Asit çözeltisi içinde 1050 çeliğinin korozyonunun amino asitlerle kontrolü
Control of 1050 steel corrosion with amino acids in acidic solutions
Yazar: EFE ERBİL KIRKOĞLU
Danışman: PROF. DR. MÜBECCEL ERGUN
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2013
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering
Dizin: Amino asitler = Amino acids ; Korozyon = Corrosion ; İnhibitör = Inhibitor

Özet:
Bu çalışmada 1050 çeliğinin kullanıldığı sistemlerde asitlerlerin kullanımı sırasında meydana gelen korozyon olaylarının önlenmesi amaçlanmıştır. 1050 çeliğinin korozyonunu önlemek için, kütlece %0,5 HCl çözeltisi içinde L-Cysteine Hydrochloride Monohydrat, L-Cystine (L-Cys2), N-Acetyl - L-Cysteine, L-Arginine, D-Alanine, L-Methionine, L-Aspargine Monohydrate, Glycolic Acid, D-Valine, D-Phenylalanine, L-Aspartic Acid, DL-Aspartic Acid, D(-)-Mandelic Acid, L-Leucine, Oxalic Acid Dihydrate inhibitörleri ile çalışılmıştır. Tafel ekstrapolasyonu ve Lineer polarizasyon direnci yöntemiyle korozyon hızı belirlenmiş ve inhibitör verimleri hesaplanmıştır.Kütlece %0,5 HCl çözeltisi içerisinde 25C sıcaklık ve 1000 ppm'de çeşitli inhibitör ile çalışılmış, bunlar arasında L-Cysteine Hydrochloride Monohydrat, N-Acetyl-L-Cysteine, L-Cystine (L-Cys2), L-Methionine inhibitörlerinden yüksek verim elde edilmiştir. Bu inhibitörlerin etkinlikleri ise sırasıyla %91, %90,3, %88,4 ve %86,1 olarak bulunmuştur. 25C sıcaklıkta yüksek verime sahip bu inhibitörlerin daha yüksek sıcaklıklarda da etkili olup olmadıklarının incelenmesi amacıyla 30C, 40C ve 50C sıcaklıklarda çalışılmış ve yüksek sıcaklarda da diğer inhibitörlere göre daha etkili oldukları belirlenmiştir. Verimi belli bir değerin üstünde olan bazı inhibitörlerin farklı konsantrasyonlardaki etkinliklerini de incelemek amacıyla 25C sıcaklık ve 500 - 3000 ppm aralığındaki farklı konsantrasyonlarda deneyler yapılmıştır. Yüksek verime sahip olan L-Cysteine Hydrochloride Monohydrat, L-Cystine (L-Cys2) için en yüksek verimler 25C'de 3000 ppm'de sırasıyla %94 ve %91,7 olarak elde edilmiştir. N-Acetyl-L-Cysteine ve L-Methionine için en yüksek verimler ise % 91,6 (30C, 2000 ppm) ve % 86,1 (25C, 1000 ppm) olarak elde edilmiştir.%0,5 H2SO4 çözeltisi içerisinde yüksek verime sahip olan L-Cystine(L-Cys2), L-Cysteine Hydrochloride Monohydrat, N-Acetyl-L-Cysteine için 25°C, 30°C, 40°C ve 50°C sıcaklıklarda ve 1000 ppm'de ve 25°C'de, 2000 ppm ve 3000 ppm'de sabit inhibitör konsantrasyonlarında deneyler yapılmıştır. En yüksek verimler L-Cystine, L-Cysteine Hydrochloride Monohydrat ve N-Acetyl-L-Cysteine için 25°C sıcaklıkta 3000 ppm`de sırasıyla % 88,6, %83, %82,7 olarak elde edilmiştir.Aminoasitlerin adsorpsiyon yoluyla metal yüzeyi ile etkileşime geçtiği düşünülerek, adsorpsiyon izotermleri çizilmiş ve genel olarak adsorpsiyon izotermlerinin Langmuir ve Freundlich adsorpsiyon izotermlerine uyduğu tespit edilmiştir.İnhibitörlerin Aktivasyon enerjilerini (Ea) hesaplamak amacıyla sabit inhibitör derişiminde inhibitörlü ve inhibitörsüz ortamlar için Lni - 1/T grafikleri çizilmiştir. İnhibitör içermeyen ortama ait aktivasyon enerjisi, inhibitör içeren ortamdaki aktivasyon enerjisinden düşük çıkmıştır. Bu sonuç, inhibitörlü ortamda metalin çözünmesinin zorlaştığını, korozyon reaksiyonunun daha zor gerçekleşeceğini ve sonuç olarak korozyon hızını azaltacağınıgöstermektedir. Sonuç olarak, inhibitörün koruyuculuğu aktivasyon enerjisi ile de desteklenmiştir.Anahtar Kelimeler : ?nhibitör, amino asitler, korozyon, 1050 çeliği

