Časopis KOM

Obálka

Obálka

AKI
2012, 56 (2)
 
Výzkumné články

Chování žáropevných ocelí v transpasivní oblasti (Behaviour of creep-resistant steels in a transpassive zone)

Rapouch J., Bystrianský J.
2012, 56 (2), 31–37

Citace (ACS): Rapouch, J.; Bystrianský, J. Chování žáropevných ocelí v transpasivní oblasti (Behaviour of creep-resistant steels in a transpassive zone). Koroze a ochrana materiálů 2012, 56 (2), 31–37.

Citace (ISO): Rapouch, J.; Bystrianský, J. Chování žáropevných ocelí v transpasivní oblasti (Behaviour of creep-resistant steels in a transpassive zone). Koroze a ochrana materiálů 2012, vol. 56, no. 2, p. 31–37.

V silně oxidačních podmínkách, které mohou nastat v prostředí přehřáté páry nebo vody nadkritických parametrů, hrozí vysoce legovaným žáropevným ocelím nebezpečí přechodu legujících prvků (především chromu, molybdenu a wolframu) do oxidických sloučenin v nejvyšších oxidačních stavech, které jsou plynné. K podobnému jevu (tj. ke ztrátě ochranných vlastností pasivní vrstvy přechodem klíčových prvků do sloučenin v nejvyšších oxidačních stavech, které jsou rozpustné) dochází i během transpasivního rozpouštění ve vodných elektrolytech. V rámci práce bylo studováno elektrochemické chování chromových žáropevných ocelí a jednotlivých čistých legujících prvků v oblasti transpasivity a sekundární pasivity. Z naměřených výsledků vyplývá, že transpasivní rozpouštění použitých ocelí je dáno primárně přechodem Cr(III)/Cr(VI). Navazující oblast sekundární pasivity je vyvolána obohacením povrchové oxidické vrstvy o železo. Oblast přechodu transpasivity / sekundární pasivity je citlivá na výskyt fází vyskytujících se po tepelném zpracování nebo provozní expozici ve struktuře žáropevných ocelí; na polarizačních křivkách se jejich přítomnost projeví výskytem výrazných lokálních maxim, která jsou pravděpodobně spojena s přednostním rozpouštěním fází obohacených o legující prvky. Chemická analýza ukázala, že během dlouhodobého ohřevu (650 °C / 20000 h) se tyto fáze obohacují především o wolfram a molybden.

 

Under strongly oxidizing conditions that may occur in the environment of superheated steam or supercritical water, high-alloyed creep-resistant steels face a risk of the transition of alloying elements (namely chromium, molybdenum and tungsten) into oxidic alloys in the highest oxidation states that are gaseous. A similar phenomenon (i.e. the loss of protective properties of a passive layer due to the transition of key elements into the compounds in their highest oxidation states that are soluble) is reported for transpassive dissolution in aqueous electrolytes. The study focused on the electrochemical behaviour of chromium creep-resistant steels and pure alloying elements in transpassivity and secondary passivity zones. The obtained results imply that transpassive dissolution of used steels is given namely by the Cr(III)/Cr(VI) transition. The adjacent secondary passivity zone is induced by the oxidic layer enrichment with iron. The transpassivity/ secondary passivity transition zone is sensible to the occurrence of phases emerging in the structure of creep-resistant steels after heat treatment or operation exposure; their presence is proven by the occurrence of notable local maxima on polarization curves, which probably relates to preferential dissolution of phases enriched with alloying elements. Chemical analysis showed that the phases get mostly enriched with tungsten and molybdenum during a long-term heat (650 °C / 20000 h).

 

Klíčová slova: transpasivita, vysokoteplotní oxidace, žáruvzdorné oceli

Keywords: transpassivity, high temperature oxidation, creep resistant steel

Výzkumné články

Korózny monitoring aktívneho/pasívneho stavu Zn povlakov (Corrosion monitoring of an active/ passive state of Zn coatings)

Halama M., Jerolitsch D., Kovaľ K.
2012, 56 (2), 43–46

Citace (ACS): Halama, M.; Jerolitsch, D.; Kovaľ, K. Korózny monitoring aktívneho/pasívneho stavu Zn povlakov (Corrosion monitoring of an active/ passive state of Zn coatings). Koroze a ochrana materiálů 2012, 56 (2), 43–46.

Citace (ISO): Halama, M.; Jerolitsch, D.; Kovaľ, K. Korózny monitoring aktívneho/pasívneho stavu Zn povlakov (Corrosion monitoring of an active/ passive state of Zn coatings). Koroze a ochrana materiálů 2012, vol. 56, no. 2, p. 43–46.

