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Corrosion protection of sintered metal parts by coating deposition. Part II: Corrosion and electrochemical characterization
Authors: Fedrizzi L. , Deflorian F. , Rossi S. 
Published: May 2005

AbstractCoated sintered steel parts were subjected to corrosion resistance tests and electrochemical characterization. A wide range of industrially produced coatings, covering all the main proposed treatments, were analysed.Conventional corrosion tests were employed to compare corrosion resistance, whereas electrochemical test methods were used with the aim of giving a better understanding of the mechanisms which control corrosion processes and the corrosion rate. In particular, electrochemical impedance spectroscopy showed to be very helpful in allowing the monitoring of corrosion behaviour as a function of testing time, without introducing significant electrical perturbation on the examined system.The experimental results of this study showed that sintered steel protection by coating is possible if the process is very well controlled, however, defects in the coating can always be present due to the substrate porosity. With this fact in mind the use of sacrificial coatings is recommendable due to the possibility of a cathodic protection corresponding to coating defects.
Atmospheric galvanic protection, of 55% Al‐Zn precoated steel
Authors: Morcillo M. , Palma E. , Fernández B. 
Published: May 2005

AbstractThis paper presents the results obtained in a study of the galvanic protection of steel provided by 55% Al‐Zn coatings relative to zinc coatings (Sendzimir) in the atmosphere. While 55% Al‐Zn coatings exhibit a passive behaviour under low aggressive atmospheres (e.g. in rural and urban areas), they provide good anodic performance (comparable to that of zinc coatings) under marine atmospheres.
Der Einfluß von Kupfer auf das Korrosions‐ und Passivierungsverhalten von Eisen‐Chrom‐Legierungen Teil II: Oberflächenanalytische Untersuchungen
Authors: Postrach B. , Strehblow H.‐H. , Garz I. 
Published: May 2005

AbstractEs wurden potentiostatisch in 1N H2SO4 erzeugte bzw. einer Ausschaltaktivierung unterworfene Passivschichten von reinen FeCr‐Legierungen mit 7 bzw. 11% Chrom sowie solchen mit je 1% Kupfer mit XPS‐Analyse und XPS‐Drehwinkelexperimenten untersucht. Nach einstündiger Passivierung wurden Schichtdicken von 1 bis 4 nm erhalten. In Übereinstimmung mit den früher bestimmten Schichtbildungsströmen wird die Schichtdicke durch Kupfer erhöht und durch höhere Chromgehalte verringert. Die unmittelbar nach der Selbstaktivierung bestimmten mittleren Restschichtdicken zeigen die gleichen Tendenzen.Die Passivschichten weisen, wie bekannt, höhere Chrom‐ und niedrigere Eisengehalte als die Legierung auf. Die Chromanreicherung wird durch Kupfer merklich erhöht. Kupfer liegt ausschließlich im metallischen Zustand vor und führt zu steigenden Anteilen von γ‐Fe2O3. Es wird angenommen, daß dies aus der Oxidation von Fe‐II‐Gitterionen durch Kupferkationen resultiert und eine wesentliche Ursache der beschleunigten Passivierung darstellt.Tiefenprofile zeigen die bekannte Chroman‐ und Eisenabreicherung an der Oxid/Elektrolyt‐Grenzfläche. Kupfer ist infolge der kurzzeitigen Legierungsauflösung nach der Passivierung an der Oxid/Legierungsgrenzfläche angereichert. Nach Selbstaktivierung ist der Kupferanteil der Restschicht besonders zur Elektrolytgrenze hin wesentlich erhöht.Die ambivalente Wirkung des Kupfers, d. h. die Förderung der Passivierung und die Beschleunigung des Passivschichtabbaus bei Selbstaktivierung werden diskutiert.
Nachweis der IK‐Beständigkeit von verschleißfesten Auftragschweißungen mit dem EPR‐Verfahren und mit Salpetersäure‐Flußsäurelösung
Authors: Garz I. , Boese E. , Weber F. 
Published: May 2005