Abstract:
In this study, the aim was the prevention of corrosion of systems working with acids which was made 1050 steel. For prevention of 1050 steel corrosion in wt %0.5 of HCl solution used aminoacids. Some which were L-Cysteine Hydrochloride Monohydrat, N-Acetyl-L-Cysteine,L-Cystine(L-Cys2), L-Arginine, D-Alanine, L-Methionine, L-Aspargine Monohydrate, Glycolic Acid, D-Valine, D-Phenylalanine, L-Aspartic Acid, DL-Aspartic Acid, D(-)-Mandelic Acid, L-Leucine (L-Lue), Oxalic Acid Dihydrate . The inhibition efficiencies and corrosion rate were calculated with the use of Tafel extrapolation method and Linear polarization method.Various inhibitors were used in wt %0.5 of HCl solution at 25ºC and 1000 ppm. Among them L-Cysteine Hydrochloride Monohydrat, N-Acetyl-L-Cysteine, L-Cystine (L-Cys2), L-Methionine were provided high inhibitor efficiency. Inhibitor efficiency was found %91, %90.3, %88.4 and %86.1 respectively. The experiments were made which was high inhibitor efficiency at 25C, on the purpose of how effective these inhibitors at high temperatures, there were an some other experiments at 30C, 40C and 50C, it was found that these inhibitors which were again most effective at high temperatures according to other inhibitors. After that, the experiments were made with inhibitors which have a point of above some efficiency at concentrations between 500 ? 3000 ppm at 25C. High inhibitor efficiency was obtained for L-Cysteine Hydrochloride Monohydrat and L-Cystine (L-Cys2) at 3000ppm at 25C which were %94 ve %91.7, respectively; for N-Acetyl-L-Cysteine and L-Methionine which were % 90.3 (30C at 2000 ppm ) and % 86.1 (25C at 1000 ppm).In wt %0,5 of H2SO4 solution, the experiments were made with inhibitors which have high efficiency which were L-Cystine (L-Cys2), L-Cysteine Hydrochloride Monohydrat and N-Acetyl-L-Cysteine at 1000 ppm at 25°C, 30°C, 40°C and 50°C and 25°C at 2000 ppm and 3000 ppm. For L-Cystine, L-Cysteine Hydrochloride Monohydrat and N-Acetyl-L-Cysteine, the maximum inhibitor efficiency was found % 88.6, %83.0, %82.7 at 3000 ppm at 25C.To be thougt of the aminoacids affect with adsorption at the metal surface. So, adsorption isoterms plotted. Generally Adsorption izoterms obeys Langmuir and Freundlich isotherms.With the intention of calculating Activation Energy (Ea), there were plotted Lni - 1/T graphs for absence or presence of inhibitor at constant inhibitor consantration. The activation energy of the solution without inhibitor were lower than the activation energies of solutions with inhibitor. This result indicates that dissolution of metal becomes harder at the presence of inhibitor, corrosion reaction becomes harder and consequently corrosion rate decrease. Thus, protection effect was supported with activation energy, too.Keywords : Inhibitors, amino acids, corrosion, 1050 steel