التآكل التعروي للفولاذ الكربوني الواطئ المستخدم في حامض الكبريتيك المركز

الباحث

نذير رزاق علي صالح

المشرف

حيدر عبد حسن الجبوري; إقبال محمد سعيد صالح

الجامعة

جامعة بابل

الكلية / القسم

هندسة المواد / هندسة المعادن

الشهادة

ماجستير

السنة

2022

لغة الرسالة

E

الكلمات المفتاحية

التآكل التعروي;الفولاذ الكربوني الواطئ;حامض الكبريتيك;هندسة المعادن

تعتبر الطلاءات المعدنية والمركبة أحد تقنيات التعديل السطحي لسطوح المعادن والسبائك لغرض أكسابها خواص جديدة بالاضافة الى خواصها الاصلية أو تحسين خواصها الاصلية. مشكلة البحث هي إنخفاض مقاومة التأكل للفولاذ المستخدم في تصنيع الانابيب الناقلة لحامض الكبريتيك 5S pl! )%98( في مصنع حامض الكبريتيك في شركة الفرات العامة. تم إجراء الطلاء الكهربائي بالكروم والطلاء المركب بالكروم مع مسحوق كاربيد السيليكون على (المعدن الاساس ) الفولاذ الكاربوني لتحسين مقاومة التأكل . تمإجراء عملية الطلاء على الفولاذ الكاربوني بمعدن الكروم بأستخدام تيار مستمرمقداره(20//010112),فولتية مقدارها (4.5)فولت ,رمسافة بين الاقطاب مقدارها (9)سم de pus, خلط(300)دورة في الدقيقة ,كانت دالة الحامضة لمحلول الطلاء تساوي(2) وكانت عملية وقد أعتمدت درجة حرارة محلول الطلاء و زمن عملية الطلاء كعوامل طلاء متغيرة للتجارب حيث كان مدى درجة الحرارة(40,50,60) درجة سيليزية وزمن عملية الطلاء(1,1.5,2) ساعة , إجراء الفحوصات الميكانية لطبقة طلاء الكروم المتضمنه(صلادة فيكرز,السمك,الخشونة), cl pal تحليل التباين وحساب أعلى قيمة للدرجة العلائقية الرمادية وكانت في التجربة رقم (6) والتي تمثل عينة طلاء الكروم المثلى وبدرجة حرارة (50) درجة سيليزية للمحلول و زمن طلاء (2) ساعة. تم أجراء عملية ترسيب الطلاءات المركبة من جسيمات كاربيد السيليكون المايكروية المنغرزه مقاديروزنية لجسيمات كاربيد السيليكون المايكروية لكل لتر من محلول طلاء الكروم وهي (10,20,30) غرام مضافة لمحلول طلاء الكروم,تم دراسة وتحليل تأثيرمحتوي جسيمات كاربيد السيليكون المايكروية على خواص طبقة الطلاءات المركبة على الفولاذ الكاربوني . تم أجراء فحص مطياف مشتت الطاقة و فحص حيود الاشعة السينية لاثبات العناصروالاطوار المكونة للمعدن الاساس (الفولاذ الكاربوني) وعينة طلاء الكروم المعدني المثلى وثلاث عينات من الطلاءات المركبة لجسيمات كاربيد السيليكون المايكروية(10,20,30)غرامالتر المنغرزة في معدن الكروم بالاضافة الى فحوصات المجهر الالكتروني الماسح ومجهر القوة الماسح لسطح العينات الخمسة . تم إجراء نوعين من أختبارات معدل التأكل بطريقة فقدان الوزن في موقع مصنع حامض الكبريتيك المركز(9098).الاختبار الاول هو أختبار الغمرالبسيط في الحامض الساكن وبدرجة حرارة الاجواء الطبيعية والاختبار الثاني هو أختبار (التأكل- تعرية) والذي يتضمن تعرض سطح العينات الى تأثير جريان حامض الكبريتيك 5S pall )%98( في ظروف تماثل ظروف جريان الحامض في الانابيب الناقلة للحامض الى خزان الانتاج اليومي ثم الى خزانات خزن الحامض لتحقيق نفس الظروف التأكلية للحامض على العينات الخاضعة للأختبار.كانت نسبة التحسن التي طرأت على الفولاذ الكاربوني المحمي بالطلاءات المعدنية للكروم والطلاءات المركبة من الكروم كاربيد السيليكون قياسا الى معدل تأكل الفولاذ الكاربوني الغير محمي في أختبار الغمر البسيط على النحو الاتني ،Xb: الكروم(56.7396 ),طلاءالكروم-10غرامالتر(67.396), طلاءالكروم- 20غرامالتر(76.9590 ), طلاءالكروم-30غرامالتر(563.290). كانت نسبة التحسن التي طرأت على الفولاذ الكاربوني المحمي بالطلاءات المعدنية للكروم والطلاءات المركبة من الكروم كاربيد السيليكون قياسا الى معدل تأكل الفولاذ الكاربوني الغير محمي في أختبار (التأكل-تعرية) على النحو eb: YI الكروم(24.5390 ),طلاءالكروم-10غرامالتر(72.5696 ), طلاءالكروم- 0غرامالتر(80.2690 ), طلاءالكروم-30غراءالتر(59.8696).

