شیمى کاربردى روز

شیمى کاربردى روز

بررسی خوردگی فولاد زنگ‌نزن آستنیتی 304 در محیط اسیدهای آلی، اگزالیک اسید و گلی‌اکسیلیک اسید

نوع مقاله : مقاله علمی پژوهشی

نویسندگان
1 دانشکده نفت و گاز گچساران، دانشگاه یاسوج، یاسوج، ایران
2 گروه شیمی کاربردی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه صنعتی خاتم الانبیا بهبهان ، ایران
چکیده
در این پژوهش، رفتار خوردگی فولاد زنگ‌نزن آستنیتی نوع 304 در دو محیط اسیدی اگزالیک اسید (1/0 مولار) و گلی‌اکسیلیک اسید (5/0 مولار) با استفاده از تکنیک‌های الکتروشیمیایی شامل اندازه‌گیری پتانسیل مدار باز، پلاریزاسیون پتانسیودینامیک و طیف‌سنجی امپدانس الکتروشیمیایی (EIS) مورد مطالعه قرار گرفت. هدف اصلی، مقایسه سرعت خوردگی و مکانیسم تشکیل لایه رویین در این دو محیط اسیدی با کاربرد صنعتی (به ویژه در صنایع بهداشتی و عطرسازی) بود. نتایج منحنی‌های پلاریزاسیون نشان داد که فولاد 304 در هر دو محیط رفتار فعال‑رویین از خود نشان می‌دهد، با این تفاوت که در اگزالیک اسید دو ناحیه رویین (یکی شبه‌پایدار ناشی از تشکیل اگزالات فریک و دیگری پایدار ناشی از اکسیدهای کروم/آهن) و در گلی‌اکسیلیک اسید تنها یک ناحیه رویین با پهنای بیشتر مشاهده گردید. آنالیز نمودارهای نایکوئیست و بد در پتانسیل مدار باز نشان داد که هر دو سیستم تنها یک ثابت زمانی دارند و رفتار خوردگی عمدتاً توسط لایه رویین کنترل می‌شود. مقادیر مقاومت پلاریزاسیون (Rp) استخراج شده از EIS برای فولاد 304 در محیط گلی‌اکسیلیک اسید (Ω.cm² 3620) در مقایسه با اگزالیک اسید (Ω.cm²8943) به طور چشمگیری بالاتر بود که حاکی از سرعت خوردگی بسیار کمتر در گلی‌اکسیلیک اسید می‌باشد. بر این اساس، توصیه می‌شود ظروف ساخته شده از فولاد زنگ‌نزن 304 برای نگهداری محلول‌های حاوی گلی‌اکسیلیک اسید مناسب‌تر از اگزالیک اسید هستند.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

Investigation of corrosion of austenitic stainless steel 304 in the solution of organic acids: oxalic acid and glyoxylic acid

نویسندگان English

syamak nasiri kokhdan 1
Raziyeh Akbarzadeh 2
1 Department of Applied Chemistry, Faculty of Gas and Petroleum, Yasouj University, Gachsaran, Iran
2 Department of Chemistry, Faculty of Basic Sciences, Behbahan Khatam Alanbia University of Technology, Behbahan, Iran
چکیده English

In this study, the corrosion behavior of 304 austenitic stainless steel was investigated in two acidic media: 0.1 M oxalic acid and 0.5 M glyoxylic acid. Electrochemical techniques including open‑circuit potential measurements (OCP), anodic potentiodynamic polarization, and electrochemical impedance spectroscopy (EIS) were employed. The main objective was to compare the corrosion rate and the passive layer formation mechanism in these two industrially relevant acidic environments, particularly for applications in the sanitary and perfumery industries. The polarization curves showed that the 304 stainless steel exhibits active‑passive behavior in both media. However, in oxalic acid, two passive regions were observed: one metastable region attributed to the formation of ferric oxalate, and a stable region due to chromium/iron oxides. In contrast, only one passive region with a wider potential range was observed in glyoxylic acid. Analysis of Nyquist and Bode plots recorded at the open‑circuit potential revealed that both systems display a single time constant, indicating that the corrosion behavior is mainly controlled by the passive layer. The polarization resistance (Rp) values derived from EIS for 304 stainless steel in glyoxylic acid (8.549E20 Ω·cm²) were significantly higher than those in oxalic acid (8943 Ω·cm²), suggesting a much lower corrosion rate in glyoxylic acid. Accordingly, it is recommended that containers made of 304 stainless steel are more suitable for storing solutions containing glyoxylic acid than those containing oxalic acid.

کلیدواژه‌ها English

AISI 304 austenitic stainless steel
oxalic acid
glyoxylic acid
open‑circuit potential (OCP)
Electrochemical impedance spectroscopy (EIS)

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 29 شهریور 1405