AbstractDie Beständigkeit von Auftragschweißungen der Elektrode Tube S 17 8 Si (austenitische Legierung des Typs FeCr18Ni8Si4Mn mit ≥ 18% ≥‐Ferrit) gegen interkristalline Korrosion (IK) wurde mit Hilfe der elektrochemischen potentiodynamischen Reaktivierung (EPR), des Salpetersäure‐Flußsäure (SF) Tests nach ASTM A 262 Practice D sowie metallographisch und mikrostrukturanalytisch (REM, EDX) untersucht. Es wurden mit Schutzgas und open arc geschweißte sowie wärmebehandelte Proben geprüft. Der SF Test wurde außerdem in weniger aggressiven Varianten wie 2 M HNO3 + 0,5 M HE 30°C erprobt.In SF besteht kein direkter Zusammenhang zwischen der relativen Korrosionsgeschwindigkeit und IK‐Anfälligkeit, was auf eine Inhibition durch Fe‐III‐Ionen zurückgeführt wird. Durch freies und potentiostatisches Ätzen in SF‐Lösung können jedoch chromverarmte Bereiche und zerfallener ≥‐Ferrit sichtbar gemacht werden. Mit einem optimierten double‐loop‐EPR‐Verfahren (0,5 M H2SO4 + 0,01 M KSCN, 30°C) wurde eine Sensibilisierung über das Reaktivierungs/Passivierungs‐Ladungsverhältnis in Verbindung mit einer Gefügebeurteilung ermittelt, Die Ergebnisse zeigen, daß die entwickelte EPR‐Variante im Gegensatz zu den konventionellen Verfahren zur IK‐Prüfung bei bis zu 30% δ‐Ferrit geeignet ist. In geschweißtem Ausgangszustand (SAZ) sind alle Proben beständig. Temperaturen von 400°C bzw. 450°C werden bis mindestens 1000 bzw. 100 h vertragen. Sensibilisierung kann durch Carbid‐ und δ‐Phasenausscheidung sowie durch den Zerfall von δ‐Ferrit eintreten, dessen Menge und Verteilung dann entscheidend ist.
The interactions of sulphidation and particle erosion at high temperatures
Authors: Stott F. H. , Lekatos S. , Jordan M. P. , Wood G. C. , Stack M. M. 
Published: May 2005

AbstractAlthough there have been many studies of erosion‐corrosion of alloys involving impact by solid particles in air or oxygen at high temperatures, there have been very few, if any, in gases of high‐sulphur, low‐oxygen activities. As these environments are pertinent in processes such as coal gasification and catalytic cracking of oil, there is a need for some basic studies of the interactions of erosion and corrosion in oxidizing/sulphidizing gases. Thus, a whirling‐arm rig has been designed and constructed; it can operate under a range of erosion conditions (velocities to 30 m s−1, particles fluxes to 1 g m−2 s−1) in gaseous environments consisting of mixtures of nitrogen, hydrogen, hydrogen sulphide and water vapour as necessary, at temperatures to 800°C.Some preliminary tests have been carried out using 310 stainless steel and Alloy 800HT at 500 and 700°C and Fe‐2.25Cr‐1 Mo and 410 stainless steel at 500°C. Erosion particles were 25 μm alumina, with impact velocities of 10 to 25 m s−1 and fluxes of 0.06 to 0.16 g cm−2 s−1. The gaseous environment was a mixture of hydrogen, hydrogen sulphide and nitrogen; this caused sulphidation of all the alloys at both temperatures. The extents of erosion‐corrosion damage were determined by thickness‐change measurements taken every 5 h and overall metal‐recession measurements taken at the end of the full test period of 35 h.The extents of damage were increased significantly with increasing impact velocity for the austenitic alloys at 700°C; similar trends were observed at 500°C for Fe‐2.25Cr‐ 1 Mo and 410 stainless steel, although the presence of impacting particles had only a small effect on the austenitic alloys at the lower temperature. These initial results are discussed in terms of the interactions of growth of the sulphide scale and removal of scale by the particles.
A laboratory study of the corrosion behaviour of Alloys exposed in a non‐equilibrated coal gasification atmosphere at 600°C
Authors: Norton J. F. , Levi T. P. 
Published: May 2005

