1000 resultados para MAPPING NONUNIFORM CORROSION


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 A new method has been developed to measure metal corrosion rates and their distribution under cathodic protection (CP). This method uses an electrochemically integrated multi-electrode array to take local measurements of cathodic current density while simulating a continuous metallic surface. The distribution of cathodic current densities obtained under CP was analyzed to estimate the anodic current component at each electrode of the array. Corrosion patterns determined by this new method have shown good correlation with visual inspection and surface profilometry of the multi-electrode array surface.

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A new method of visualising dynamically changing electrode processes has been demonstrated by mapping localised corrosion processes occurring on buried steel surfaces under the effect of anodic transients. Dynamically shifting external electrical interferences such as anodic transients are known to affect the efficiency of cathodic protection (CP) of underground pipelines; however unfortunately conventional techniques including electrochemical methods have difficulties in measuring such effects. In this paper we report that the wire beam electrode has necessary temporal and spatial resolutions required for measuring and visualising the dynamic effects of anodic transients on CP, passivation and localised corrosion processes occurring on buried steel surfaces. For the first time a critical anodic transient duration has been observed and explained as the incubation period for the breakdown of passivity and the initiation of localised corrosion.

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New progresses have been made during recent years in the application of the wire beam electrode (WBE, a coupled multielectrode array) for studying electroplating of metallic coatings, for monitoring the electrodeposition of polymer coatings, and for evaluating the performance of anti-corrosion coatings. The WBE allows localized electrode processes to occur over different locations of its surface under external anodic or cathodic polarization and permits monitoring of nonuniform electrodeposition processes. Several typical experiments are presented in this paper. One sample experiment is the characterization of nonuniform electroplating of nickel coating, which was achieved by mapping the distributions of currents over a WBE surface that was under cathodic polarization. Various characteristic current distribution patterns, which indicate different electrodeposition mechanisms or low covering-power, have been observed. These patterns were found to correlate with the effects of several affecting factors such as electrolyte concentration, temperature and agitation flow. Another sample experiment is the investigation of nonuniform anodic electrodeposition of polyaniline (PANI) coatings and the understanding of their anti-corrosion performance and mechanisms. Anodic polarization currents were measured from various locations over the WBE surface in order to produce anodic polarization current maps under PANI deposition.

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Este trabalho teve como objetivos a produção, caracterização e aplicação de microelétrodos (MEs) de diamante como sensores amperométricos e potenciométricos em sistemas de corrosão nos quais a agressividade do meio e a presença de produtos de corrosão, constituem obstáculos que podem diminuir o desempenho, ou inviabilizar a utilização, de outros tipos de sensores. Os microeléctrodos são baseados em filmes finos de diamante dopado com boro (BDD – Boron Doped Diamond) depositados sobre fios de tungsténio afiados, através do método de deposição química a partir da fase vapor, assistida por filamento quente (HFCVD – Hot Filament Chemical Vapor Deposition). A otimização das diversas etapas de fabricação dos MEs deu origem ao desenvolvimento de um novo sistema de afiamento eletroquímico para obtenção destes fios e a várias opções para a obtenção dos filmes de diamante condutor e seu isolamento com resinas para exposição apenas da ponta cilíndrica. A qualidade cristalina dos filmes de diamante foi avaliada por espectroscopia de Raman. Esta informação foi complementada com uma caracterização microestrutural dos filmes de diamante por microscopia eletrónica de varrimento (SEM), em que se fez a identificação da tipologia dos cristais como pertencendo às gamas de diamante nanocristalino ou microcristalino. Os filmes de BDD foram utilizados na sua forma não modificada, com terminações em hidrogénio e também com modificação da superfície através de tratamentos de plasma RF de CF4 e O2 indutores de terminações C-F no primeiro caso e de grupos C=O, C-O-C e C-OH no segundo, tal como determinado por XPS. A caracterização eletroquímica dos MEs não modificados revelou uma resposta voltamétrica com elevada razão sinal/ruído e baixa corrente capacitiva, numa gama de polarização quasi-ideal com extensão de 3 V a 4 V, dependente dos parâmetros de crescimento e pós-tratamentos de superfície. Estudou-se a reversibilidade de algumas reações heterogéneas com os pares redox Fe(CN)6 3-/4- e FcOH0/+ e verificou-se que a constante cinética, k0, é mais elevada em elétrodos com terminações em hidrogénio, nos quais não se procedeu a qualquer modificação da superfície. Estes MEs não modificados foram também testados na deteção de Zn2+ onde se observou, por voltametria cíclica, que a detecção da redução deste ião é linear numa escala log-log na gama de 10-5-10-2 M em 5 mM NaCl. Realizaram-se também estudos em sistemas de corrosão modelares, em que os microeléctrodos foram usados como sensores amperométricos para mapear a distribuição de oxigénio e Zn2+ sobre um par galvânico Zn-Fe, com recurso a um sistema SVET (Scanning Vibrating Electrode Technique). Foi possível detetar, com resolução lateral de 100 μm, um decréscimo da concentração de O2 junto a ambos os metais e produção de catiões de zinco no ânodo. Contudo verificou-se uma significativa deposição de zinco metálico na superfície dos ME utilizados. Os MEs com superfície modificada por plasma de CF4 foram testados como sensores de oxigénio dissolvido. A calibração dos microeléctrodos foi efetuada simultaneamente por voltametria cíclica e medição óptica através de um sensor de oxigénio comercial. Determinou-se uma sensibilidade de ~0.1422 nA/μM, com um limite de deteção de 0.63 μM. Os MEs modificados com CF4 foram também testados como sensores amperométricos com os quais se observou sensibilidade ao oxigénio dissolvido em solução, tendo sido igualmente utilizados durante a corrosão galvânica de pares Zn-Fe. Em alguns casos foi conseguida sensibilidade ao ião Zn2+ sem que o efeito da contaminação superficial com zinco metálico se fizesse sentir. Os microeléctrodos tratados em plasma de CF4 permitem uma boa deteção da distribuição de oxigénio, exibindo uma resposta mais rápida que os não tratados além de maior estabilidade de medição e durabilidade. Nos MEs em que a superfície foi modificada com plasma de O2 foi possível detetar, por cronopotenciometria a corrente nula, uma sensibilidade ao pH de ~51 mV/pH numa gama de pH 2 a pH 12. Este comportamento foi associado à contribuição determinante de grupos C-O e C=O, observados por XPS com uma razão O/C de 0,16. Estes MEs foram igualmente testados durante a corrosão galvânica do par Zn-Fe onde foi possível mapear a distribuição de pH associada ao desenvolvimento de regiões alcalinas causadas pela redução do oxigénio, acima da região catódica, e de regiões ácidas decorrentes da dissolução anódica do ânodo de zinco. Com o par galvânico imerso em 50 mM NaCl registou-se uma variação de pH aproximadamente entre 4,8 acima do ânodo de zinco a 9,3 sobre o cátodo de ferro. A utilização pioneira destes MEs como sensores de pH é uma alternativa promissora aos elétrodos baseados em membranas seletivas.

