NGHIÊN CỨU ĂN MÒN CỤC BỘ KIM LOẠI BẰNG PHƯƠNG PHÁP NHIỄU ĐIỆN HÓA

VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ …… ….………… NGUYỄN VĂN CHIẾN NGHIÊN CỨU ĂN MÒN CỤC BỘ KIM LOẠI BẰNG PHƯƠNG PHÁP NHIỄU ĐIỆN HÓA Chuyên ngành: Hóa lý thuyết Hóa lý Mã số : 62 44 01 19 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC Hà Nội – 2015 Công trình hoàn thành tại: Viện kỹ thuật nhiệt đới - Học viện Khoa học Công nghệ - Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS, Lê Văn Cường TS, Nguyễn Trọng Tĩnh Phản biện 1: Phản biện 2: Phản biện 3: Luận án bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án tiến sĩ, họp Học viện Khoa học Công nghệ - Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam vào hồi … …’, ngày … tháng … năm 2016 Có thể tìm hiểu luận án tại: - Thư viện Học viện Khoa học Công nghệ - Thư viện Quốc gia Việt Nam A GIỚI THIỆU LUẬN ÁN Mở đầu Hiện giới, phương pháp nhiễu điện hóa hoàn thiện đề xuất để bổ sung, giải vấn đề tồn nghiên cứu điện hóa nói chung nghiên cứu ăn mòn phương pháp đo lường điện hóa Đặc trưng ưu việc đo nhiễu điện hóa phát tín hiệu bất thường điển hình trình thay đổi trạng thái bề mặt Như vấn đề đặt là:  Làm đo tín hiệu nhiễu so sánh với phương pháp đo tin cậy khác  Khả đo thông số gì, định hướng trình cần thiết để có sở đo đạc vững  Làm phân tích hiệu liệu giải thích đáng tin cậy  Triển vọng ứng dụng tín hiệu nhiễu vào thực tiễn  Ưu điểm phương pháp đo nhiễu điện hóa nghiên cứu ăn mòn kim loại Phương pháp đơn giản phương pháp không phá hủy; ghi phân tích tín hiệu liên tục hay rời rạc nên phân biệt tượng trình điện hóa khác môi trường khác Dữ liệu nhiễu điện hóa với đặc trưng nghèo thông tin đầu vào qua phân tích đem lại nhiều thông số giá trị Phương pháp đo nhiễu điện hóa áp dụng nghiên cứu trực tiếp với đối tượng làm việc nên có ý nghĩa thực tiễn lớn Nhờ ưu điểm nêu trên, nghiên cứu ứng dụng phương pháp nhiễu điện hóa cho mục đích khác giành mối quan tâm phổ biến nhiều nhà khoa học lĩnh vực nghiên cứu vật liệu Phương pháp nhiễu điện hóa đánh giá trực tiếp mức độ ăn mòn kim loại môi trường xâm thực với điều kiện có bảo vệ chống ăn mòn, trình chuyển từ trạng thái thụ động sang trạng thái hoạt động ăn mòn ngược lại Trong dạng ăn mòn thường gặp, ăn mòn cục dạng ăn mòn nguy hiểm dạng ăn mòn phổ biến, khó phát trước xảy cố Vì thế, nguy phá hủy vật liệu, thiết bị kim loại ăn mòn cục lớn lý phải nâng cao, chí phải hoàn thiện -1- phương pháp truyền thống đồng thời xây dựng phương pháp để phát hiện, theo dõi nhằm mục đích kiểm soát ngăn ngừa cố ăn mòn kim loại Trên sở kết nghiên cứu nước, tiếp tục nội dung nghiên cứu trước đây, đề tài luận án “Nghiên cứu ăn mòn cục kim loại phương pháp nhiễu điện hóa” Mục đích Luận án  Thiết lập sơ đồ thu thập đánh giá liệu nhiễu điện hóa  Ứng dụng kĩ thuật sóng nhỏ để phân tích tín hiệu nhiễu điện hóa lĩnh vực ăn mòn cục kim loại  Nghiên cứu số dạng ăn mòn cục kim loại điển hình điều kiện phòng thí nghiệm từ liệu nhiễu điện hóa Những đóng góp luận án  Từ kết nghiên cứu, thực nghiệm luận án thiết lập sơ đồ tổng quát trình tự nguyên tắc phương pháp thực nghiệm phân tích tín hiệu nhiễu điện hóa lĩnh vực nghiên cứu điện hóa nói chung nghiên cứu ăn mòn kim loại nói riêng  Những kết luận án góp phần làm sáng tỏ thêm biểu dạng ăn mòn, thụ động nói chung ăn mòn cục nói riêng thông qua việc phân tích thống kê, phân tích phổ tín hiệu nhiễu thời gian ngắn đánh giá phổ mật độ công suất lượng dạng ăn mòn cách chuyển liệu vùng thời gian sang vùng tần số kết hợp miền thời gian – vùng tần số  Luận án góp phần mang lại hiểu biết sâu sắc nguyên nhân khác mặt chế khả phản ứng dạng ăn mòn cục sở theo dõi phân tích liệu nhiễu điện hóa miền thời gian – vùng tần số mật độ lượng chúng phương pháp sóng nhỏ  Luận án đề xuất sử dụng công cụ toán tin đại (Lapview, Matlab, KaleidaGraph…) để thiết lập hệ đo phân tích tín hiệu nhiễu điện hóa cho lĩnh vực ăn mòn kim loại, tin công cụ hữu hiệu có độ tin cậy cao để mô hay phân tích biểu tín hiệu thông số điện hóa nghiên cứu ứng dụng thực tiễn -2-  Khả ứng dụng thực tiễn: Các kết đề tài góp phần vào việc phân biệt cụ thể dạng ăn mòn điện hóa ăn mòn cục bộ, thụ động bề mặt kim loại Bằng phương pháp biến đổi sóng nhỏ phân tích tập liệu theo dõi trực tiếp hệ hoạt động trích trạng thái dừng Đồng thời với việc giải vấn đề đặt phương pháp phân tích tính toán đóng góp định hướng cho việc thiết kế bảo vệ chống ăn mòn có đủ hiệu đáp ứng điều kiện làm việc thiết bị hay công trình kim loại môi trường ăn mòn dự đoán trước Bố cục luận án: Luận án trình bày 143 