless Greek Letters Description Unit α Molecular interaction parameter Dimensionless ε Empirical constant Dimensionless ηinh Inhibition efficiency % ηW.L Inhibition efficiency by Weight loss technique % ηpolarization Inhibition efficiency by polarization technique % δ Diffusion layer thickness cm ΔW Weight loss mg ΔG Gibbs free energy kJ/mol Abbreviations Symbol Description ads. Adsorption AE Auxiliary electrode corr. Corrosion df Degree of freedom e electron EAE Enzyme-assisted extraction Fig. Figure F Fisher test gmd Gram per m2 per day Ion inh. Inhibitor LCS Low carbon steel Log Logarithm MAE Microwave assisted extraction n Number of moles No. Number PFE Pulsed-electric field extraction PLE Pressurized liquid extraction P Probability RSM Response surface methodology SE Salicornia extract SFE Supercritical fluid extraction SCE Standard calomel electrode Std. Dev. Standard deviation t Time UAE Ultrasound-assisted extraction

طلب نسخة من الملف

الملفات غير منشورة على الموقع. اترك بياناتك وسيتواصل معك موظفو قسم الشؤون الثقافية والفنون لإرسال النسخة مجاناً.

الاسم

رقم الهاتف

البريد الإلكتروني

الغرض من الطلب (اختياري)

إرسال الطلب