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绿色抑制剂对腐蚀链接金属完整性重量指数的浓度依赖性效应

Olowoyo d Niyi, Fadairo Ekaette Akpan*和Aziza Andrew Ejiro

1科学实验室技术部,石油训练研究所,PMB 20,Effulun,尼日利亚。

通讯作者邮箱:fadairo_e@pti.edu.ng


DOI:http://dx.doi.org/10.12944/cwe.16.1.13

植物化学物质作为防腐蚀剂的应用得到了广泛的认可。本研究旨在评价绿色抑制剂狼尾草(Pennisetum purpureum,象草)、芒果叶(Mangifera indica,芒果叶)和橡胶叶(Heveabrasiliensis,橡胶叶)对腐蚀链金属稳定性的一些重量指标的浓度依赖效应。3 d后测定了绿色缓蚀剂的材料强度、失重率、腐蚀速率和缓蚀效率。我们的研究结果显示略有增加(p = 0.05),材料强度(MS)的狼尾草purpureum抑制剂治疗——相对于控制钢铁100%抑制剂(减去狼尾草purpureum铁和钢优惠券),也相对于(+ Mangifera籼稻抑制剂和+ Heveabrasiliensis对待钢铁优惠券为50%浓度。紫铜处理铝的材料强度略有提高(p>0.05)。在15%酸性培养基中,与对照组、50%的紫花金丝桃、50%和100%的巴西金丝桃和籼稻金丝桃相比,100%抑制剂处理下紫花金丝桃的减重率也略有下降(p>0.05)。使用浓度为50和100%的绿色抑制剂联合预处理的试验金属,与各自的无抑制剂对照相比,以及使用单一的绿色抑制剂处理时,三种试验金属的重量损失和材料强度均显著降低(p≤0.05)。与本研究评价的其他绿色缓蚀剂的相同参数相比,在酸性介质中,经50%紫色磷灰石缓蚀剂处理的铁、铝和钢试样的腐蚀速率有轻微的下降,尽管下降不显著(p>0.05)。与单独使用单独的绿色抑制剂相比,在浓度为100%的组合绿色抑制剂(+所有绿色抑制剂(PAGI)为100%)下,钢铁的腐蚀速率进一步降低(p≤0.05)。 The inhibition efficiency of the combined green inhibitors at 50% concentration on aluminium, iron and steel was 86% 57% and 60% respectively. While the treatment of the same coupons with combined inhibitors (+PAGI at100% concentration) increased the inhibition efficiency to 88% 75% and 74% for aluminium, iron and steel respectively. Overall, the study revealed the possible anti-corrosion effects of the extracts of H. brasiliensis, P. purpureum and M. indica on aluminium, iron and steel coupons and the synergism in anti-corrosion characteristics of these green inhibitors when combined. This study establishes the anticorrosion effects of H. brasiliensis, P. purpureum and M. indica extracts.

浓度依赖性的影响;腐蚀;重量指数;绿色的抑制剂

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王志强,王志强,王志强,等。绿色缓蚀剂对金属腐蚀性能的影响。腐蚀与防护学报。当前世界环境2021;16(1)。DOI:http://dx.doi.org/10.12944/cwe.16.1.13

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已收到: 2020-06-24
公认: 2021-04-19
审核: OrcidOrcidSadar Aslam
第二次审查: OrcidOrcidMehdi Shahraki.
最后的批准: m . Rafatullah博士