trang, bao gồm ba chương phần Mở đầu, Kết luận, Danh mục báo công bố Tài liệu tham khảo, cụ thể gồm chương: Chương trình bày tổng quan ăn mòn kim loại nhiễu điện hóa nghiên cứu ăn mòn Giới thiệu phương pháp sóng nhỏ ứng dụng phân tích tín hiệu nhiễu điện hóa Chương trình bày phương pháp thực nghiệm phân tích sử dụng luận án Chương trình bày kết nghiên cứu dạng ăn mòn, thụ động chủ yếu tập trung vào ăn mòn cục hợp kim thép cacbon thấp, hợp kim 304 phương pháp nhiễu điện hóa B NỘI DUNG LUẬN ÁN Chương Tổng quan Phần tổng quan đề cập ba vấn đề chính: Tổng quan ăn mòn kim loại; tổng quan phương pháp điện hóa ứng dụng nghiên cứu ăn mòn kim loại phương pháp phân tích liệu nhiễu điện hóa Trong tổng quan ăn mòn kim loại, sở khoa học ăn mòn nêu định nghĩa ăn mòn kim loại:“Ăn mòn kim loại khái niệm dùng để trình tự diễn biến phá huỷ vật liệu kim loại tương tác hóa – lý với môi trường xung quanh” Tiếp theo phân loại ăn mòn theo chế (ăn mòn hoá học ăn mòn điện hoá), theo hình dạng bề mặt bị ăn mòn theo môi trường ăn mòn… Trong phần tổng quan phương pháp điện hóa ứng dụng nghiên cứu ăn mòn kim loại đề cập hai nhóm phương pháp: tổng quan phương pháp điện hóa phổ biến – kinh điển ứng dụng -3- nghiên cứu ăn mòn Tiếp theo tổng quan phương pháp nhiễu điện hóa nghiên cứu ăn mòn kim loại Trong phần đề cập trực tiếp quan điểm khái niệm thống nhiễu điện hóa phân biệt với loại nhiễu khác cách tổng quát sử dụng, nghiên cứu giới, số phương pháp – kĩ thuật đo đạc, thu thập phân tích thống kê liệu nhiễu cụ thể Trong phần tổng quan phương pháp phân tích liệu nhiễu điện hóa đề cập đến tìm kiếm mà tín hiệu nhiễu điện hóa liên quan đến ăn mòn ăn mòn cục Thống kê phương pháp ENA khuynh hướng phát triển Từ phần tổng quan lựa chọn hướng ứng dụng phát triển phương pháp thu thập liệu nhiễu điện hóa phân tích kĩ thuật sóng nhỏ (Wavelet Transform Analysis) cho phản ứng điện hóa bề mặt nghiên cứu ăn mòn cục kim loại phù hợp điều kiện Việt Nam, nội dung luận án Luận án không xây dựng thuật toán biến đổi sóng nhỏ mà áp dụng chúng công cụ sẵn có để phân tích tín hiệu.Tuy nhiên, để có nhìn đầy đủ phép biến đổi sóng nhỏ, trình bày phần phép biến đổi sóng nhỏ liên tục phép biến đổi sóng nhỏ rời rạc Đặc biệt kĩ thuật đa phân giải, kĩ thuật thường sử dụng việc phân tích tín hiệu để lọc nhiễu, tách trường xác định đột biến tín hiệu Phần ứng dụng phép biến đổi sóng nhỏ tập trung hai ứng dụng là:  Ứng dụng nghiên cứu đột biến tín hiệu: Số liệu tín hiệu phân tích vùng sóng nhỏ phép biến đổi sóng nhỏ rời rạc Các hệ số sóng nhỏ tách thành tỉ lệ khác mà tỉ lệ tương ứng với giá trị gần tín hiệu so với tín hiệu ban đầu Vậy tần số thấp biểu diễn hệ số khai triển sóng nhỏ hệ số định vị chủ yếu mức khai triển thô (mức cao) Ngược lại, tần số cao biểu diễn nhiều hệ số khai triển mức khai triển tốt (mức thấp) Vậy, xác định vị trí nguồn đột biến (ví dụ đột biến dòng/ ăn mòn cục bộ) nhỏ từ nguyên lý chồng chất sóng điện từ cách chọn lựa mức độ phân giải hệ số sóng nhỏ chi tiết thích hợp Công việc tìm hệ số sóng nhỏ chi tiết có biên độ lớn hệ số khác quanh nó; Sự định vị -4- hệ số sóng nhỏ chi tiết cực đại cho ta mối tương quan với định vị nguồn đột biến thặng dư  Ứng dụng nghiên cứu tín hiệu nhiễu điện hóa trình ăn mòn: ứng dụng giới thiệu để giải hạn chế phương pháp FFT MEM cho việc giải thích biến động bất thường liệu nhiễu điện hóa Biến đổi sóng nhỏ phân loại thành biến đổi sóng nhỏ rời rạc biến đổi sóng nhỏ liên tục Chúng sử dụng để đại diện cho tín hiệu thời gian liên tục CWT hoạt động quy mô biến đổi DWT sử dụng tập hợp cụ thể tỉ lệ giá trị biến đổi lưới đại diện Lợi ích sử dụng để loại bỏ xu hướng trôi hay tách phần liệu cho bước phân tích khác Chương Điều kiện phương pháp thực nghiệm 2.1 Điều kiện thiết lập sơ đồ hệ đo nhiễu dòng điện hóa Phương pháp mạch điện trở không (ZRA hình 2.1a) dựa hai tiêu chuẩn ASTM G199 09 ASTM STP 1277 Phương pháp cho phép thu thập liệu nhiễu dòng mà không gây tác động đến hệ điện hóa Dữ liệu thu thập kĩ thuật số Labview hercules In1 In2 Z1 WE Z2 WE RE V Em A Im (a) Hình 2.1 Sơ đồ mạch (a); Hệ đo thực cho nhiễu điện hóa (b) Hệ đo nhiễu điện hóa thiết lập với hai điện cực giống hệt làm điện cực đối điện cực làm việc Các dòng điện chạy hai điện cực làm việc đo theo phương pháp ZRA Điện đo điện cực làm việc với điện cực so sánh (kể từ ngắn mạch với nhau, hai điện cực “làm việc” có điện thế) Hệ -5- đo điện hóa đặt lồng Faraday (lồng lưới thép nối đất) để cách điện từ nguồn gây nhiễu bên Các thiết bị đo đánh giá tế bào điện tử giả 2.2 Vật liệu môi trường thử nghiệm 2.2.1 