1010 çeliğinin korozyonunun önlenmesinde inhibitör etkinliğinin ortam parametrelerine bağlı olarak incelenmesi
Investigation of inhibitor effectiveness depending on environment parameters at the inhibition of 1010 steel
Yazar: NURGÜL BADİOĞLU
Danışman: PROF. DR. MÜBECCEL ERGUN
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2008
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
Asitle yıkama yapılan sistemlerde inhibitör kullanılarak kazan ve borulardaki korozyon önlenebilir. Bu çalışmada 1010 çeliğinin asitle yıkanması sırasında korozyonunun önlenmesi amaçlanmıştır. Kütlece %0,5 HCl çözeltisi içinde 1010 çeliğinin korozyonunu önlemek için çeşitli aminoasitler kullanılmış ve bunların inhibitör verimleri, 20oC-60oC sıcaklık aralığında derişime bağlı olarak belirlenmiştir. L-arjinin, L-metionin, L-asparjin monohidrat, L-histidin, L-leucine, D-valin, D-alanin, D-fenilalanin, glisin, D-L-aspartik asit, L-sistin, L-sistein hidroklorür monohidrat, N-asetil-L-sistein'in etkisi incelenmiştir. Tafel ekstrapolasyonu ve lineer polarizasyon direnci yöntemiyle belirlenen korozyon hızı değerlerinden inhibitör verimleri bulunmuştur.20oC sıcaklıkta 1000 ppm N-asetil-L-sisteinin verimi %82,5, 1000 ppm L-metioninin verimi %78, 5000 ppm D-L-aspartik asitin verimi %72, 5000 ppm L-asparjin monohidratın verimi %72, 5000 ppm L-sistinin verimi %55,5 olarak bulunmuştur. 20oC sıcaklıkta etkili oldukları belirlenen bu inhibitörlerle yüksek sıcaklıklarda çalışılmış ve sıcaklık arttıkça inhibitör verimlerinin azaldığı gözlenmiştir. Kükürt ve azot içeren bu inhibitörlerin diğerlerine göre daha etkili olduğu belirlenmiştir. En iyi korumayı kükürt içeren amino asitlerin sağladığının belirlenmiş olması, bu araştırmanın sonuçlarının daha önce yapılan çalışmalarla uygunlukta olduğunu göstermektedir.Aminoasitlerin metal yüzeyinde adsorplanarak etkili olduğu düşünülerek, adsorpsiyon izotermleri çizilmiş ve genel olarak adsorpsiyon izotermlerinin Langmuir ve Freundlich adsorpsiyon izotermlerine uyduğu tesbit edilmiştir. Sabit inhibitör derişiminde çizilen Ln I-1/T grafiklerinden aktivasyon enerjileri (Ea) hesaplanmıştır. 1000ppm N-asetil-L-sistein için Ea = 25733 J/mol, 1000 ppm L-metionin için Ea =28400 J/mol, 5000ppm D-L-aspartik asit için Ea=23847 J/mol, 5000ppm L-asparjin monohidrat için Ea=29782 J/mol, 5000 ppm L-sistin için Ea = 15875 J/mol olarak bulunmuştur. İnhibitörsüz ortam için hesaplanan Ea = 7770 J/mol'dür. İnhibitörsüz ortam için elde edilen aktivasyon enerjisi inhibitörlü ortamlar için elde edilen değerden daha düşüktür. Bu durum metalin çözünmesinin zorlaştığını yani korozyonun yavaşladığını göstermektedir.HCl çözeltisinde yüksek verim elde edilen N-asetil-L-sistein ve L-metionin ile H2SO4 çözeltisinde de inhibisyon çalışmaları yapılmış ve sırasıyla %65 ve %71 verim elde edilmiştir.

Abstract:
The corrosion of boilers and pipelines can be prevented with using inhibitors. In this study, the aim was the prevention of corrosion of 1010 steel. Some aminoacids were used for corrosion inhibition of 1010 steel in wt %0,5 HCl solution and efficiencies were determined between 20ºC-60ºC. The effect of L-arginyn, L-methyonine, L-aspargine monohydrate, L-histidyne, L-leucine, D-valine, D-alanine, D-phenyl alanine, glycine, D-L-aspartic acid, L-cystine, L-cysteine hydrochloride monohydrate, N-acetyle-L-cysteine were investigated. The inhibition efficiencies were calculated with the use of Tafel extrapolation method and Linear polarization method.Inhibitor efficiency at 20ºC was found to be 82,5% for 1000 ppm N-acetyle-L-cysteine, 78% for 1000 ppm L-methyonine, 72% for 5000 ppm D-L-aspartic acid, 72% for 5000 ppm L-aspargine monohiyrate and 55,5% for L-cystine. When the experiments were made at higher temperatures, it seemed that inhibitor efficiency decreased with increasing temperature. Inhibitors which include sulphur and nitrogen atoms were most effective.The aminoacids affect with adsorption at the metal surface. Adsorption were in accordance with the Langmuir and Freundlich isoterms. Activation energies were calculated from Ln I-1/T graph at constant inhibitor consantration. The results were as follows; Ea = 25733 j/mol for 1000 ppm N-acetyle-L-cysteine, Ea = 28400 j/mol for 1000 ppm L-methyonine, Ea = 23847 j/mol for 5000 ppm D-L-aspartic acid, Ea = 29782 j/mol for 5000 ppm L-aspargine monohiydrate, Ea = 15875 j/mol for 5000 ppm L-cystine, Ea = 7770 j/mol fort he corrosion without inhibitor. The activation energy of the solution without inhibitor were lower than the activation energies of solutions with inhibitor. This result indicates that inhibitor enables protection against corrosion of 1010 steel.N-acetyle-L-cysteine and L-methyonine were studied in H2SO4 solution. The efficiency of N-acetyle-L-cysteine was 65% and the efficiency of L-methyonine was 71%.