الحماية من التآكل للفولاذ منخفض الكربون في حمض الهيدروكلوريك 1M بواسطة مثبط بروتين مصل اللبن الأخضر

الباحث

حوراء وليد عبد مسلم

المشرف

علي منذر مصطفى - فراس فرحان سيد

الجامعة

الجامعة التكنولوجية

الكلية / القسم

قسم هندسة الانتاج والمعادن / هندسة المعادن

الشهادة

ماجستير

السنة

2024

لغة الرسالة

انكليزي

الكلمات المفتاحية

Green corrosion inhibitor;Whey protein;Low carbon steel;Hydrochloric acid

يحدث التآكل عندما يتفاعل المعدن مع بيئته، مما يؤدي إلى تأثيرات ضارة على خصائص المعدن. تلعب مثبطات التآكل دورًا حيويًا في تقليل معدل التآكل وحماية المعادن من التحلل عن طريق إنشاء طبقة تدريع تعزل المعدن عن محيطه. تعتمد فعالية المثبط العضوي في تثبيط التآكل على قدرته على الامتزاز والخواص الهيكلية والميكانيكية والكيميائية للطبقة الممتزة المتكونة في البيئة المحددة. تم تنفيذ أعمال تجريبية، مع التركيز على الاختيار الدقيق للمثبطات المناسبة لسبائكين مهمين: الفولاذ منخفض الكربون والفولاذ الطري. في جوهر هذا البحث هو السعي إلى فهم شامل لفعالية بروتين مصل اللبن مع مثبط الكاكاو في تخفيف التآكل داخل البيئة الصعبة لمحلول حمض الهيدروكلوريك TM (HCL) استخدمت إجراءاتنا التجريبية طريقتين متميزتين: الاستقطاب الخطي وفقدان الوزن، وكلاهما جزء لا يتجزأ من إظهار إمكانية تخفيف التاكل لبروتين مصل اللبن بنسبة 997 ومثبط بروتين الكاكاو بنسبة 93. قد يكون لبروتين مصل اللبن والكاكاو خصائص مثبطة في البيئات الحمضية. تتمتع البروتينات بالقدرة على إنشاء طبقات واقية على الأسطح المعدنية، مما قد يعيق التفاعلات المسببة للتآكل. قد يحتوي الكاكاو على مركبات بوليفينولية تساهم في التثبيط عن طريق الالتصاق بالمعدن. والجدير بالذكر أفضل كفاءة التثبيط للفولاذ منخفض الكربون بنسبة 90/ يتم تحقيقها عند تركيز 15 جم /لترعند درجة حرارة مرتفعة تبلغ 40 درجة مئوية. Shelley بالنسبة للفولاذ الطريء أدى تركيز 15 جم/لتر إلى كفاءة تصل إلى 9090 عند درجة حرارة تبلغ 30 درجة مئوية. تم استخلاص هذه النتائج المقنعة من خلال طريقة فقدان الوزن المعتمدة على درجة الحرارة في فترات زمنية مختلفة من 2 إلى 24 ساعة:؛ مما يؤكد أهمية العوامل البيئية في أداء المثبط. باستخدام طريقة الاستقطاب، كشف تحقيقنا أن المانع أظهر قدرات وقائية جديرة بالثناء. على وجه التحديدء بالنسبة للفولاذ منخفض الكربونء تم تحقيق كفاءة بنسبة 9096 عند 15 جم /لترو40 درجة مئوية. في المقابل، أظهر الفولاذ الطري أعلى Sel له بنسبة 97/096 عند نفس التركيز ودرجة By) all متفوقًا عند 0 درجة مئوية. تؤكد هذه النتائج الدقيقة على التفاعل الدقيق بين تركيز المثشبط ودرجة الحرارة ومحتوى الكربونء مما يؤكد أهمية اتباع نهج شامل في دراسات الوقاية من التآكل. وتم تحليل النتائج الشاملة باستخدام المجهر الإلكتروني الماسح (SEM) والمجهر الضوئي. فهمنا أن تقييم الالتصاق بالسطح المعدني أظهر إزالة مثالية لمنطقة الحماية والتي بلغت %5.407. بالإضافة إلى cell كشف اختبار زاوية التلامس على سبائك الفولاذ عن انخفاض كبير في الزاوية مع زيادة تركيز المثبط، مما يوفر رؤى قيمة حول التفاعلات السطحية. علاوة على ذلكء امتد استكشافنا إلى المستوى الجزيئي من خلال التحليل الطيفي بالأشعة تحت الحمراء لتحويل فورييه ،(FTIR) مما يؤكد الفعالية الكبيرة لبروتين مصل اللبن بنسبة 9,097 والكاكاو بنسبة 903 لأنه يحتوي على مركبات البوليفينول كمثبط للتآكل لسبائك الفولاذ المغمورة في الظروف الحمضية. سلطت طريقة زيتا المحتملة، وهي أداة قوية لفحص المحلول، الضوء على إمكانات زيتا الأكثر ملاءمة )30.13( والتنقل (0.59) بتركيز 15 جم/لترء مما يزيد من اهمية المثبط في التحليل التجريبي لخشونة سطح المعدن نلاحظ انخفاض في خشونة السطح (Ra) مع زيادة تركيز المثبط. تشير هذه النتائج إلى أن استخدام المانع يعمل على تحسين خواص سطح المعدن. نتيجة امتزاز الجزيئات المثبطة على سطح المعدن.