Príspevok sa zaoberá výsledkami dosiahnutými pri vývoji korózne-monitorovacej metódy určenej pre kvantitatívne stanovenie aktivity/pasivity na povrchu zinkových povlakov.  V spriahnutí s umelými neurónovými sieťami dokáže citlivo rozlíšiť medzi vysoko aktívnym stavom (RN v rozmedzí kΩ), strednou a nízkou aktivitou (ako napr. u vzorky exponovanej v atmosfére s RN v rozmedzí MΩ), ako aj stavom s veľmi nízkou aktivitou Zn povlaku napr. pod organickým náterom, lakovaním, finálnou metalízou atď. (RN v rozmedzí GΩ),  Nepriamo sa tak dá použiť pre kvalitatívny odhad finálnej povrchovej úpravy na Zn povlaku.

 

The paper deals with the results achieved during the process of development of a corrosion monitoring method for quantitative determination of activity/ passivity on the surface of zinc coatings. Along with an artificial neuron network it can sensitively distinguish between a highly active state (RN ranging within the order of kΩ), mediocre or low activity (as e.g. in the case of a specimen exposed to the atmosphere with RN ranging within the order of MΩ) and the state of a very low activity of the Zn coating, e.g. under an organic paint, lacquer, final metallic finish, etc. (RN ranging within the order of GΩ). Hence, it can be indirectly used for a qualitative assessment of the final surface treatment of the Zn coating.

 

Klíčová slova: zinkový povlak, elektrochemický šum

Keywords: zinc coating, electrochemical noise

Výzkumné články

Zkřehnutí tantalu a tantalových povlaků vodíkem (Hydrogen embrittlement of tantalum and tantalum coatings)

Pokorný P., Kouřil M., Martínek M., Eriksen S.
2012, 56 (2), 47–55

Citace (ACS): Pokorný, P.; Kouřil, M.; Martínek, M.; Eriksen, S. Zkřehnutí tantalu a tantalových povlaků vodíkem (Hydrogen embrittlement of tantalum and tantalum coatings). Koroze a ochrana materiálů 2012, 56 (2), 47–55.

Citace (ISO): Pokorný, P.; Kouřil, M.; Martínek, M.; Eriksen, S. Zkřehnutí tantalu a tantalových povlaků vodíkem (Hydrogen embrittlement of tantalum and tantalum coatings). Koroze a ochrana materiálů 2012, vol. 56, no. 2, p. 47–55.

Z předešlých experimentálních studií vyplývá, že jediným kovovým materiálem s přijatelnou korozní rychlostí v horké koncentrované kyselině fosforečné je tantal. Tento kov může být vhodný jako konstrukční materiál vyvíjených elektrolyzérů vody, pracujících právě s kyselým elektrolytem na bázi kyseliny fosforečné. Předkládaný článek se zabývá korozním chováním vzorků plnoprůřezového tantalu a povlaků tantalu v prostředí 85 hm. % kyseliny fosforečné za zvýšených teplot (30 °C, 80 °C a 150 °C) zatížených katodickou polarizací. Cílem uvedeného experimentu bylo ověřit vliv vodíkového zkřehnutí povrchu materiálu na jeho celkovou korozní odolnost. Předpokládá se, že vodíkové zkřehnutí tantalu vyvolávají nově formované hydridy v jeho mikrostruktuře. Ve výsledcích předkládaného experimentu byly jednotlivé vzorky podrobeny mechanickým zkouškám tvrdosti podle Vickerse a byla analyzována jejich lomová plocha. Dále byla možná přítomnost hydridů tantalu ověřována prostřednictvím rentgenové difrakční analýzy a množství vodíku v povlaku prostřednictvím GDS-OES. Korozní zkoušky tantalem povlakované korozivzdorné oceli měly odhalit vliv navodíkování na tvorbu defektů povlaků při mechanickém ohybu.

 

Previous experimental studies imply that tantalum is the only metallic material with an acceptable corrosion rate in hot concentrated phosphoric acid. This metal is recommendable as a structure material for water electrolysers that are being developed and that work with acidic electrolyte based on phosphoric acid. The presented article deals with corrosion behaviour of specimens of full cross-sectional tantalum and tantalum coatings in the environment of 85% wt. phosphoric acid loaded with cathodic polarization under elevated temperatures (30 °C, 80 °C and 150 °C). The goal of the experiment was to test the impact of hydrogen embrittlement of a material surface on its overall corrosion resistance. It is assumed that hydrogen embrittlement of tantalum is induced by hydrides newly formed in its microstructure. In the presented experiment, each specimen was exposed to mechanical Vickers hardness tests and their fracture surface was analysed. The potential presence of tantalum hydrides and the amount of hydrogen in the coating were tested by an X-ray diffraction analysis and GDS-OES, respectively. Corrosion tests of steel coated with tantalum were supposed to identify the impact of hydrogenation on formation of coating defects during mechanical bending.

 

Klíčová slova: povlak tantalu, vodíkové zkřehnutí, katodická polarizace

Keywords: tantalum coating, hydrogen embrittlement, cathodic polarization

Výzkumné články

The potentiodynamic polarization using PIGE – testing of a method that helps identify historical metallic materials (Potenciodynamická polarizace s využitím PIGE – ověření metody pro identifikaci historických kovových materiálů)

Švadlena J., Stoulil J.
2012, 56 (2), 38–42

Citace (ACS): Švadlena, J.; Stoulil, J. The potentiodynamic polarization using PIGE – testing of a method that helps identify historical metallic materials (Potenciodynamická polarizace s využitím PIGE – ověření metody pro identifikaci historických kovových materiálů). Koroze a ochrana materiálů 2012, 56 (2), 38–42.