AbstractThe ability of alloys to resist corrosion during exposure to high temperature process atmospheres is one of the primary factors governing their selection in the manufacture of components such as heat exchangers in coal conversion plant. In particular, sulphidation attack in the low oxygen‐containing environments often encountered in such plant can pose significant problems.Many laboratory studies have been carried out over the years in gases simulating those found in coal gasifiers but these experiments have almost always utilised equilibrated gas mixtures in which the activities of the principal reactants, S, O and C were known and controlled. In many industrial situations, however, the combustion gases are quenched from very high temperatures, e.g. 1200–1400°C before coming in contact with the much cooler heat exchanger tube surfaces and therefore chemical equilibration between the gaseous constituents does not have time to occur.This paper presents results from a study concerned with the corrosion behaviour of candidate heat exchanger alloys exposed to a CO‐rich, non‐equilibrated gas mixture of the type found in a dryfeed entrained slagging gasifier. Data on three selected alloys, i. e. HR 3C (a chromia‐former), MA 956 (an alumina‐former) and HR 160 (a silica‐former) exposed at 600°C are reported. The kinetics and mechanisms of corrosive degradation are described for test durations of up to 2000 hours. Significant differences in corrosion rate and in the depths of metal loss exhibited by these alloys were observed. Alloy HR 160, containing approximately 2.75% Si, exhibited the best corrosion resistance.
Chloride‐induced stress corrosion cracking of Duplex stainless steels. Models, test methods and experience
Authors: Kangas P. , Nicholls J. M. 
Published: May 2005

AbstractStress corrosion cracking (SCC) induced by chlorides frequently causes problems in applications where standard austenitic stainless steels are being used. Often this problem can be solved by the use of duplex stainless steels.In this report the mechanisms for SCC have been surveyed, and the cause for the high SCC resistance of duplex stainless steels has been discussed and evaluation of test methods for SCC and how duplex stainless steels respond to them, as well as practical experience of duplex stainless steels. The study shows that no single mechanism can be attributed to the good resistance to SCC of duplex stainless steels. Probably a synergistic effect of electrochemical and/or mechanical effects is responsible for the good performance.Test methods for SCC often give relatively good correspondence with real applications, but ranking is often doubtful, and comparisons of different material types should be made with caution. Numerous cases with SCC on standard austenitic stainless steels have been solved by the use of duplex stainless steels.
Veränderung der Korrosivität der Atmosphäre gegenüber metallischen Werkstoffen auf dem Gebiet der neuen Bundesländer seit 1989
Authors: Seidel M. , Schulz W.‐D. 
Published: May 2005

AbstractDie Ergebnisse der Langzeituntersuchungen zur Korrosivität der Atmosphäre haben gezeigt, daß im Zeitraum von 1979 bis 1989 auf dem Gebiet der ehemaligen DDR keine signifikanten Veränderungen erfolgten.Der Vergleich dieser Ergebnisse mit denen aus den Jahren 1989 bis 1994 zeigt eine deutliche Abnahme der Korrosivität gegenüber metallischen Werkstoffen, die auf eine geringere Belastung durch den Schadstoff SO2 zurückzuführen ist. Diese positive Entwicklung kann sowohl durch die Verbesserung der Immissionssituation als Folge wirtschaftlicher Strukturveränderungen als auch durch aktive Umweltschutzmaßnahmen in den neuen Bundesländern in den Jahren nach 1989 erklärt werden.
Erkennen von Korrosion in Fernrohrleitungen mit der Magnetstreuflußtechnik
Authors: Barbian O. A. 
Published: May 2005