介绍

Heveabrasiliensis.Pennisetum purpureum.Mangifera indica.是常见的热带植物,分别以生长快、产量高和植物化学物质浓度高而闻名。m .籼以其水果而不是它的叶子,使叶子构成废物,因为它们落下树。p . purpureum它像野草一样生长,很容易从未开垦的土地上冒出来h .取代巴西橡胶树植物生长的乳胶使其叶子也很容易使用。钢铁和管道的腐蚀是油气行业面临的主要问题。这是因为金属具有能够在水溶液中长期溶解的特性。通常用缓蚀剂来减缓金属或钢的这种溶解倾向1在我们目前的研究中使用的钢和金属卷板是用于建造管道和容器的常见材料,这些管道和容器用于原油储存和工业中其他化学品的储存。使用这些材料的常见问题是它们在酸性溶液中的溶解,这是石油和天然气工业过程中常见的解决方案2- 4.使用抑制剂以防止钢和金属在这些过程中的腐蚀和溶解是常见的2- 4.在过去,防腐物质被认为是化学制剂的抗腐蚀能力完全或物质代理通过一种机制涉及建筑材料的变化为特定的应用程序或通过创建一个可以控制腐蚀的物质之间的阻挡层材料和媒体来避免direct contact between the two and finally as substances that act by modification of the corrosion media. Anti-corrosion substances use as corrosion media modifiers are usually phosphates, chromates and silicates. The problem remains with the environmental unfriendly and costly nature of the aforementioned substances. In recent times, there are mounting studies on the use of green inhibitors as anti-corrosion agents5、6.已知植物含有某些称为植物化学物质的生物活性原则,这些原则是自然和非营养物质,可防止对外压力7..由于环保型缓蚀剂具有无毒、环保的作用,而化学型缓蚀剂缺乏环保型缓蚀剂。

因此,本研究旨在分析绿色抑制剂效率对实验室诱导的腐蚀金属优选券的体重减轻和材料强度的浓度依赖性效应,并且在另一方面,组合使用三种不同的绿色抑制剂。

材料和方法

植物材料的收集与鉴定


h .取代巴西橡胶树p . purpureumm .籼树叶是在旱季从尼日利亚三角洲州Effurun的社区收集的新鲜树叶。随后,尼日利亚三角洲州Effurun石油培训学院工业安全与环境技术部生物科学部的一名植物学家鉴定和鉴定了这些叶子。收获的叶子用蒸馏水彻底冲洗,放在室温下沥干,风干,用9245松下粉碎机粉碎并储存,直到可以使用7.

收集和鉴定金属优惠券

收集碳钢,钢铁和铝优惠券,并由石油培训机械工程技术部机械工程技术系的焊接和制造单元鉴定。

用作绿色抑制剂的植物提取物(绿色抑制剂)的强度的测定

的叶子巴西橡胶树,紫红橡胶树m .籼(100g)用于本研究。将粉碎的叶片溶解在去离子水中,使其置于30分钟;然后使用尺寸20滤纸进行过滤。通过在预称量的表玻璃中在200℃下干燥1ml滤液来测定滤液的固体残余物。发现固体含量为0.80mg / ml8.

将50g和100g叶粉分别放入100ml去离子水中,分别配制成50%和100%(v/v)的提取物溶液。然后使用水浴对混合物进行控制加热,直到形成膏状残渣。将形成的残渣以4:1的比例与15%的盐酸混合,然后再插入金属板9.

金属重量损失(kg)的测定(ASTM C694-90a, 2016)10.概述11.

从石油培训学院焊接车间收集的金属板浸入15% HCl介质中2小时。将优惠券用砂纸糊好,用去离子水漂洗,在烘箱中烘干,直到获得恒定的重量。然后让它们在干燥器中冷却,并称重到确定的预处理重量(W1)。然后将金属试样浸泡在15%的盐酸中最长72小时,不含任何抑制剂12..另一套铁、铝、钢叠片也浸在15%的盐酸中巴西橡胶树,紫红橡胶树m .籼分别(以4:1的比例)。72小时结束时,从相应的培养基中取出金属卷,在流水下冲洗,放置在70℃的烤箱中15分钟晾干。然后,在使用Mettle Toledo称重天平(型号ELF11/148)测定最终重量(W2)之前,将优惠券放入干燥器中冷却。这是根据修改后的腐蚀试样准备、清洗和评估标准操作规程(SPPCECTS)完成的。重量损失计算为培养基和抑制剂处理前试样重量与处理后重量之差100,如下图所示:

