این مطالعه بر رفتار خوردگی لوله های فنر یکپارچه مارپیچ در محیط های گاز دودکش اسید سولفوریک با دمای پایین ، با تأکید بر تأثیر مسافت های مختلف زمین بر روی لوله های فلزی A106 GR.B و ND فولادی و همچنین تکامل ریزساختارهای آنها متمرکز شده است. این نمونه ها از یک خط تولید نورد گرم صنعتی گرفته شده است که فولاد A106 GR.B دارای مسافت زمین در 8 میلی متر ، 11 میلی متر و 13 میلی متر و فولاد ND در 8 میلی متر و 11 میلی متر است. تمام نمونه ها به 1200 رنده بودند و سپس در یک محفظه دمای ثابت و رطوبت در معرض آزمایش های خوردگی غوطه وری قرار گرفتند. پارامترهای تجربی دارای دمای مختلف از 30 تا 140 ℃ ، کسری جرم اسید سولفوریک از 30 تا 80 ٪ و زمان خوردگی از 2 تا 4 ساعت است. میزان خوردگی با استفاده از روش کاهش وزن ، با واحدهای منیزیم · سانتی متر محاسبه شد^⁻² · ساعت^⁻¹ تعداد نمونه های موازی 3 ≥ و انحراف استاندارد نسبی در 5 ٪ کنترل شد.

تهیه نمونه متالوگرافی از روشهای استاندارد تعبیه ، پرداخت و اچ با 4 ٪ الکل اسید نیتریک پیروی کرد. مشاهدات با استفاده از میکروسکوپ نوری Axio Scope A1 و میکروسکوپ الکترونی اسکن انتشار Geminisem 500 انجام شد. اندازه دانه با توجه به روش رهگیری ASTM E112 مورد بررسی قرار گرفت ، و کسری از منطقه مروارید با میانگین پنج امتیاز در یک میدان دید 500 in با استفاده از نرم افزار ImageJ بدست آمد.

1. نمونه با یک زمین 11 میلی متری ساخته شده از مواد A106 GR.B دارای کمترین کسر منطقه مروارید (9.1 ٪) ، سطح اندازه دانه 7.5 و بالاترین یکنواختی ریزساختاری بود. میزان خوردگی مربوطه در شرایط 60 ℃ و 35 ٪ ساعت_₂اینقدر_₄35.7 میلی گرم · سانتی متر بود^⁻² · ساعت^⁻¹ ، به طور قابل توجهی پایین تر از نمونه زمین 8 میلی متر (63.5 میلی گرم · سانتی متر^⁻² · ساعت^⁻¹)
2. نمونه فولادی ND با یک زمین 8 میلی متر دارای اندازه دانه 8.0 و کسری از منطقه مروارید 10.4 ٪ بود. میزان خوردگی آن در همان شرایط 4.6 میلی گرم · سانتی متر بود^⁻² · ساعت^⁻¹ ، تنها 13 ٪ از حداقل مقدار فولاد 20 گرم. تجزیه و تحلیل طیف سنجی پراکندگی انرژی (EDS) نشان داد که یک فیلم غیرفعال مداوم حاوی CR ، مس و SB بر روی سطح فولاد ND تشکیل شده است ، با ضخامت تقریبی 80-120 نانومتر ، به طور مؤثر مهار انحلال آندی.
3. هنگامی که درجه حرارت 80 ℃ و غلظت اسید سولفوریک 50 ٪ بود ، هر سه ماده وارد منطقه انفعال شدند و میزان خوردگی زیر 5 میلی گرم · سانتی متر کاهش می یابد^⁻² · ساعت^⁻¹ تأثیر فاصله زمین بر نتایج کاهش وزن در محدوده خطا کاهش یافت.

رابطه بین ریزساختار و خصوصیات نشان می دهد که مروارید ، به عنوان مرحله کاتدیک ، اختلاف بالقوه ای در حدود 60 میلی ولت با فریت دارد و آن را به عنوان سایت برای شروع گودال تبدیل می کند. برای هر 1 ٪ کاهش در کسر حجمی مروارید ، میزان خوردگی به طور متوسط ​​2.3 میلی گرم · سانتی متر کاهش می یابد^⁻² · ساعت^⁻¹ پالایش دانه خوردگی در منطقه انحلال فعال تسریع می کند اما با افزایش چگالی لایه فیلم ، خوردگی در منطقه انفعال را کاهش می دهد. برای هر سطح افزایش در اندازه دانه ، میزان خوردگی در منطقه فعال 1.8 میلی گرم · سانتی متر افزایش می یابد^⁻² · ساعت^⁻¹ ، در حالی که در منطقه انفعال با 0.7 میلی گرم · سانتی متر کاهش می یابد^⁻² · ساعت^⁻¹

بر اساس داده های تجربی جامع ، توصیه می شود از لوله های فنری یکپارچه مارپیچ با یک زمین 11 میلی متری A106 GR.B یا یک زمین 8 میلی متری فولاد ND در شرایط گاز دودکش دم دیگ بخار استفاده کنید که دمای گاز دودکش 70 و H است._₂اینقدر_₄کسری جرم مربوط به دمای نقطه شبنم اسید سولفوریک 45 ≤ برای تعادل هزینه و مقاومت در برابر خوردگی است. فرآیند نورد باید دمای نورد نهایی را در 880-920 ℃ و تغییر شکل تجمعی در 60 ٪ کنترل کند تا کسر حجم مروارید را کاهش داده و یکنواختی ریزساختاری را بهبود بخشد.