Vật liệu thử nghiệm A - Thép bon thấp thử nghiệm ăn mòn đều, thụ động ăn mòn cục B - Thép hợp kim 304 với quy trình thử nghiệm ăn mòn khe ăn mòn lỗ dung dịch FeCl3 theo ASTM G-78 C - Thử nghiệm điện hóa Hình 2.2 Mẫu sử dụng nghiên axit sulfuric theo ASTM cứu nhiễu điện hóa Thông thường, diện tích bề mặt điện cực làm việc khuyến cáo tối thiểu 10 cm2 dung dịch chất điện li Tỉ lệ diện tích bề mặt thể tích dung dịch thử 13,9 cm2/ lít Các mẫu kim loại (hình 2.2) phân tích thành phần nguyên tố theo ASTM E415-08; ASTM E1251-11trên thiết bị ARL 3460 OSE Trung tâm đánh giá hư hỏng vật liệu – Viện khoa học vật liệu – Viện Hàn lâm khoa học công nghệ Việt Nam Bảng 2.1: Thành phần nguyên tố mẫu thử nghiệm (% khối lượng ) Fe C 99,6818 0,0078 Mo V 0,0035 0,0013 Fe C 71,0153 0,0565 Mo V 0,2904 0,0575 Thép cacbon thấp Si S P Mn 0,0112 0,0061 Cu W Ti 0,0128 0,0010 Si Sn 0,0477 0,0055 Thép hợp kim 304 S P Mn 0,4463 0,0053 Cu 0,0167 0,1233 0,0331 1,3594 W Ti 0,2779 0,0425 Sn 0,0073 0,0097 -6- Ni Cr 0,0156 0,0425 Co Al 0,0028 0,0468 Ni Cr 8,0860 18,2010 Co Al 0,1061 0,0058 2.2.2 Môi trường thử nghiệm Môi trường thử nghiệm ăn mòn dung dịch nước chứa ion xâm thực trình bày chi tiết bảng 2.2 đây: Bảng 2.2: Môi trường thử nghiệm ăn mòn Hệ thử ăn mòn Mẫu kim loại Dung dịch A Thép cacbon thấp axít Xitric C6H8O7 0,1M B C D E Chế độ Ghi ASTM G199-09 25°C ASTM G599 25°C ăn mòn Thép cacbon thấp Thép bon thấp Thép bon thấp NaCl 3,5% 25°C Ca(OH)2+NaCl 0,1M (1:1) 25°C Thép hợp kim 304 6% FeCl3 1% HCl ASTM G48-03 25°C H2SO4 1N ăn mòn ăn mòn ăn mòn cục ăn mòn cục Hệ A B cho chế độ ăn mòn đều; hệ B cho chế độ ăn mòn hỗn hợp hai hệ lại (D & E) ăn mòn cục 2.2.3 Thiết bị chế độ đo đạc thử nghiệm Quy trình chuẩn bị mẫu xử lý mẫu sau chu kỳ thử nghiệm tiến hành theo ISO 847 – 91và ASTM G1 – 81 Dung dịch chế độ làm việc ghi bảng 2.3 đây: Bảng 2.3: Quy trình chuẩn bị xử lý bề mặt mẫu Kim loại DD tẩy sản phẩm ăn mòn HCl (=1,19g/ml) – 100 ml Thép Hexametylentetramin– 3,5g bon thấp Nước cất lít NaOH – 200 g Thép Zn bột – 50 g hợp kim 304 Nước cất lít -7- Nhiệt độ, 0C Thời gian 20 - 30 10 phút sôi 20 phút Mẫu thử ăn mòn khe theo ASTM G-48, 2005 Khe nhân tạo làm Teflon (PTFE) Cố định khe vít bu lông nhựa kèm đệm cao su đàn hồi Vít bu lông nhựa kèm đệm cao su cô lập điện với mẫu dung dịch Bề mặt điện cực sau đánh bóng đến cỡ hạt mài 600 làm xà phòng axetone, để khô tự nhiên trước thử nghiệm Các phép đo EN lặp lại lần cho chế độ thử nghiệm Một bình điện hóa phù hợp mô tả tiêu chuẩn ASTM G5 với ngoại lệ quan trọng vị trí đặt điện cực Trong toàn trình thực nghiệm, Các điện cực thiết lập cách cố định khoảng cách hai bề mặt điện cực làm việc điện cực đối (1 cm) cho toàn thí nghiệm Hệ đo nhiễu điện hóa thiết lập sơ đồ hình 2.1 Đo nhiễu dòng (CN) thực thiết bị hp 34401A Multimeter, nhiễu (PN) đo cặp điện cực làm việc với điện cực so sánh thiết bị HIOKI 3801 - 50 Digital Hitester Những nguồn nhiễu tạo thiết bị đo loại bỏ đánh giá trước Bảng 2.4: Thiết bị đo điện hóa sử dụng nghiên cứu Tên thiết bị Nước sản suất Đơn vị quản lý sử dụng AUTOLAB G30 Hà Lan HIOKI-3801-50 Ocilloscope LeCroy 424 hp 34401A Multimeter Nhật Bản Viện Kỹ thuật nhiệt đới Đại học Giao thông vận tải Viện Kỹ thuật nhiệt đới Nhật Bản Viện Kỹ thuật nhiệt đới Mỹ Viện Vật lý ứng dụng thiết bị khoa học 2.3 Phương pháp phân tích kết liệu nhiễu điện hóa Dữ liệu gốc tín hiệu nhiễu điện hóa sử lý lọc kĩ thuật số dải tần từ 10-3 13 Hz, loại xu hướng để lấy tín hiệu biên độ dao động tín hiệu dòng nhiễu có giá trị cho ăn mòn nằm vùng tần số thấp Tùy vào mục đích điều kiện nghiên cứu mà tiến hành lọc tiếp giải tần khác (0,0156 Hz cho 1024 điểm liệu tùy tốc độ xử lý) -8- Từ biên độ dao động, kết thu phổ PSD ESD (hình 3.5a b) Phổ công suất dòng cho biểu đặc trưng ăn mòn tập trung phần tần số cao cuộn lại thành cung rõ ràng so với phổ công suất Ăn mòn tập trung dao động phía tần số cao thể dao động tương ứng với mật độ lượng lớn (tập trung D1 - D2 ứng j = - phổ ESD) Nhưng với mật độ phổ công xuất không phù hợp phần có công suất cao lại tần số thấp -36 H2 SO 1N;  = 0,6438; D = 2,1781 -38 Log  j Hệ số góc phương sai lượng theo bậc tách có giá trị tỉ lệ tốc độ ăn mòn (hình 3.6) Hệ số kích thước phân đoạn (D > 2) mô tả đặc tính tín hiệu ăn mòn tương ứng với hình thái bề mặt ăn mòn sau thử nghiệm - hình 3.7 -40 -42 -44 -46 -48  = 0,6011; D = 2,1995; xitric 0,1M Bậc tách, J Hình 3.6 Phương sai lượng theo hệ số phân chia Dj Hình 3.7 Hình ảnh bề mặt (100) mẫu thép cacbon thấp sau 16 khảo sát ăn mòn kĩ thuật nhiễu điện hóa (C - D - bề mặt chưa tẩy