金属优惠券重量损失=


在哪里:

W2=治疗后体重减轻克

W1=治疗前体重减轻克

材料强度测定

使用压缩载荷确定金属的材料强度作为未变形的应力。因此,压力被表示为:

σ= F / A

其中f =力(n)作用于未变形区域a(m2


金属腐蚀速率的测定

腐蚀速率的计算方法为13.假设在整个金属条表面上均匀腐蚀。通过将相应的金属的重量损失代替如公式中的重量损失来计算米尔(MPY)的腐蚀速率:

在哪里:

W=重量损失克数

K=常数(22,300)

D = G / cm的金属密度3.

A=优惠券面积(cm2

t =时间=(3天)

缓蚀剂缓蚀效率的测定

使用该公式计算抑制剂的抑制效率

IEM(%)=



结果

图1和图2显示了绿色抑制剂的效果h .取代巴西橡胶树p . purpureumm .籼在15%盐酸的腐蚀介质中,对铝、铁、钢的材料强度有50%和100%的抑制作用。

图1:绿色抑制剂对金属材料强度的影响。

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绿色抑制剂对金属试样材料强度的影响的结果表示在图1中。(+)EGI的材料强度显着升高(p≤0.05),与(-)GI金属优惠券相比。三种绿色抑制剂(+)AGI的组合,导致金属板相对于(+)EGI暴露板的材料强度进一步增加。虽然,差异并不显著(p≥0.05)。

图2:绿色抑制剂对金属材料强度的影响。

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铁、铝、钢带在100%绿色抑制剂作用下的材料强度关系如图2.0所示。有轻微的下降p≥在无绿色抑制剂(-)GI的情况下,铁、铝、钢的材料强度为0.05,而在(+)EGI浓度为100%的情况下,金属的材料强度为0.05。也有轻微的上升(p≥0.05)在钢,铝和钢的材料强度中,当所有绿色抑制剂合并时(+)AGI,与单独使用时(+ EGI,+ MLI和+ RLI)相比。

图3和图4显示了来自绿色抑制剂的效果H.brasiliensisp . purpureumm .籼缓蚀剂在浓度为50和100%时,对铝、铁和钢的失重,在15%的盐酸作为腐蚀介质。

图3:绿色抑制剂对金属体重减轻的影响。

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绿色抑制剂在50%浓度下对金属试样的体重减轻浓度的影响的结果在图3.0上表示。与( - )GI处理的金属试样相比,(+)EGI的体重减轻减少。与(+)AGI的优惠券合并治疗导致进一步减少(p≤0.05)相对于对照的体重减轻,( - )Gi。

图4:绿色抑制剂对金属减重100%的影响。

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绿色抑制剂在100%浓度对铝,钢铁杯的重量损失浓度下的影响,如图4.0所示。有一个重要的(p≤与( - )GI处理的试样相比,0.05)减少(+)EGI处理的铝优惠券的减少。用(+)EGI的铁和钢的处理表明,相对于它们的相应对照减轻减少(+)M.indica(WL)和(+)H.brasiliensis(WL)。具有(+)AGI的金属试样的组合处理导致进一步减少(p≤0.05)相对于(+)EGI抑制剂的体重减轻。

图5显示了来自的绿色抑制剂的效果H.brasiliensisp . purpureumm .籼绿色抑制剂(50和100)%浓度为腐蚀抑制剂,铝,钢铁和15%HCl中的铝,钢铁和钢作为腐蚀介质。

图5:绿色抑制剂的影响Heveabrasiliensis Pennisetum purpureum和mangifera indica(50和100)%浓度对腐蚀速率的影响。

