Časopis KOM

Obálka

Obálka

AKI
2016, 60 (1)
 
Výzkumné články

Studium difúzních procesů v oxidické vrstvě slitin zirkonia pomocí protonové mikrosondy / Study of diffusion processes in the oxide layer of zirconium alloys

Sialini P., Sajdl P., Havránek V., Vrtílková V.
2016, 60 (1), 1–5

Citace (ACS): Sialini, P.; Sajdl, P.; Havránek, V.; Vrtílková, V. Studium difúzních procesů v oxidické vrstvě slitin zirkonia pomocí protonové mikrosondy / Study of diffusion processes in the oxide layer of zirconium alloys. Koroze a ochrana materiálů 2016, 60 (1), 1–5.

Citace (ISO): Sialini, P.; Sajdl, P.; Havránek, V.; Vrtílková, V. Studium difúzních procesů v oxidické vrstvě slitin zirkonia pomocí protonové mikrosondy / Study of diffusion processes in the oxide layer of zirconium alloys. Koroze a ochrana materiálů 2016, vol. 60, no. 1, p. 1–5.

V aktivní zóně jaderného reaktoru, kde se jako povlakového materiálu využívá zirkoniových slitin, působí na tento materiál celá řada nepříznivých vlivů. Při rozkladných reakcích vody vzniká vodík a kyslík, který pak může difundovat oxidickou vrstvou buď přes krystaly oxidu zirkoničitého (ZrO2), nebo po hranicích zrn ZrO2. Mechanismus difúze, lze zkoumat pomocí jaderných reakcí za použití metod Ion Beam Analysis (IBA), kdy se využívá jaderné reakce 18O(p,α)15N. Pro experiment byly použity vzorky ve formě trubky, vyrobené ze zirkoniové slitiny E110 (s 1 hm.% Nb), které byly pre-exponovány v laboratořích UJP PRAHA a.s. a následně byly exponované v autoklávu v izotopicky čištěném prostředí média H218O. Při analýze vzorků byly využity gravimetrické metody a metody IBA, které byly prováděny na elektrostatickém urychlovači částic Tandetron 4130 MC v Řeži na Ústavu jaderné fyziky v.v.i, AVČR. Pomocí metod IBA byly zjištěny celkové tloušťky korozních vrstev na vzorcích, prvkové složení slitiny a distribuce izotopu kyslíku 18O v korozní vrstvě i jeho pronikání do vlastní slitiny. Zjištěné údaje ukazují na způsob difúze kyslíku po hranicích zrn ZrO2, protože se v korozní vrstvě vyskytují dvě maxima koncentrace izotopu 18O.Tyto maxima se vyskytují na rozhraních prostředí-oxid a oxid-kov. Z prvkové analýzy byla zjištěna přítomnost nežádoucího hafnia.

In the active zone of a nuclear reactor where zirconium alloys are used as a coating material, this material is subject to various harmful impacts. During water decomposition reactions, hydrogen and oxygen are evolved that may diffuse through the oxidic layer either through zirconium dioxide (ZrO2) crystals or along ZrO2 grains. The diffusion mechanism can be studied using the Ion Beam Analysis (IBA) method where nuclear reaction 18O(p,α)15N is used. A tube made of zirconium alloy E110 (with 1 wt. % of Nb) was used for making samples that were pre-exposed in UJP PRAHA a.s. and subsequently exposed to isotopically cleansed environment of H218O medium in an autoclave. The samples were analysed with gravimetric methods and IBA methods performed at the electrostatic particle accelerator Tandetron 4130 MC in the Nucler Physics Institute of the CAS, Řež. With IBA methods, the overall thicknesses of corrosion layers on the samples, element composition of the alloy and distribution of oxygen isotope 18O in the corrosion layer and its penetration in the alloy were identified. The retrieved data shows at the oxygen diffusion along ZrO2 grains because there are two peaks of 18O isotope concentrations in the corrosion layer. These peaks occur at the environment-oxide and oxide-metal interface. The element analysis identified the presence of undesirable hafnium.

 

Klíčová slova: Zr slitiny, oxidace, difúze, protonová mikrosonda

Keywords: zirconium alloys, oxidation, diffusion, proton probe

Výzkumné články

Elektrochemické vylučování povlaků slitin s vysokou entropií z nevodných roztoků / Electrochemical deposition of coatings of highly entropic alloys from non-aqueous solutions

Jeníček V., Diblíková L., Bláhová M.
2016, 60 (1), 6–12

Citace (ACS): Jeníček, V.; Diblíková, L.; Bláhová, M. Elektrochemické vylučování povlaků slitin s vysokou entropií z nevodných roztoků / Electrochemical deposition of coatings of highly entropic alloys from non-aqueous solutions. Koroze a ochrana materiálů 2016, 60 (1), 6–12.