Citace (ISO): Švadlena, J.; Stoulil, J. The potentiodynamic polarization using PIGE – testing of a method that helps identify historical metallic materials (Potenciodynamická polarizace s využitím PIGE – ověření metody pro identifikaci historických kovových materiálů). Koroze a ochrana materiálů 2012, vol. 56, no. 2, p. 38–42.

The potentiodynamic polarization using a paraffin impregnated graphite electrode (abbreviated as PIGE) is an analytical electrochemical method suggested as an alternative to commonly used procedures of identification of historical metallic materials. The principle of the method consists in potentiostatic reduction of a small amount of the sample’s corrosion products deposited on a PIGE and subsequent potentiodynamic oxidation of the reduced metals. The obtained potential/ current density potentiodynamic curve is the starting point for determination of a metal present in the alloy (based on peaks’ positions on the curve). The aim of the study was to test the methodology for identification of historical metallic materials and to monitor parameters that might impact the results of the analysis (polarization rate, size of particles, electrolyte de-aeration). The study also aimed to test suitability of the method for a quantitative analysis. Having applied the procedure on selected samples of alloys (solder and copper alloys), traces of silver, copper, tin and lead were identified in the samples, however, the possibility of using the method for quantitative analysis was not proven.

 

Potenciodynamická polarizace s využitím parafínem impregnované grafitové elektrody (zkráceně PIGE) je analytická elektrochemická metoda, navrhovaná jako alternativa k běžně používaným postupům identifikace historických kovových materiálů. Princip metody spočívá v potenciostatické redukci nepatrného množství korozních produktů vzorku přenesených na PIGE a následné potenciodynamické oxidaci takto vyredukovaných kovů. Získaná závislost potenciálu na proudové hustotě v podobě potenciodynamické křivky je výchozí informací pro určení přítomnosti kovu ve slitině (na základě poloh píků na křivce). Cílem práce bylo ověření použití této metodiky pro identifikaci historických kovových materiálů a sledování parametrů, které mohou mít vliv na výsledek analýzy (rychlost polarizace, velikost částic, odvzdušnění elektrolytu). Součástí práce bylo také zkoumání vhodnosti použití metody pro kvantitativní analýzu. Aplikace postupu na vybrané vzorky slitin (slitiny mědi, pájky) vedla k identifikaci přítomnosti stříbra, mědi, cínu a olova. Možnost kvantitativní analýzy potvrzena nebyla.

Klíčová slova: restaurování, elektrochemická analýza

Keywords: restoration, electrochemical analysis


Výzkumné články

Vplyv relaxačného času na kvalitu pigmentovanej vrstvy solárneho kolektora (The impact of a relaxation time on the quality of a pigment layer on a solar collector)

Zemanová M., Petríková J., Jurišová J.
2012, 56 (2), 56–60

Citace (ACS): Zemanová, M.; Petríková, J.; Jurišová, J. Vplyv relaxačného času na kvalitu pigmentovanej vrstvy solárneho kolektora (The impact of a relaxation time on the quality of a pigment layer on a solar collector). Koroze a ochrana materiálů 2012, 56 (2), 56–60.

Citace (ISO): Zemanová, M.; Petríková, J.; Jurišová, J. Vplyv relaxačného času na kvalitu pigmentovanej vrstvy solárneho kolektora (The impact of a relaxation time on the quality of a pigment layer on a solar collector). Koroze a ochrana materiálů 2012, vol. 56, no. 2, p. 56–60.

Skúmal sa vplyv relaxačného času periodického reverzného prúdu na kvalitu vyfarbovania povrchu anodicky oxidovaného hliníka. Na vyfarbovanie sa použil elektrolyt bez komplexotvorného činidla a s komplexotvorným činidlom. Študoval sa aj vplyv frekvencie impulzového prúdu. Kvalita vyfarbených povrchov sa hodnotila spektrokolorimetricky a množstvo vylúčeného niklu sa určilo atómovou absorpčnou spektroskopiou. Zistilo sa, že relaxačný čas periodického reverzného prúdu významne ovplyvňuje kvalitu vyfarbených povlakov pre elektrolyty bez komplexotvorného činidla.

 

The study focused on the impact of the periodic reverse current relaxation time on the quality of colouring of the anodically oxidised aluminium surface. An electrolyte with/without a complexing agent was used for colouring. The impact of pulse current frequency was also studied. The quality of coloured surfaces was evaluated spectrocolormetrically and the amount of the precipitated nickel is determined by the atomic absorption spectroscopy. It was identifi ed that the periodic reverse current relaxation time signifi cantly affects the quality of coloured coatings for complexing-agent-free electrolytes.

 

Klíčová slova: eloxovaný hliník, pigment, solární kolektor

Keywords: anodized aluminium, pigment, solar collector