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绿色抑制剂的作用brasiliensis, P. purpureum和M. indica在(50和100)%的金属腐蚀速率下,如图5.0.plus p.plup.plum抑制剂(加埃比和pegi-100)所示,铝,钢铁和钢的腐蚀速率下降显着(p <0.05)在其他绿色抑制剂,(+)MLI以100%,(+)PRI为100%,+ RLI)。与Plus相比,组合(+ AGI为100)引起了铁,铝和钢腐蚀速率的腐蚀速度降低p . purpureum绿色抑制剂在100%浓度。

图6和图7显示了缓蚀效果巴西拟南芥、紫拟南芥和籼稻在15% HCl腐蚀介质中,在(50和100)%浓度下,对铝、铁和钢均有缓蚀剂作用。

图6:浓度为50%的绿色抑制剂的抑制效率。

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图7:绿色抑制剂在100%浓度下的缓蚀率。

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绿色缓蚀剂的缓蚀效率结果如图6.0和7.0所示。加抑制剂的抑制效率是86%,57%,60%,50%浓度的铝、钢铁优惠券分别与绿色结合抑制剂治疗相同的介质时在100%浓度的增加抑制引起的效率为88% - 75%和74%铝、铁和钢。

图8显示了缓蚀剂效率和金属板失重之间的关系。

图8:绿色抑制剂在50%浓度下的效率和重量损失。

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The relationship between inhibitor’s efficiency and weight loss of coupons in 15% acid medium is presented in Figure 8. There was a positive correlation between the inhibition efficiency of all green inhibitors (+ AGI) and the low weight losses of iron aluminium and steel treated with (+)AGI. There high inhibition efficiency (P =0.05)p . purpureum经缓蚀剂处理的铁、铝和钢与各自金属板的低重量损失直接相关。

讨论

一种特定金属或材料承受应力或应变的能力通常被用作金属完整性的指标。观察图1和图2显示一般金属材料强度增加优惠券暴露在不同的绿色抑制剂用于这项研究和提高材料强度的大象grass-coupon对待钢铁在50和100年(%)相比,其控制(-抑制剂酸暴露金属)。这可能是由于p . purpureum绿色缓蚀剂,避免金属板生锈,从而保持板的完整性。我们的发现与。的报告一致14.

综述了植物化学物质在各种腐蚀介质中的防腐倾向,发现植物化学物质与金属腐蚀试样之间存在正相关关系15,16.图1-8的观察表明,在本研究中检查的金属试样和绿色抑制剂的材料强度,体重减轻,腐蚀速率和抑制效率显着提高。我们的结果与报告串联17 - 20

研究表明,一些绿色抑制剂对钢腐蚀的趋势20..在我们的研究中,三种金属试样的腐蚀被抑制P.purpureum, h .取代巴西橡胶树m .籼通过增强的优惠券的重量和材料强度显而易见。我们从本研究中的发现与工作一起工作19.

研究还表明,随着抑制剂浓度的增加,缓蚀效率增加18..这一主张在我们目前的研究中得到了证实,在更高的浓度下,100%绿色抑制剂浓度下,相对于50%浓度,所有金属息板的抑制效率都有所提高。

这项研究的主要兴趣是确定是否有任何可能的关系之间的提取物巴西橡胶树,紫红橡胶树m .籼(绿色抑制剂)在一些金属腐蚀的重食指标上。在该研究中检查的绿色抑制剂的可能性建立了抑制腐蚀。