Metallic and composite coatings are one of the techniques for surface modification of the surfaces of metals and alloys for the purpose of giving them new properties in addition to their original properties or improving their original properties. The research problem is the low corrosion resistance of the carbon steel used in the manufacture of pipes for transporting concentrated sulphuric acid (98%) in the concentrated acid factory in the Al-Furat State Company. Chromium electroplating and Chromium composite plating with silicon carbide particles on the base metal (carbon steel) were used for improving corrosion resistance. Electroplating of carbon steel was carried out with chromium metal at constant current density(20A/dm 2),voltage(4.5),distance between electrodes(5)cm, stirrer speed(300)rpm PH(2), and optimum chrome plating was extracted based on Taguchi design (gray method) and by using Minitab program.Electroplating process included nine experiments with temperature range (40, 50, 60) degrees Celsius and the electroplating process time (1, 1.5, 2) hour, conducting tests for the chromium plating layer included (Vickers hardness, thickness, roughness), calculating the highest value of the gray relational grade. Electrodeposition of composite coatings of silicon carbide microparticles embedded in chromium on carbon steel was carried out based on the optimum chromium plating factors and three weights of silicon carbide microparticles were added to the chrome plating solution (10, 20, and 30) grams. Energy-dispersive X-ray Spectroscopy (EDS) and X-Ray Diffraction (XRD)tests were performed to confirm the elements and phases constituting the base metal (carbon steel), an optimum metal chromium plating sample, and three samples of composite coatings for silicon carbide microparticles (10, 20, and 30) g/l embedded in chromium metal, as well as Scanning Electron Microscope( SEM) and Atomic Force Microscope (AFM) examinations. The optimum Chromium plating properties assay values were as follows: hardness (740) kg/mm2, thickness (20.91) μm and surface roughness (0.098) μm. Two types of corrosion rate tests were carried out by a weight loss method. The first test is a simple immersion test in static acid, and the second test is the (Corrosion-Erosion) test, The percentage of improvement that occurred on carbon steel protected with chromium metal plating and chromium silicon carbide composite coatings compared with the rate of corrosion of unprotected carbon steel in the simple immersion test as follows: chromium plating (56.73%),Cr-10g/l (67.3%),Cr-20g/l (76.95%),Cr- 30g\l (53.2%). The percentage of improvement that occurred on carbon steel protected with chromium metal plating and chromium silicon carbide composite coatings compared with the rate of corrosion of unprotected carbon steel in the (Erosion-Corrosion) test was as follows: chrome plating (24.53%), Cr-10g/l (72.56%), Cr-20g/l (80.26%), Cr-30g/l (59.86%). The polarization test was carried out for samples in concentrated sulfuric acid (98%), and the improvement rate in corrosion resistance that occurred on carbon steel protected with chromium metal plating and chromium silicon carbide composite coatings as follows: chromium plating (97.8%), chromium plating-10g/l (98.4%), chromium plating-20g/l (99.5%), chromium plating- 30g/l (88.5%). The composite coatings with (chromium-20g/l silicon carbide) resist corrosion in conditions of concentrated acid flow (98%), where the corrosion rate is reduced by five times compared to the corrosion of carbon steel without a protective layer in (Erosion-Corrosion) test.

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