AbstractPrüfungen an Fernrohrleitungen zum Transport von Flüssigkeiten und Gasen hinsichtlich der Verringerung der Sollwanddicke, hervorgerufen durch Korrosion, Erosion, mechanische Beschädigungen und was sonst auch immer, wie vielleicht sogar durch fehlerhafte Produktion, durchgegangen bei mangelhafter Produktions‐/Qualitätskontrolle, werden mit sogenannten „intelligenten”︁ Molchen durchgeführt. Diese Molche sind Geräte, die ähnlich einer Rohrpost von dem durch die Leitung transportierten Medium durch die Leitung geschoben werden. Das hier beschriebene Gerät arbeitet nach dem Prinzip der Vermessung der Veränderung des magnetischen Streufeldes im Innern einer Rohrleitung beim Vorhandensein von Wanddickenänderungen.Die Funktionsweise dieser Technologie wird kurz beschrieben, danach die Verifizierung in einem Prüfmolch, inklusive der Datenaufarbeitung und der Datenspeicherung im Molch. Die Prüfergebnisse und die Qualität dieser Ergebnisse werden an Hand von Beispielen demonstriert, wobei auch auf die zur Zeit vorhandenen Restriktionen und die in der Entwicklung befindlichen Systeme eingegangen wird.Die Beispiele zeigen, daß die Streuflußtechnologie sehr wohl eine zuverlässige Prüftechnik zur Auffindung und zur Klassierung von Innen‐ und Außenkorrosion darstellt. Zudem erlaubt die anschauliche Darstellung der Prüfergebnisse einen hervorragenden Einblick in den Zustand der Fernrohrleitungen.
The influence of the ferritic and austenitic phases and of silicon on the Corrosion resistance of alloyed cast steels
Authors: Vehovar L. , Godec B. 
Published: May 2005

AbstractThe paper deals with the influence of the α/gamma; phase ratio and silicon on the corrosion resistance of low carbon alloyed cast steels in strongly oxidizing media. Electrochemical investigations in 65% HNO3 + 5g Cr6+ ions/I showed that none of the four tested cast steels, with γR = 100%, γR = 75%, γR = 50% and γR = 0%, achieved a passive state, and that the corrosion process was under cathodic control. Under such conditions the calhodic activation overpotential is considerably greater than the anodic activation overpotential, and, as well as this, the Tafel coefficient for a cathodic reaction has higher values than those which are characteristic for an anodic reaction. The austenitic cast steel is the most resistant to corrosion, since for the corrosion process to take place the greatest activation energy is needed. The results of investigations of corrosion resistance in 12M HNO3, at 115°C, for 240 hours, confirmed the results of the electrochemical measurements and the predominant role of the austenitic cast steel with γR = 100%. By means of AES analysis it was found that the good resistance to corrosion of such a cast steel is based on the building up of a thin mechanically‐protecting barrier, which mainly consists of silicon.
Die Korrosionsprobleme der Klein‐ und Mittelständischen Industrie ‐ eine Herausforderung für die Gesellschaft für Korrosionsschutz
Authors: Heitz E. 
Published: May 2005

AbstractDie Lösung von Werkstoff‐ und Korrosionsproblemen der Klein‐und Mittelständischen Industrie ist eine vordringliche Aufgabe der Gesellschaft für Korrosionsschutz (GfKORR). Hierzu werden die historischen Trends aufgezeigt und vorhandene Aktivitäten auf den Gebieten Korrosion und Korrosionsschutz in verschiedenen Institutionen analysiert. Es zeigt sich, daß verglichen mit der Groß‐industrie bei der Klein‐ und Mittelindustrie der größte Dienstleistungsbedarf existiert. Aus der Tätigkeit des Karl‐Winnacker‐Instituts der DECHEMA e.V. und der Bundesanstalt für Materialforschung und ‐prüfung werden Zahlen über Art und Verteilung von Korrosionsprojekten angegeben. Hieraus ergeben sich Konsequenzen für die zukünftige Arbeit der Gesellschaft, die insbesondere darin bestehen, einen produktions‐ und produktintegrierten Korrosionsschutz aufzubauen, der schon bei der Konzeption von Verfahren und Produkten vorgesehen wird. Diese Vorgehensweise sollte den additiven Korrosionsschutz, der erst wirksam wird, wenn das Schadensereignis eingetreten ist, ersetzen.
Selektive Korrosion von Kupfer‐Zink‐Legierungen
Authors: Köhler S. 
Published: May 2005