确认

作者希望感谢科学实验室技术系最后一年的学生,感谢他们在研究过程中对实验室的帮助。

参考文献

  1. Hosseini SMA。那Salari, M., Ghasemi, M. 1-methyl-3-pyridine-2-yl-thiourea as inhibitor for acid corrosion of stainless steel.Mater Corros,60:963-968(2009)。
    十字架
  2. 石油行业的腐蚀——斯伦贝谢。石油技术学报,39:756-762(1987)。
    十字架
  3. 木瓜叶提取物作为水解酸介质中铝的防腐蚀剂的评价。尼日利亚科技杂志36(2):496-504(2017)。
    十字架
  4. 周玉玲,陈玉玲,陈宝玲,陈宝玲,陈宝玲,林媛媛,陈玉玲。豆科药用植物植物化学成分、多酚成分及抗氧化和抑菌活性的研究。iscmr.11:12-19 (2011)
    十字架
  5. 水动力条件对1-蛋氨酸绿色缓蚀剂抑制性能的影响。ElectrochimActa 54:162-167。(2008)
    十字架
  6. Oguzie EE。桂花浸膏对低碳钢酸腐蚀的抑制作用研究。板牙ChemPhys 99: 441 - 446。(2008)
    十字架
  7. Astm International,100 Barr Harbor Drive,P.O.Box C700,West Conshohocken,P.A,19428-2959美国
  8. 海碧丝花瓣无花青素水提物对雄性大鼠镉毒性的影响。国家行业集团公司。j .生活。Sc 3(1):78-95(2013)。
  9. Onuegbu,T.U.,Umoh,E.T和Ehiedu,C. U.Memilia Sonchifolia使用减肥方法在酸介质中为温和钢的绿色腐蚀抑制剂。自然科学研究杂志,3(9):52-55(2013)。
  10. Arockiasamy, P。、专家Sheela XQR。那Thenmozhi, G., Franco, M., Sahayaraj, J.W and Santhi, J.R (2014). Evaluation of corrosion inhibition of mild steel in !M hydrochloric acid solution by Mollugocerviana. https://doi.org/10.1155/2014/679192 (2014)
    十字架
  11. 陈志强,陈志强,陈志强,等。番石榴生物碱提取物对C38钢在盐酸介质中的缓蚀作用。Int。j . ElectrochemSci5:1698 - 1712。(2010)。
  12. AFIA L.,Salghi,R.,Bammou,L.,Bazzi,LH。,Hammouti,B.,Bazzi,L。Argan植物提取物作为1摩尔中钢的绿色腐蚀抑制剂-1盐酸。ActaMetall罪(Eng。字母)25:10-18 (2012)
  13. Abiola,O.K.,Oforka,N.C.,Ehenso,E.E和Nwinuka,N.M。Eco友好的腐蚀抑制剂:Detonixragia提取物在酸性介质中铝腐蚀的抑制作用。抗腐蚀方法和材料,54(4):219-224(2007)。
    十字架
  14. Kumar,K和Kailas SV。摩擦Al搅拌焊接工具对材料流动和焊接形成的作用。材料科学与工程,2008 A 485(1-2),367-374(2008)。
    十字架
  15. Phillip,L.L.Buchweishaija,J.Y.N和Mkayula,J.腰果壳液(CNSL)作为碳钢的替代腐蚀抑制剂。坦桑尼亚科学杂志.27,9-19(2001)。
    十字架
  16. 3-苯基-3-甲基吡唑-5-酮在低碳钢上的吸附行为。Int。J. Electrochem。SCI。(3): 191 - 198。(2008)
  17. Popoola,L.T. Grema,A.S.,Latinwo,G.K.,Gatti,B.和Balogun,A.。石油和天然气生产过程中的腐蚀问题及其缓解。国际工业化学杂志.2013;4(35):1-15。(2013)
    十字架
  18. Sangeetha, M, Rajendran, S, Sathiyabama.J。绿色缓蚀剂提取物对铝及其合金腐蚀的抑制作用。Portugalete电化学acta,31(1):41-52(2013)
    十字架
  19. Alaneme,K。,ousegun,S. J.,A和Alo,A。W. W中的大象草(Penniseteum Purpureum)提取物的腐蚀抑制性能和对IM HCl溶液中温和钢腐蚀的影响。亚历山大工程杂志,5(8):224-234。https://dx.doi.org/10.1016/j.aj.2016.03.012(2016)
    十字架
  20. Amarpreet, K. K, Namita, K. j。诺氟沙星和氧氟沙星在低碳钢中缓蚀剂的评价:失重数据。国际创新研究思想杂志;6(1): 2320 - 2882(2018)。
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