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Mixed rare-earth organophosphates have been investigated as potential corrosion inhibitors for AA2024-T3, and previously have shown synergistic inhibition behavior; however, the mechanism was not identified. In this paper, a key factor contributing to corrosion inhibition of AA2024-T3 with mischmetal diphenyl phosphate [Mm(dpp)3] is the unique stability of Pr(dpp)3 compared to other key rare earths in mischmetal. Although increasing pH causes precipitation of other components, the Pr compound is stable at higher pH. Electrochemically, a synergy is evident when Ce(dpp)3 and Pr(dpp)3 are combined. Raman mapping indicates the Pr(dpp)3 inhibitor leads to a more uniform coverage of the alloy.

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An auto-switch device has been designed, constructed, and tested for multisensor corrosion measurements. The auto-switch is able to connect/disconnect the selected wire beam electrode and/or electrode pairs under computer control. A computer controlled analog switch-array consisting of 100 inputs has been used as an essential part of the switch bank. The switch-bank is an essential component of a corrosion-monitoring instrument that is expected to find wide application in industry. The performance of the switch-bank is discussed and its effect on the signals is illustrated.

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This book covers the areas of electrochemical heterogeneity and electrode inhomogeneity and their effects on nonuniform electrode processes, in particular, localized corrosion. It covers the fundamentals, experimental methods, and engineering aspects of electrochemical heterogeneity.

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Several new technical developments have been made based on the combined use of the wire beam electrode (WBE), electrochemical noise analysis (ENA) and the scanning reference electrode technique (SRET). These have included: (i) The WBE-R n method- the combined use of the WBE and the noise resistance (Rn) to map the rates and patterns of uniform or localized corrosion; (ii) The WBE-Noise Signatures method- the combined use of the WBE and the noise signature to detect the origination and propagation of localized corrosion; and (iii) The WBE-SRET method- the combined use of the WBE and SRET to investigate localized corrosion from both the metallic and electrolyte phases of a corroding metal surface. This paper presents a brief review on these novel methods and their applications for detecting general and localized corrosion, for mapping the rates of corrosion, and for studying corrosion inhibitors.

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Different modes of scanning electrochemical mapping (SECM) such as surface generation/tip collection (SG/TC), amperometry, AC-SECM and potentiometry were employed to characterize the active/passive domains, hydrogen gas (H2) evolution and local pH on a corroding surface of AZ31 in simulated biological fluid (SBF). It was found that the main domains of H2 evolution are associated with lower insulating properties of the surface as well as higher local pH. The near surface pH was found to be highly alkaline indicating that, even in a buffered solution such as SBF, the local pH on a corroding AZ31 surface can be significantly different to the bulk pH. © 2014 Elsevier Ltd.