sản phẩm ăn mòn; C’ – D’ bề mặt sau tẩy sản phẩm ăn mòn, dung dịch a xít xitric 0,1M H2SO4 1N) - 15 - 3.2.2 Biểu nhiễu điện hóa trình thụ động ăn mòn cục thép cacbon thấp môi trường pH cao có chứa ion Cl- Biên độ dòng nhiễu, A  10 -7 Thép cacbon thấp khảo sát môi trường 0,1M Ca(OH)2 + NaCl (1:1) Trong hệ này, thụ động bề mặt điện cực thép carbon thấp dự kiến dung dịch thử Tại số chỗ bề mặt màng thụ động chưa hoàn chỉnh có hấp thụ ion halogen Cl-; kim loại bị hoà tan với tốc độ đủ lớn tạo lỗ phát sinh ăn mòn lỗ Biến động bất 4.0 thường thể 2.0 phổ nhiễu hai 0.0 đầu -2.0 trình bề mặt -4.0 Vùng thụ động Vùng ăn mòn lỗ -6.0 thép cacbon thấp chuyển sang trạng 3.600 7.200 10.800 14.400 18.000 21.600 Thời gian, giây thái thụ động môi trường Hình 3.8 Phổ biên độ nhiễu dòng thép cacbon thấp theo thời gian thử nghiệm Dòng nhiễu có xu hướng chuyển phân cực từ catốt sang anốt sau khoảng 320 giây Giai đoạn sau cho thấy biến động hoạt động điện hóa bề mặt cục cao diện số lượng thời gian ngắn thu thập quan sát (hình 3.8) Kết phân tích chi tiết mật độ phổ công suất cho dòng nhiễu trình bày hình 3.9 4.2.2.1.Biểu nhiễu điện hóa trình thụ động Kết phân tách bậc tính toán lượng trình bày hình 3.9 với hai phân đoạn thời gian bao gồm chuyển trạng thái thụ động (350 giây đầu) thụ động thời gian sau Mật độ công suất lượng tương đối tối đa cho hai trạng thái theo thời gian cho trình thụ động hệ số đơn vị sở D2, với tần số tương đối cao 0,5 - Hz ứng với khoảng thời gian ngắn - giây - 16 - D3 15000 17500 20000 12500 15000 17500 20000 12500 15000 17500 20000 12500 15000 17500 D1 D2 12500 Signal D7 D6 D5 D4 x 10-7 -2 10000 x 10-7 -5 10000 x 10-7 -2 10000 x 10-7 -2 10000 20000 x 10-7 -5 10000 x 10-7 -1 10000 x 10-8 -5 10000 x 10-6 -1 10000 Thời gian, giây 12500 15000 17500 20000 12500 15000 17500 20000 12500 15000 17500 20000 12500 15000 17500 20000 Đặc trưng thụ động 0.6 (a) 2.500 – 7.200s -18 – 7.200s 0.4 Ed Log PSDi, A2 /Hz -16 -20 0.2 -22 0.0 -24 -3 -2 -1 1 Log f, Hz Bậc tách, J Log  j2 Hình 3.9 Bảy bậc tách tín hiệu nhiễu dòng theo thời gian phổ PSDi, phân bố ESDi thử nghiệm ăn mòn -48 Độ dốc β kích thước phân – 7.200s :  = 0,1257; D = 2,4372 đoạn D tính toán từ liệu -50 thể hình 4.10 từ -52 log2 Kết cho thấy -54 hai trạng thái thụ động β có giá trị độ dốc thấp D > -56 2.500s -7.200s:  = 0,3612; D = 2,3194 Tín hiệu EN điều kiện -58 thụ động chủ yếu nằm Bậc tách, J tín hiệu giống ăn mòn Hình 3.10 Phương sai lượng tần số thấp bậc theo hệ số phân chia Dj giá trị độ dốc β thấp 4.2.2.2 Biểu nhiễu điện hóa ăn mòn cục Biến động mạnh dòng khoảng 15.000 đến 35.000 giây (khoảng đến 10 thử nghiệm – hình 3.8) màng thụ động bị thủng cách đáng kể Tuy nhiên, tổng điện bề mặt nằm vùng thụ động thép (theo giản đồ E – - 17 - D3 15000 17500 20000 12500 15000 17500 20000 12500 15000 17500 20000 12500 15000 17500 D2 12500 D1 x 10-7 -2 10000 x 10-7 -5 10000 x 10-7 -2 10000 x 10-7 -2 10000 Signal D4 D5 D6 D7 pH) dẫn đến ăn mòn cục với tốc độ hòa tan nhỏ Biên độ dao động dòng theo thời gian có biểu đặc trưng ăn mòn cục (ăn mòn lỗ) 20000 x 10-7 -5 10000 x 10-7 -1 10000 x 10-8 -5 10000 x 10-6 -1 10000 Thời gian, giây 0,3 0,2 -22 -24 -3 17500 20000 12500 15000 17500 20000 12500 15000 17500 20000 12500 15000 17500 20000 Log  j2 0,4 -20 15000 Log j;2  = 1,1452; D = 1,9274 -48 E jd -50 -52 -54 -56 -58 0,5 -18 Ed , A2 /Hz LogPSDi , A2 /Hz -16 12500 0,1 0.0 -2 -1 LogF (Hz) 1 Bậc tách, J Hình 3.11 Bảy bậc tách tín hiệu nhiễu dòng theo thời gian phổ PSDi, phân bố ESDi Giá trị đỉnh ESD tương đối ăn mòn lỗ trường hợp xác định vị trí D7 (Hình 3.11) Chúng có tần số tương đối thấp từ 0,0312 - 0,0156 Hz, khoảng thời gian dài 32 - 64 giây Kết ăn cục trình chậm với tần số thấp khoảng thời gian dài Nhưng D2, lượng tín hiệu thụ động chiếm ưu (tương ứng biểu cuộn lại phổ PSD có dạng giống ăn mòn đều) bề mặt kim loại hình thành thụ động tiếp tục môi trường Độ dốc β điều kiện ăn mòn có giá trị cao (β = 1,1452) Các kích thước phân đoạn D thụ động lớn D ăn mòn lỗ thấp (D = 1,9274), điều giải thích độ sâu ăn mòn ăn mòn lỗ lớn so với độ dày màng thụ động hình thành kim loại Ăn mòn lỗ xảy khu vực cục cố màng thụ động ion có tính ăn mòn Cl- - 18 - Biên độ nhiễu thế, mVSCE Biên độ nhiễu dòng, A 10 -7 Biên độ dao động cho Đặc trưng cục thời gian ngắn (hình 3.12) PN nhiễu dòng đặc 0.5 trưng cho trình hình 0.0 thành lỗ vị trí màng -2 bắt đầu bị khuyết tật -0.5 CN Cl- có mặt từ đầu -4 (hoặc khuếch tán qua -1 15.400 15.600 15.800 16.000 16.200 16.400 16.600 màng thụ động) bề Thời gian, giây mặt kim loại Dạng dao Hình 