Corrosion occurs when a metal interacts with its environment, resulting in detrimental effects on the properties of the metal. Corrosion inhibitors play a vital role in reducing the corrosion rate and protecting metals from degradation by creating a shielding layer that isolates the metal from its surroundings. The effectiveness of an organic inhibitor in inhibiting corrosion depends on its adsorption capacity and the structural, mechanical, and chemical properties of the formed adsorbent layer in the specific environment. Experimental work has been carried out, focusing on the careful selection of suitable inhibitors for two important alloys: low-carbon steel and mild steel. At the core of this research is quest to comprehensively understand the effectiveness of whey protein with cocoa inhibitor in mitigating corrosion within the challenging environment of 1M hydrochloric acid (HCL) solution. Experimental procedures used two distinct methods: Tafel extra polarization and weight loss, both of which are integral to demonstrating the corrosion mitigation potential of the 97% Whey Protein and 3% Cocoa Protein inhibitor. Whey protein and cocoa may have inhibitive properties in acidic environments. Proteins have the ability to create protective layers on metal surfaces, which can impede corrosive reactions. Cocoa may contain polyphenolic compounds that contribute to inhibition by adhering to the metal. Notably, observed that the optimal inhibition efficiency for low-carbon steel of 90% is achieved at a concentration of 15g/L at an elevated temperature of 40 °C. Likewise, for mild steel, a concentration of 15g/L resulted in an efficiency of up to 90% at an elevated temperature of 30 °C. These convincing results were derived by the temperature-dependent weight loss method in different time periods from 2 to 24 hr, underscoring the importance of environmental factors in inhibitor performance. Using the polarization method, investigation revealed that the inhibitor showed commendable protective capabilities. Specifically, for low carbon steel, an efficiency of 96% was achieved at 15g/L and 40°C. In contrast, mild steel showed its highest efficiency of 96% at the same concentration and temperature, outperforming at 30°C. These precise results underscore the precise interplay between inhibitor concentration, temperature and carbon content, underscoring the importance of a comprehensive approach in corrosion prevention studies. commitment to a comprehensive understanding of these alloys has extended to comprehensive analyzes using scanning electron microscopy (SEM), and optical microscopy. It is worth noting that the evaluation of adhesion to the metal surface showed an ideal removal of the protection area, which amounted to 5.407%. In addition, contact angle testing on alloy steels revealed a significant decrease in the angle with increasing inhibitor concentration, providing valuable insights into surface interactions. Furthermore, exploration was extended to the molecular level through Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy, confirming the significant effectiveness of 97% whey protein and 3% cocoa because it contains polyphenol compounds as a corrosion inhibitor for steel alloys immersed in acidic conditions. The zeta potential method, a powerful solution screening tool, highlighted the most favorable zeta potential (30.13) and mobility (0.59) at a concentration of 15g/L, further enriching our understanding of inhibitory performance. In the experimental analysis of metal surface roughness, we notice a decrease in surface roughness (Ra) with increasing inhibitor concentration. These results indicate that using the inhibitor worked to enhance the metal surface properties. The result of adsorption of inhibitor molecules on the metal surface.

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