AbstractAusgehend von neueren Vorstellungen zum Mechanismus der Korrosion werden die wichtigsten werkstoffseitigen und wasserchemischen Einflußgrößen der Entzinkung, Lochfraßkorrosion und interkristallinen Korrosion von CuZn‐Legierungen behandelt. Entzinkung tritt verstärkt auf, wenn die Legierung die β‐Phase enthält (Duplexmessing). An. diesen Werkstoffen kann innerhalb gewisser Grenzen des Chlorid‐ und Sulfatgehaltes die Entzinkung durch hö Hydrogencarbonatkonzentrationen des Mediums verhindert werden. An reinem α‐Messing geht der Entzinkung eine lokale Zerstörung der natürlichen Schutzschicht voraus.Interkristalline Korrosion tritt bevorzugt an α‐Messing auf, wenn der Werkstoff Ausscheidungen an den Korngrenzen enthält. Begünstigt wird der interkristalline Angriff durch hóhere Temperaturen, ein grobkörniges Gefüge, hóhere Gehalte der Legierungselemente Arsen und Phosphor sowie wasserseitig durch Ammoniak und die Tätigkeit von Belüftungselementen.
The Rheology and corrosivity of water‐base drilling fluid under simulated downhole conditions
Authors: Shokoya O. S. , Al‐Marhoun M. A. , Ashiru O. A. 
Published: May 2005

AbstractThe rheological property and corrosion behavior relationship of mild steel type 1018 in a typical drilling fluid used in deep drilling and hot wells was studied. The tests were conducted under conditions that simulate flow, temperature, and pressure encountered during drilling operations. Physical properties that were considered are: shear stress‐shear rate relationship, effective and plastic viscosities, yield strength and gel strength. The properties were determined under high temperature and pressure by using a flow loop, the Baroid roller oven and the FANN‐70 viscometer. The corrosion measurements were carried out by weight loss and electrochemical techniques.The effective and plastic viscosities of the drilling fluid decrease with increase in temperature and increase in time of exposure to downhole conditions. The corrosion rate of 1018 mild steel increase with decrease in pH of the fluid. The corrosion rates are lower at the mildly alkaline pH and higher in the mildly acidic pH range. The drilling fluid generally attacks the grain boundaries of the steel samples. Diffusion was found to be the rate limiting step for the corrosion reactions.
Der postgraduale Diplomstudiengang „Korrosionsschutztechnik”︁ an der Märkischen Fachhochschule Iserlohn
Authors: Schmitt G. , von Franqué O. 
Published: May 2005

AbstractAn der Märkischen Fachhochschule Iserlohn wird ein postgradualer Diplomstudiengang „Korrosionsschutztechnik”︁ sowohl als dreisemestriges Vollzeitstudium als auch als berufsbegleitendes Teilzeitstudium mit offener Zeitachse (Laufzeit im Mittel 3 Jahre) angeboten. Das im Baukastensystem angelegte Studium mit den Modulen Physikalische Chemie, Werkstoffkunde, Meßtechnik, Korrosionskunde, Korrosionsschutz, Schadensanalyse und Ausgewählte Kapitel wird durch Studienbriefe selbststudienmäßig unterstützt. Der stoffliche Inhalt wird in acht getrennten ein‐ bis zweiwöchigen Präsenzphasen und Praktika im Bereich des Labors für Korrosionsschutztechnik in Iserlohn vertieft. Das in der Industrie inzwischen hochgeschätzte Studium schließt mit einer dreimonatigen Diplomarbeit ab und wird integraler Bestandteil derzeit erarbeiteter Konzepte zur Personenzertifizierung auf dem Gebiet Korrosion/Korrosionsschutz sein. Der Aufsatz erläutert im einzelnen den Aufbau und die Inhalte des Diplomstudienganges.
Plasma‐Auftragschweißen mit CrNiMoN‐legierten Duplex‐Werkstoffen
Authors: Draugelates U. , Bouaifi B. , Schreiber F. , Schultze S. , Göllner J. 
Published: May 2005