3.12 Tín hiệu nhiễu dòng đặc trưng động nhiễu dòng đặc ăn mòn lỗ môi trường thụ động trưng cho trạng thái lỗ giả bền lan truyền a TN c b TN 16 TN Hình 3.13 Hình ảnh (100) bề mặt thép cacbon thấp sau khảo sát ăn mòn cục dung dịch 0,1M Ca(OH)2+NaCl (1:1) Những liệu nhiễu điện hóa phân tích phần đối chiếu chi tiết bề mặt mẫu thử nghiệm liên quan đến ăn mòn cục với kính hiển vi, tức diện tính chất hố bị ăn mòn cục thể hình 3.13 - 19 - 3.2.3 Biểu nhiễu điện hóa ăn mòn hỗn hợp thép cacbon thấp Hầu hết nghiên cứu ăn mòn cho thép cac bon thấp biểu ăn mòn hỗ hợp môi trường NaCl Nhưng kết tốc độ ăn mòn tính toán dạng ăn mòn 4000 5000 6000 7000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 D2 D6 3000 D5 D1 -20 1000 -8 x 10 2000 3000 4000 5000 6000 7000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 Signal D4 -5 1000 x 10-7 -1 1000 -2 1000 -6 x 10 -5 1000 -4 x 10 4000 5000 6000 7000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 0.5 0 1000 -15 0.5 Log2 j2 ; =0,8096; D=2,0952 Ejd -47 -48 -19 3000 Thời gian, giây -17 2000 -5 1000 -6 x 10 Log  J (2h) LogPSD, A2 /Hz(2h) 2000 0.4 -49 -21 0.3 -50 0.2 -51 -23 0.1 -52 -25 0.0 -53 -27-4 -3 -2 -1 LogF (Hz) Ed , A2 /Hz (2h) -5 1000 -6 x 10 -7 x 10 D3 D7 -8 x 10 Bậc tách, J Hình 3.14 Bảy bậc tách tín hiệu nhiễu dòng theo thời gian (giây) phổ PSDi, phân bố ESDi thử nghiệm ăn mòn Phổ PSD dòng nhiễu (hình 3.14) quan sát thấy vùng tần số thấp liệu thử nghiệm có đoạn nằm ngang không rõ ràng Xuất trình ăn mòn cục xảy giai đoạn hợp lý Tại tần số cao tín hiệu dòng nhiễu xuất phần cuộn lại thể cho đặc tính ăn mòn trình ăn mòn hỗn hợp Phổ phân bố ESD (hình 3.14) tập trung hai đơn vị sở chi tiết: D1 thể cho ăn mòn đều; D6 thể cho ăn mòn cục khoảng tần số 0,0625 - 0,0312 Hz tương ứng 16 - 32 giây Giá trị D trường hợp 2,0952 ( 2) thể cho trình ăn mòn thép bon thấp môi trường xảy hỗn hợp ăn - 20 - mòn chiếm ưu Trên hình 3.15b cho thấy bề mặt kim loại bị ăn mòn tương đối đồng theo khái niệm ăn mòn đều, đồng thời thể loại hố miệng rộng thể phần xu hướng ăn mòn cục B’ B Hình 3.15 Hình ảnh (100) bề mặt thép cacbon thấp sau khảo sát EN ăn mòn dung dịch NaCl 3,5% sau 16 thử nghiệm (B , B’ - Trước sau loại sản phẩm ăn mòn) 3.2.4 Biểu điện hóa thông thường thép cacbon thấp môi trường ăn mòn lgi, A/ cm -4 -5 (2) -6 3,5% NaCl – (4) 1N H2 SO4 –(2) 0,1M C6 H8 O7 –(3) 0,1M Ca(OH) +NaCl (1:1)–(1) (1) (4) -7 -8 -9 -0.70 -0.65 -0.60 (3) -0.55 -0.50 Giá trị điện trở, R (  ) 5.000 -3 4.000 1.200 1.000 200 100 14 Rp Rn Ico rr 10 0,1M Ca(OH) 2NaCl 3,5% xitric 0,1M H2 SO4 1N + NaCl (1:1) Môi trường thử nghiệm -0.45 Điện phân cực, VSCE (V) Mật độ dòng , A 10 -4 / cm Hình 3.16 biểu diễn đường cong phân cực điện hóa thép cacbon thấp môi trường ăn mòn khác (dung dịch NaCl, H2SO4, C6H8O7 Ca(OH)2 + NaCl) mối tương quan Rp-Rn Hình 3.16 Đường cong phân cực điện hóa mối tương quan Rp-Rn Hầu hết nghiên cứu cố gắng tìm mối tương quan số thông số điện hóa kết nghiên cứu có mối tương quan điện trở phân cực điện trở nhiễu điều kiện ăn mòn Các điều kiện ăn mòn cục khác ăn mòn lỗ, ăn mòn khe, ăn mòn dự ứng lực … không thu tương quan đủ tin cậy tranh luận - 21 - 3.3 Ăn mòn cục thép hợp kim 304 Hợp kim có chứa nguyên tố kim loại niken (Ni) 11,86 %, crôm (Cr) 18 %, molypden (Mo) 2,3 %, mangan (Mn) 1,7 % Hàm lượng Cr Mo cung cấp khả bảo vệ vượt trội chống điều kiện oxi hóa khử 3.3.1 Ăn mòn lỗ 50000 6000 7000 2000 3000 4000 50000 6000 7000 2000 3000 4000 50000 6000 7000 2000 3000 4000 50000 6000 7000 D2 4000 x 10-5 -2 -51000 x 10 -1 -61000 x 10 -5 -31000 x 10 0.5 00 1000 2000 3000 4000 50000 6000 7000 2000 3000 4000 50000 6000 7000 2000 3000 4000 50000 6000 7000 2000 3000 4000 50000 6000 7000 Thời gian, giây -10 -30 -12 j2 , R = 0,9864 -14 -16 -18 0.6 EjD -34 Log  j2 Log PSD, A2 /Hz (2h)  = 2,15326; D = 1,4234 0.4 -38 -42 0.2 -20 -46 -22 -24 -4 -3 -2 -1 LogF (Hz) -50 Ed , A2 /Hz (2h) -5 -51000 x 10 -2 1000 3000 D1 -5 -51000 x 10 2000 Signal D6 -50 1000 x 10-5 D4 D3 x 10-5 D5 D7 Kết nghiên cứu nhiễu điện hóa ăn mòn lỗ điện cực thép không gỉ 304 dung dịch FeCl3 trình bày hình 3.17 0.0 Bậc tách, J Hình 3.17 Bảy bậc tách tín hiệu nhiễu dòng theo thời gian phổ PSDi, phân bố ESDi thử nghiệm ăn mòn Tín hiệu đặc trưng ăn mòn lỗ tập trung D7 phổ ESD tương ứng phần nằm ngang phổ PSD Tín hiệu có tần số tương đối thấp từ 0,0312 - 0,0156 Hz có khoảng thời gian dài 32 - 64 s Điều ăn mòn cục trình chậm với tần số thấp khoảng thời gian dài Góc nghiên đường logarit phương sai lượng lớn Tương ứng kích thước phân đoạn D nhỏ (D = 1,4234) - 22 - -1 (a) Biên độ nhiễu