Citace (ISO): Jeníček, V.; Diblíková, L.; Bláhová, M. Elektrochemické vylučování povlaků slitin s vysokou entropií z nevodných roztoků / Electrochemical deposition of coatings of highly entropic alloys from non-aqueous solutions. Koroze a ochrana materiálů 2016, vol. 60, no. 1, p. 6–12.

Příspěvek se zabývá elektrochemickým vylučováním povlaků ze slitin s vysokou entropií. Jedná se o relativně nové a v současnosti intenzivně zkoumané materiály. Příspěvek popisuje prvotní výsledky elektrochemického povlakování slitinami s vysokou entropií vylučováním z nevodných roztoků. Byla navržena elektrochemická aparatura a provedeny depozice povlaků. Připravené povlaky byly charakterizovány metodami skenovací elektronové mikroskopie, atomové absorpční spektrometrie, RTG difrakce a kombinací metod termické analýzy diferenční skenovací kalorimetrie a termogravimetrie .

The paper deals with electrochemical deposition of coatings of highly entropic alloys. These relatively new materials have been recently intensively studied. The paper describes the first results of electrochemical coating with highly entropic alloys by deposition from non-aqueous solutions. An electrochemical device was designed and coatings were deposited. The coatings were characterised with electronic microscopy scanning, atomic absorption spectrometry and X-ray diffraction methods and the combination of methods of thermic analysis of differential scanning calorimetry and thermogravimetry.

 

Klíčová slova: elektrochemické vylučování, nevodný roztok, elektronová mikroskopie, AAS, rentgenová difrakce

Keywords: electroplating, non-aqueous solution, SEM, AAS, XRD

Výzkumné články

Vliv celkové zkušební kotevní délky výztuže v trámcích na zastření dopadu koroze žárově zinkované oceli na soudržnost s betonem / The influence of total reinforcement anchorage length on misinterpretation of the impact of hot-dip galvanised steel corrosion on its bond strength with concrete

Pokorný P., Čech J., Tej P., Vokáč M.
2016, 60 (1), 13–20

Citace (ACS): Pokorný, P.; Čech, J.; Tej, P.; Vokáč, M. Vliv celkové zkušební kotevní délky výztuže v trámcích na zastření dopadu koroze žárově zinkované oceli na soudržnost s betonem / The influence of total reinforcement anchorage length on misinterpretation of the impact of hot-dip galvanised steel corrosion on its bond strength with concrete. Koroze a ochrana materiálů 2016, 60 (1), 13–20.

Citace (ISO): Pokorný, P.; Čech, J.; Tej, P.; Vokáč, M. Vliv celkové zkušební kotevní délky výztuže v trámcích na zastření dopadu koroze žárově zinkované oceli na soudržnost s betonem / The influence of total reinforcement anchorage length on misinterpretation of the impact of hot-dip galvanised steel corrosion on its bond strength with concrete. Koroze a ochrana materiálů 2016, vol. 60, no. 1, p. 13–20.

V úvodní části předkládaného článku jsou shrnuty literární zdroje, které chybně interpretují výsledky soudržnosti žárově zinkovaných výztuží s betonem. Detailně je studován především vliv celkové zkušební kotevní délky na zhodnocení výsledků soudržnosti. Prostřednictvím numerické analýzy trámcových modelů s odlišnou zkušební kotevní délkou (vstupními daty pro analýzu byly výsledky předešlých zkoušek soudržnosti realizovanými v laboratoři) bylo jednoznačně potvrzeno, že při zkoušení soudržnosti žárově zinkované výztuže s betonem s dostatečně dlouhou zkušební kotevní délkou experimentem beam test („ohybová zkouška“), může dojít k zastření negativního vlivu koroze povlaku na soudržnost s betonem. Objektivní zkoušení soudržnosti výztuže s betonem je vhodnější prostřednictvím pull-out testu („vytahovací zkouška“), kde je normativně předepsána velmi krátká kotevní zkušební délka zkoušené výztuže. 

To begin with, the intorduction of this paper summarises literature sources that wrongly interpret results of the bond strength between hot-dip galvanised reinforcements and concrete. The influence of the total reinforcement anchorage length on the bond strength results assessment was studied in detail. The numeric analysis of beam models with various testing anchorage lengths (the analysis input data comprised the results of previous bond strength tests carried out in a laboratory) unambiguously confirmed that when the bond strength between concrete and hot-dip galvanised reinforcement with a sufficient test anchorage length is tested in a beam test, the negative impact of the coating corrosion on bond strength with concrete may be biased. It is more objective to test bond strength with concrete in a pull-out test where a very short test reinforcement anchorage length is set out as a standard.