AbstractDer vorliegende Beitrag berichtet über Untersuchungsergebnisse zur Prozeßführung beim Plasma‐Heißdraht‐Auftrag‐(PHA)‐Schweißen mit den Duplex‐Werkstoffen X2CrNiMoN22‐5‐3 und X2CrNiMoN25‐7‐4 sowie die Ermittlung der Gefügemorphologie und der mechanisch‐technologischen und korrosionschemischen Schichteigenschaften derartiger Schweißplattierungen. Zunächst wurden die Schweißparameter optimiert mit dem Ziel der Herstellung von ebenen Auftragschweißungen mit einer Schichtdicke von 2 bis 3 mm. Hierbei stand die Untersuchung der Beeinflussung der Ferrit‐Austenit‐Gehalte durch den Schweißprozeß bzw. des Aufmischungsgrades mit im Vordergrund. Es wurden die Abkühlzeiten t12/8 und t8/5 während des ein‐ und zweilagigen Schweißplattierens ermittelt. Die erhaltenen Ergebnisse ordnen die Abkühlgeschwindigkeiten als ausscheidungsfrei ein, was durch metallographische Untersuchungen an ein‐ und zweilagigen Duplex‐Schweißplattierungen bestätigt wurde. Faltversuche an ein‐ und zweilagigen Normal‐ und Seitenbiegeproben belegen die sehr gute Haftung zwischen Substrat und Plattierung. In korrosionschemischen Untersuchungen wurde ein nahezu gleiches Lochkorrosionsverhalten der Schweißplattierungen im Vergleich zu den jeweiligen Walzmaterialien ermittelt. Bei Plattierungen aus X2CrNiMoN22‐5‐3 zeigt sich ein starker Einfluß des Oberflächenzustandes. Ein‐ und zweilagige Plattierungen aus X2CrNiMoN25‐7‐4 weisen unabhängig vom Ausgangszustand gleiche Lochkorrosionsbeständigkeit wie das Walzmaterial auf. In Untersuchungen nach SEP 1877 und mit dem EPR‐(elektrochemische potentiodynamische Reaktivierung)‐Verfahren wurde die Beständigkeit der PHA‐Plattierungen gegen interkristalline Korrosion nachgewiesen.
A protective‐decorative Cathodic conversion coating on steel
Authors: Keping Han , Jingli Fang 
Published: May 2005

AbstractA decorative conversion coating was formed on mild steel from a solution of sodium molybdate and phosphate by cathodic treatment. Anodic corrosion curves demonstrated the good anticorrosive ability of the coating formed. The results of XPS analysis showed that iron existed as iron (II) and iron (III) in the film; molybdenum existed as molybdenum (VI) in the surface layer of the film, while as molybdenum (VI) and molybdenum (IV) in the inner layer of the film; phosphorus in the film was present in the pentavalent state. The relative atomic percent content (A.C.%) of the film was obtained by AES profile to be oxygen 58.6, molybdenum 21.3, phosphorus 10.2, iron 6.5 and carbon 3.4.
Examination of methanation vessel after overheating — a case study
Authors: Ocampo R. S. 
Published: May 2005

AbstractMethanation vessels in ammonia production plants are subjected to high temperature and pressure. Process parameters deviations may cause not only operating troubles but damage to vessels and machines. The present paper is a case study in which actual temperature surpassed design values. Inspection carried out is detailed and results obtained in dimensional, hardness and metallographic checks are discussed to reach conclusions about future operating capabilities of the vessel.
Fatigue behaviour of 8090‐Al‐Li alloy in chloride containing environments
Authors: Bertolini L. , Cigada A. , Donzelli G. , Pastore T. , Ranucci T. 
Published: May 2005

AbstractThe effect of an environment containing chloride on the fatigue behaviour of a 8090 AlLiMgCu alloy was studied. Results were compared with those obtained on a traditional 2024 AlCuMg alloy. Fatigue and corrosion‐fatigue tests were carried out both on smooth specimens and riveted samples. In order to assess the corrosion behaviour of the materials and their susceptibility to stress corrosion cracking, potentiodynamic polarization and slow strain rate tests were carried out.Results showed a remarkable effect of the aggressive environment on the fatigue behaviour both of the innovative 8090 alloy (in T8 ageing conditions) and on the traditional clad 2024 alloy (in T3 natural ageing conditions), though the former showed slightly better behaviour. Nevertheless, in the presence of rivets the reduction in fatigue strength in the aggressive environment was negligible. Slow strain rate tests showed premature fractures under anodic polarization above the pitting potential and with a strain rate of 10−6 s−1, only for the 8090 T8 alloy.