dòng, A 10 -5 Biên độ nhiễu dòng, A  10 -5 Hình 3.18 minh họa kết số thời gian ngắn tiếp tục làm gia tăng lỗ giả bền bền nghiên cứu Các đặc tính biểu gia tăng nhanh phục hồi chậm nhiễu dòng quan sát Ngoài ra, tất gai nhiễu hướng Dòng thời gian ngắn kết từ tạo mầm, phát triển biến hố giả bền kéo dài vài giây Đến chuyển trạng thái ổn định dòng giảm chậm Lan truyền lỗ -1 -2 -3 Tái thụ động 100 200 300 400 500 600 700 100 200 300 400 500 600 700 Thời gian thử nghiệm, giây (b) Thời gian thử nghiệm, giây Hình 3.18 Lỗ giả bền (a) lỗ bền (b) Từ hình 4.19 (b) cho thấy sử dụng phương pháp phân cực điện hóa tác động lên lớp sản phẩm ăn mòn bật khỏi miệng lỗ làm cho lỗ phát triển sâu, rộng miệng lỗ có dạng hình tròn Từ kết hình 3.19 (a) cho thấy phương pháp nhiễu điện hóa nghiên cứu cho trình ăn mòn lỗ không tác động bề mặt Quá trình ăn mòn xảy tự nhiên Sản phẩm ăn mòn bịt miệng lỗ làm giảm tốc độ ăn mòn bề mặt thép Chính lớp sản phẩm ăn mòn đóng góp phần vào liệu nhiễu dòng hay theo cách mà ta thu (a) 100 100 (b) 50 m m 100 µm 200 µm Hình 3.19 Các lỗ phát triển quan sát bề mặt mẫu thép 304 (100); (a - EN sau giờ; b - lỗ sau đo phân cực điện thế) - 23 - 3.3.2 Ăn mòn khe 2000 3000 4000 5000 6000 7000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 D2 -5 1000 x 10 -5 D1 -1 1000 x 10 -5 -1 -51000 x 10 -1 1000 -50 1000 x 10 -4 3000 4000 5000 6000 7000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 -5 -36 -40 1024 điểm 2h -2 2000 -2 -61000 x 10 Ăn mòn khe -19 -23 -3 -5 -61000 x 10 1000 Thời gian, giây -17 -21 x 10 -6 Log  j2 LogPSDi , A2 /Hz Ăn mòn khe -15 j2 , R = 0,9648 EjD  = 2,0668; D = 1,4666 -44 -48 -52 -56 -1 LogF (Hz) -60 Bậc tách, J Ed , A2 /Hz (2h) D3 x 10 -5 Signal D4 D5 D6 D7 Dữ liệu nhiễu dòng điện hóa ăn mòn khe phân tách Wt bậc, biên độ nhiễu dòng có biểu dao động dạng sóng ăn mòn với cường độ thấp Phổ PSD ESD trình bày hình 4.16 Kết PSD cho thấy có phần cuộn lại tần số 0,04 0,1 Hz đặc trưng cho ăn mòn (phân tích 1024 điểm cuối thử nghiệm) 0 Hình 3.20 Bảy bậc tách tín hiệu nhiễu dòng theo thời gian (giây) phổ PSDi, phân bố ESDi 2h thử nghiệm ăn mòn Tín hiệu ECN cho ăn mòn khe hình 3.20 bao gồm hai loại biến động (tức hai khoảng tần số), ESD ăn mòn khe có hai đỉnh đơn vị sở D7 D1 tương ứng Đỉnh D7 lớn nhiều so với D1 Kết  D trình ăn mòn khe tương tự ăn mòn lỗ; chúng thể cho đặc trưng ăn mòn cục Kết ESD phù hợp với kết PSD Các kết ăn mòn khe dạng ăn mòn cục điển hình so với tổng thể bề mặt kim loại đồng thời bề mặt kim loại khe lại xuất ăn mòn - 24 - Ăn mòn hiểu ăn mòn bề mặt kim loại khe (hình 3.21d) ăn mòn cục vị trí khe so với toàn bề mặt mẫu cho thấy ăn mòn khe chủ đạo phù hợp với kết hình ảnh bề mặt sau thử nghiệm Hình 3.21 Hình ảnh mẫu (50) ăn mòn khe dung dịch FeCl3 (Mẫu ban đầu (a); sau 1200 giây (b); sau 3600 giây (c); sau 16 (d)) Sự ăn mòn khe thép không gỉ dung dịch clorua thông thường theo chế phá vỡ thụ động Khi có trình ăn mòn, O2 bên kẽ hở bị tiêu thụ bổ sung hiệu ứng hút giữ Phản ứng catốt (1) chủ yếu xảy bề mặt điện cực bên khe, phản ứng anốt chủ yếu xảy bề mặt điện cực khe Ở giai đoạn ban đầu, hai phần điện cực bên bên kẽ hở trạng thái thụ động trình catốt giảm oxi: O2 + 2H2O + 4e → OH- (1) Khi nồng độ ion Fe2+ Cr3+ bên kẽ hở đạt đến giá trị định, trình thủy phân diễn ra: Fe2+ + 2H2O → Fe(OH)2 + 2H+ (2) Cr3+ +3H2O → Cr(OH)3 + 3H+ (3) Giá trị pH bên kẽ hở giảm trình thủy phân - 25 - diễn Quá trình axit hóa ưu tiên xảy phía kẽ hở ảnh hưởng hút giữ vùng nghiêm trọng Vì vậy, bề mặt điện cực vùng kẽ hở chuyển tiếp từ trạng thái thụ động sang trạng thái hoạt động trường hợp giá trị pH thấp, kết dịch chuyển điện phía âm nồng độ Cl- cao bên kẽ hở Khi trình ăn mòn tiếp tục, ăn mòn kẽ hở đến giai đoạn phát triển ổn định Fe(OH)2 bị oxi hóa thành Fe(OH)3 sau phân hủy sắt oxit (rỉ sét) tích tụ miệng khe hở giàu O2 khe: 4Fe(OH)2 +O2 + 2H2O → 4Fe(OH)3 (4) 2Fe(OH)3 → Fe2O3 + 3H2O (5) Nó chứng minh oxit sắt có số mức độ chọn lọc anion, mức độ chon lọc có lợi cho trình làm giàu ion Cl- axit hóa, mà tăng tốc ăn mòn khe 3.3.3 Các đặc trưng tín hiệu nhiễu điện hóa cho số dạng ăn mòn Thực tế, ăn mòn gây cặp pin vi hình thành phân bố bề mặt điện cực xác định hình thái công EN đặc trưng biến động ngẫu nhiên dòng / phát sinh từ cặp vi pin, đặc điểm EN khác đại diện cho hoạt động riêng biệt điện cực Dạng ăn mòn thụ động bề mặt kim loại Ăn mòn xác định hòa tan kim loại đồng toàn bề mặt Nó trình với nhiều luân phiên vi anốt / vi catốt phản ứng toàn diện tích điện cực, số lượng vật liệu hòa tan độ sâu ăn mòn gần giống toàn bề mặt kim loại