ISSN:
0947-5117
Keywords:
Chemistry
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Polymer and Materials Science
Source:
Wiley InterScience Backfile Collection 1832-2000
Topics:
Mechanical Engineering, Materials Science, Production Engineering, Mining and Metallurgy, Traffic Engineering, Precision Mechanics
Description / Table of Contents:
Peculiarities in the corrosion behaviour of high chromium and molybdenum containing alloys in hot 92.5% sulfuric acidIn laboratory tests at temperatures above 50°C unusual high corrosion rates of passivating stainless steels and nickel alloys containing more than 26% Cr were observed in 92.5% sulphuric acid.In order to investigate the cause of this phenomenon further corrosion tests and additional chemical analyses were performed.The H2SO4 concentration tested displays a relative maximum of the electrical conductivity, the reason being a stronger dissociation of the sulfuric acid. Electrochemical investigations revealed an enhanced activity of the cathodic reactions which lead to higher corrosion rates.The cathodic reactions are strongly dependend on alloy constitution with special emphasis on the contents of Cr, Ni and Mo.Mo containing stainless steel show potential oscillations (of the open circuit potential) between -50 and +550 mVH. These alloys corrode under development of SO2 (reduction of H2SO4 molecules) and formation of several sulfur compounds with different oxidation numbers (6+ and 2-).Alloys with chromium contents above 26% develop additionally hydrogen gas due to a lower hydrogen overvoltage of these alloys.With increasing nickel content the overvoltage for the reduction reaction of H2SO4 molecules will be lowered. This fact results in an elevation of the exchange current density for the Alloy NiCr45 and therefore to the highest corrosion rate observed.Alloy B-2 shows the best resistance, i.e. very low corrosion rates. Obviously high levels of molybdenum can compensate the influence of nickel on the overvoltage of the reduction reaction or even hinder the cathodic reaction.
Notes:
Laborkorrosionsversuche in ruhenden Schwefelsäuren bei Temperaturen oberhalb von 50°C ergaben, daß passivierbare Eisen bzw. Nickelbasislegierungen mit Cr-Gehalten 〉 26% (Gehalts-An-gaben in % bedeuten Massen-%) und mittleren Mo-Gehalten ein Maximum der Säure mit 92,5% aufweisen.Zur Ermittlung der Ursachen dieser Anomalie wurden Korrosionsprüfungen und chemisch analytische Untersuchungen durchgeführt und, basierend auf dem Stand des Wissens, ausgewertet.Im fraglichen H2SO4-Bereich liegt ein relatives Maximum der Leitfähigkeit vor, was auf eine verstärkte Dissoziation der Schwefelsäure zurückgeführt wird. Aus elektrochemischen Untersuchungsergebnissen geht hervor, daß dies zu einer verstärkten kathodischen Aktivität und somit zu erhöhten Korrosionsgeschwindigkeiten bestimmter Legierungen führt.Je nach Legierungstitution werden die ablaufenden kathodischen Teilreaktionen stark beeinflußt. Maßgeblichen Einfluß haben die Legierungselemente Cr, Ni und Mo.Mo-haltige CrNi-Stähle und Nickellegierungen weisen Potentialoszillationen zwischen -50 und + 550 mVH auf. Durch Reduktion des H2SO4-Moleküls werden SO2 sowie Schwefelverbindungen mit Oxidationsstufen zwischen 6+ und 2- gebildet.Legierungen mit Cr-Gehalten oberhalb 26% entwickeln zusätzlich Wasserstoff, weil die Wasserstoffüberspannung durch hohe Cr-Gehalte markant erniedrigt wird. Da zudem der Ni-Gehalt zu einer Erniedrigung der Überspannung der Reduktionsreaktion für das H2SO4-Molekül führt, zeigt die NiCr45-Legierung durch Erhöhung der Austauschstromdichte die höchsten Korrosionsgeschwindigkeiten in der 92,5%igen H2SO4 mit dem höchsten Dissoziationsgrad. Die NiMo28-Legierung Alloy B-2 zeigt dagegen überraschenderweise mit Abstand die geringste Korrosionsgeschwindigkeit. Es hat den Anschein, daß sehr hohe Mo-Gehalte die Auswirkungen des Legierungselementes Ni auf die maßgebliche Kathodenreaktion nicht nur kompensieren, sondern sie sogar hemmen.
Additional Material:
13 Ill.
Type of Medium:
Electronic Resource
URL:
http://dx.doi.org/10.1002/maco.19960470503
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