 

Klíčová slova: zinkovaná výztuž, koroze, soudržnost  

Keywords: galvanized rebar, corrosion, bond strength

Technologické zajímavosti a články z praxe

Provozní korozní zkoušky ohybů austenitických ocelí pro nadkritické uhelné kotle / Operation corrosion test of austenitic steel bends for supercritical coal boilers

Cizner J., Hruška J., Mlnařík J.
2016, 60 (1), 21–27

Citace (ACS): Cizner, J.; Hruška, J.; Mlnařík, J. Provozní korozní zkoušky ohybů austenitických ocelí pro nadkritické uhelné kotle / Operation corrosion test of austenitic steel bends for supercritical coal boilers. Koroze a ochrana materiálů 2016, 60 (1), 21–27.

Citace (ISO): Cizner, J.; Hruška, J.; Mlnařík, J. Provozní korozní zkoušky ohybů austenitických ocelí pro nadkritické uhelné kotle / Operation corrosion test of austenitic steel bends for supercritical coal boilers. Koroze a ochrana materiálů 2016, vol. 60, no. 1, p. 21–27.

V práci byly provedeny korozní zkoušky žíhaných i nežíhaných ohybů ocelí HR3C a S304H v provozních podmínkách kotlů na spalování hnědého a černého uhlí na kotlech v EPRU a EDĚ. Po dlouhodobé expozici byly vzorky hodnoceny gravimetricky a metalograficky. Porovnání žíhaného a nežíhaného stavu ukázalo vyšší korozní rychlosti u žíhaného stavu, korozní napadení povrchu vzorku se u tlakové a tahové části ohybů v podstatě nelišilo. Podrobnější hodnocení obou ocelí je popsáno v tomto příspěvku.

Corrosion tests of both annealed and not annealed bends of HR3C and S304H steels in operation conditions of black and brown coal combustion boilers in EPRU and EDE. After a long-term exposure, the samples were assessed gravimetrically and metallographically. The comparison of annealed and unannealed states showed higher corrosion rates in the annealed state; corrosion of the sample surface did not essentially differ for compression and tensile parts of the beams. Detailed assessment of both steels is described in detail in this study.

 

Klíčová slova: korozivzdorná ocel, ohyb, koroze, nadkritické kotle

Keywords: stainless steel, bend, corrosion, supercritical boilers

Přehledové články (review)

Ochrana historického olova proti parám kyseliny octové / Protection of historical lead against acetic acid vapour

Pecenová Z., Kouřil M.
2016, 60 (1), 28–34

Citace (ACS): Pecenová, Z.; Kouřil, M. Ochrana historického olova proti parám kyseliny octové / Protection of historical lead against acetic acid vapour. Koroze a ochrana materiálů 2016, 60 (1), 28–34.

Citace (ISO): Pecenová, Z.; Kouřil, M. Ochrana historického olova proti parám kyseliny octové / Protection of historical lead against acetic acid vapour. Koroze a ochrana materiálů 2016, vol. 60, no. 1, p. 28–34.

Olověné historické předměty, jako jsou drobné figurky, nášivky nebo buly (kovové pečetě) se mohou v depozitářích a archivech nalézat v nevyhovujících úložných podmínkách. Nejčastěji se jedná o dřevěné vitríny nebo papírové obaly, jejichž degradací se do ovzduší uvolňují těkavé organické kyseliny. Tyto kyseliny, zejména kyselina octová jsou pro olovo velmi agresivní. V čistém ovzduší se na povrchu olova vytváří slabá vrstva korozních produktů, která zpomaluje další korozi. V přítomnosti par kyseliny octové se vytváří objemné korozní produkty, které odpadávají od povrchu a nemají ochranou schopnost. Olovo lze v kyselém prostředí ochránit vrstvou vzniklou ponorem olova do karboxylových kyselin s dlouhým uhlíkatým řetězcem, kdy se na povrchu vytvoří vrstva tzv. olovnatého mýdla. Jsou zkoumány roztoky kyselin a jejich solí s různě dlouhým uhlíkatým řetězcem. Čím delší je řetězec, tím vyšší účinnost konverzní vrstvy. Nevýhodou je špatná rozpustnost karboxylových kyselin ve vodě a špatná otěruvzdornost vzniklého povlaku.

Historical lead artefacts (small figurines, appliques, bull (metal seal) can be stored in depository and archives in inconvenient storage conditions. The wooden show-case or paper packagings release volatile organic compound to the air during their degradation. These acids, mainly acetic acid are very corrosive for lead. The thin layer of corrosion products which slows atmospheric corrosion is formed on lead surface in atmospheric condition. In presence of acetic acid vapour the voluminous corrosion products are formed and fall off the surface. These corrosion products do not have any protection ability. The lead could be protected against acid environment by layer of “metal soup” which is formed on surface after immersion in solution of salt of carboxylic acid for 24 hours. The solutions of acids (with vary long of carbon chain) and their salts are examined. Longer carbon chain provides better efficiency convers layer. The disadvantages are low solubility of carboxylic acids in water and bad abrasion resistance of formed layer.

 

Klíčová slova: olovo, vnitřní atmosféry, kyselina octová, karboxyláty

Keywords: lead, inner atmosphere, acetic acid, carboxylates