Thụ động thép nói chung có dạng màng mỏng thụ động bề mặt kim loại, tốc độ ăn mòn kim loại giảm đáng kể Các đặc điểm chung tượng ăn mòn thụ động hành vi điện hoá xảy đồng toàn diện tích điện cực, với độ sâu ăn mòn độ dày màng theo hướng thẳng đứng Các kiện tần số cao có xu hướng xảy khắp nơi bề mặt, kiện ăn mòn tần số thấp tồn vị trí - 26 - với trình hòa tan lượng tương đối lớn vật liệu Vì vậy, tín hiệu nhiễu điện hóa trình ăn mòn thụ động chủ yếu giống tín hiệu nhiễu trắng với tần số cao (hình 3.2 3.5) giá trị độ dốc β thấp Các kích thước phân đoạn D cho ăn mòn thụ động lớn (hình 3.6 3.10) Kích thước phân đoạn trình ăn mòn lớn so với thụ động, điều độ sâu ăn mòn ăn mòn lớn so với độ dày màng thụ động hình thành kim loại Dạng ăn mòn lỗ ăn mòn khe Biểu ăn mòn cục thép 304 nghiên cứu điều kiện phòng thí nghiệm thông khí tự nhiên kĩ thuật EN đồng thời so sánh với kĩ thuật điện hóa thông thường Từ phần thảo luận đến nhận xét sau đây: i) Ăn mòn lỗ xảy khu vực cục phân hủy màng thụ động trình xâm thực ion có tính ăn mòn Cl- Đặc điểm chung ăn mòn lỗ ăn mòn khe tồn khu vực phản ứng anốt nhỏ khu vực catot lớn (bề mặt kim loại lại) Các trình ăn mòn cục có tín hiệu nhiễu điện hóa tần số thấp với giá trị độ dốc β lớn Các kích thước D phân đoạn ăn mòn lỗ ăn mòn khe nhỏ (khoảng 1,4 - hình 3.17 3.20) hiểu vật liệu kim loại hòa tan địa điểm cục ii) Từ phổ liệu nhiễu điện hóa thời gian thực cho nhiễu dòng cho thấy biểu trạng thái giả bền, ổn định phát triển ăn mòn lỗ tín hiệu nhiễu thoáng qua phần thời gian EN ăn mòn khe, tức rỗ giả bền xuất thời gian chuẩn bị ăn mòn kẽ hở ăn mòn khe nghiên cứu Biểu đặc trưng phát rõ ràng phổ PSD ESD Kết kĩ thuật nhiễu điện hóa thực có hiệu để phát biểu ăn mòn cho hợp kim Cr-Ni-Mo chống ăn mòn, cụ thể thép không gỉ 304 iii) Với việc sử dụng kĩ thuật EN, liệu EN phân biệt hình thái ăn mòn khác Theo công trình công bố dòng nhiễu, từ đặc điểm biến động dòng nhiễu chứng minh gán cho dạng ăn mòn, trình ăn mòn cục tìm thấy hệ có chứa clorua nồng độ cao hay nhiệt độ cao - 27 - KẾT LUẬN 1) Đo nhiễu điện hóa theo kĩ thuật ZRA với cặp điện cực đối – điện cực làm việc phân tích liệu nhiễu điện hóa trạng thái dừng phương pháp sóng nhỏ sử dụng thành công trình phân tích dạng ăn mòn khác ăn mòn đều, ăn cục … trình chuyển trạng thái thụ động thụ động bề mặt kim loại 2) Phổ phân bố mật độ lượng dòng theo bậc tách coi “dấu vân tay” để xác định dạng ăn mòn phần trăm đóng góp chúng trình ăn mòn Kết phân bố Ed nhiễu dòng cho ăn mòn ứng D1 – D2; thụ động bề mặt D2; ăn mòn lỗ khe (ăn mòn cục bộ) tập trung D6 - D7 3) Giá trị độ dốc β cho ăn mòn nhỏ 1, ăn mòn hỗn hợp có giá trị gần ăn mòn lỗ khe (ăn mòn cục bộ) gần Tương ứng β kích thước phân đoạn D tín hiệu dòng nhiễu điện hóa Giá trị D nhỏ ăn mòn cục bộ; D lớn gần ăn mòn đều, thụ động ăn mòn hỗn hợp Các giá trị β D kết hợp với phổ phân bố mật độ lượng tín hiệu dòng nhiễu để đánh giá mức độ phân biệt dạng ăn mòn 4) Độ dốc đường mật độ phổ công suất (PSD) phụ thuộc vào băng thông phép đo nhiễu điện hóa nói chung không liên quan đến chế ăn mòn cụ thể Mật độ phổ phân bố lượng phân tích biến đổi sóng nhỏ thực hữu ích để phân biệt dạng ăn mòn đánh giá chúng 5) Điện trở nhiễu (Rn) tương đương với điện trở phân cực (Rp) trường hợp mà trở kháng đạt đến giới hạn dc băng thông đo lường nhiễu điện hóa (ăn mòn đều) Chỉ số lỗ (PI) hay cục hóa (LI) chủ yếu số mức độ bất đối xứng hai điện cực sử dụng cho phép đo nhiễu điện hóa thông số báo chế ăn mòn cục - 28 - CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN QUAN LUẬN ÁN Nguyễn Văn Chiến, Lê Đức Bảo, Lê Văn Cường, Nguyễn Trọng Tĩnh,.“Nghiên cứu ăn mòn khe cho thép không gỉ 304 dung dịch FeCl3 kĩ thuật nhiễu điện hóa” Tạp chí Hóa học, 52(6B), Trang 136 - 140, 2014 Nguyễn Văn Chiến, Lê Văn Cường, Nguyễn Trọng Tĩnh, Phạm Đức Long,.“Nhiễu điện hóa thép không gỉ 304 ăn mòn lỗ dung dịch FeCl3” Tạp chí Hóa học, 53(1), Trang 74 - 78, 2015 Nguyễn Văn Chiến, Lê Văn Cường, Nguyễn Trọng Tĩnh,.“Phân tích phổ mật độ tín hiệu nhiễu điện hóa cho ăn mòn thép cacbon thấp” Tạp chí Hóa học, 53(4), Trang 497 - 502, 2015 Nguyễn Văn Chiến, Lê Văn Cường, Nguyễn Trọng Tĩnh, Nguyễn Huy Dũng,.“Application of the wavelet Transform in analyzing electrochemical noise signal of Passivation and Pitting Corrosion forms of Mild Carbon Steel” Tạp chí Khoa học Công nghệ, 53(1B), trang 299 - 308 (2015) - 29 - [...]... các dạng ăn mòn và phần trăm đóng góp của chúng trong quá trình ăn mòn Kết quả phân bố Ed của nhiễu dòng cho ăn mòn đều ứng D1 – D2; thụ động bề mặt ở D2; ăn mòn lỗ và khe (ăn mòn cục bộ) tập trung ở D6 - D7 3) Giá trị độ dốc β cho ăn mòn đều nhỏ hơn 1, ăn mòn hỗn hợp có giá trị gần 1 và ăn mòn lỗ và khe (ăn mòn cục bộ) gần 2 Tương ứng β là kích thước phân đoạn D của tín hiệu dòng nhiễu điện hóa Giá... nghiệm liên quan đến sự ăn mòn cục bộ với kính hiển vi, tức là sự hiện diện và tính chất của hố do bị ăn mòn cục bộ như thể hiện trong hình 3.13 - 19 - 3.2.3 Biểu hiện nhiễu điện hóa ăn mòn hỗn hợp của thép cacbon thấp Hầu hết các nghiên cứu ăn mòn đều cho rằng thép cac bon thấp biểu hiện ăn mòn hỗ hợp trong môi trường NaCl Nhưng các kết quả về tốc độ ăn mòn đều tính toán dạng ăn mòn đều 4000 5000 6000... ăn mòn khe có hai đỉnh tại đơn vị cơ sở D7 và D1 tương ứng Đỉnh D7 lớn hơn nhiều so với D1 Kết quả  và D của quá trình ăn mòn khe tương tự như ăn mòn lỗ; chúng thể hiện cho đặc trưng ăn mòn cục bộ Kết quả ESD phù hợp với kết quả của PSD Các kết quả này chỉ ra rằng ăn mòn khe là dạng ăn mòn cục bộ điển hình so với tổng thể bề mặt kim loại nhưng đồng thời bề mặt kim loại trong khe lại xuất hiện ăn mòn. .. cho thấy khi sử dụng phương pháp phân cực điện hóa đã tác động lên lớp sản phẩm ăn mòn bật ra khỏi miệng lỗ làm cho lỗ phát triển sâu, rộng và miệng lỗ có dạng hình tròn Từ kết quả hình 3.19 (a) cho thấy bằng phương pháp nhiễu điện hóa nghiên cứu cho quá trình ăn mòn lỗ không tác động bề mặt Quá trình ăn mòn xảy ra là tự nhiên Sản phẩm ăn mòn bịt trên miệng các lỗ làm giảm tốc độ ăn mòn của bề mặt thép... ăn mòn khe là sự tồn tại của khu vực phản ứng anốt nhỏ và khu vực catot lớn (bề mặt kim loại còn lại) Các quá trình ăn mòn cục bộ có tín hiệu nhiễu điện hóa ở tần số thấp với một giá trị độ dốc β lớn Các kích thước D của phân đoạn ăn mòn lỗ và ăn mòn khe nhỏ hơn 2 (khoảng 1,4 - hình 3.17 và 3.20) có thể hiểu rằng các vật liệu kim loại hòa tan tại các địa điểm cục bộ ii) Từ phổ dữ liệu nhiễu điện hóa. .. KẾT LUẬN 1) Đo nhiễu điện hóa theo kĩ thuật ZRA với cặp điện cực đối – điện cực làm việc như nhau và phân tích dữ liệu nhiễu điện hóa ở trạng thái dừng bằng phương pháp sóng nhỏ đã được sử dụng thành công trong quá trình phân tích các dạng ăn mòn khác nhau như ăn mòn đều, ăn cục bộ … và cả quá trình chuyển trạng thái thụ động cũng như thụ động bề mặt kim loại 2) Phổ phân bố mật độ năng lượng dòng theo... điều kiện ăn mòn đều Các điều kiện ăn mòn cục bộ khác như ăn mòn lỗ, ăn mòn khe, ăn mòn dự ứng lực … đều không thu được bất kỳ tương quan đủ tin cậy nào và vẫn còn đang được tranh luận - 21 - 3.3 Ăn mòn cục bộ của thép hợp kim 304 Hợp kim này có chứa các nguyên tố kim loại cơ bản như niken (Ni) 11,86 %, crôm (Cr) 18 %, molypden (Mo) 2,3 %, mangan (Mn) 1,7 % Hàm lượng Cr và Mo cung cấp khả năng bảo vệ... với ăn mòn cục bộ; D lớn hơn hoặc gần 2 đối với ăn mòn đều, thụ động và ăn mòn hỗn hợp Các giá trị β và D kết hợp với phổ phân bố mật độ năng lượng của tín hiệu dòng nhiễu để đánh giá mức độ và phân biệt các dạng ăn mòn 4) Độ dốc của đường mật độ phổ công suất (PSD) phụ thuộc vào băng thông của phép đo nhiễu điện hóa và nói chung không liên quan đến một cơ chế ăn mòn cụ thể Mật độ phổ phân bố năng... cho các phép đo nhiễu điện hóa và không phải là một thông số chỉ báo của các cơ chế ăn mòn cục bộ - 28 - CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN QUAN LUẬN ÁN 1 Nguyễn Văn Chiến, Lê Đức Bảo, Lê Văn Cường, Nguyễn Trọng Tĩnh,. Nghiên cứu ăn mòn khe cho thép không gỉ 304 trong dung dịch FeCl3 bằng kĩ thuật nhiễu điện hóa Tạp chí Hóa học, 52(6B), Trang 136 - 140, 2014 2 Nguyễn Văn Chiến, Lê Văn Cường, Nguyễn Trọng... của ăn mòn kim loại trong các môi trường Nhận xét: Vùng tần số thấp (< 10-2 Hz) và tần số cao (> 0,2 Hz) không gây ảnh hưởng nhiễu đến tín hiệu đo do các dạng ăn mòn cục bộ, thụ động và ăn mòn đều nằm trong hai khoảng tần số này Tín hiệu có mật độ công suất hay năng lượng >> -19 A2 /Hz đều có thể sử dụng hệ thiết bị này để đo đạc và phân tích tín hiệu nhiễu điện hóa 3.2 Sử dụng kĩ thuật nhiễu điện hóa ... hiệu nhiễu thời gian ngắn đánh giá phổ mật độ công suất lượng dạng ăn mòn cách chuyển liệu vùng thời gian sang vùng tần số kết hợp miền thời gian – vùng tần số  Luận án góp phần mang lại hiểu biết... phương pháp nhiễu điện hóa B NỘI DUNG LUẬN ÁN Chương Tổng quan Phần tổng quan đề cập ba vấn đề chính: Tổng quan ăn mòn kim loại; tổng quan phương pháp điện hóa ứng dụng nghiên cứu ăn mòn kim loại... 21.600 Thời gian, giây thái thụ động môi trường Hình 3.8 Phổ biên độ nhiễu dòng thép cacbon thấp theo thời gian thử nghiệm Dòng nhiễu có xu hướng chuyển phân cực từ catốt sang an t sau khoảng