بررسی رفتار خوردگی صفحات غلتکی در دو محیط آب C60 و آب فرِش در یک واحد گندله‌سازی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

دانشکده مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی اصفهان

چکیده

امروزه در صنعت فولاد و در واحد گندله‌سازی در راستای طبقه‌بندی گندله‌های سنگ آهن از صفحات غلتکی استفاده می‌شود. صفحات غلتکی یا رول‌های اسکرین نوعی دستگاه غربالگری است که کاربرد آن‌ها تعیین اندازه، دانه‌بندی و همچنین جابجایی مواد می‌باشد. در این پژوهش رفتار خوردگی این رول‌ها در دو محیط آبی مختلف شامل آب فرِش (آشامیدنی) و آب برگشتی (C60) مورد ارزیابی قرار گرفت. ابتدا آزمون طیف‌سنجی جرقه‌ای جهت اندازه‌گیری ترکیب شیمیایی و در ادامه آزمون‌های خوردگی الکتروشیمیایی بر روی قطعات فولادی +A ،A و B در دمای 25 درجه سانتی‌گراد انجام گردید. آزمون مدار باز به‌منظور اندازه‌گیری پتانسیل مدار باز و بررسی رفتار کلی قطعات انجام شد. سپس آزمون امپدانس الکتروشیمیایی به جهت ارزیابی مقاومت به خوردگی و شرایط سطحی، آزمون پلاریزاسیون پتانسیودینامیک برای تعیین سرعت خوردگی و آزمون حفره‌دار شدن برای ارزیابی شرایط خوردگی حفره‌ای انجام شد. نتایج این آزمون‌ها نشان داد که قطعه +A به دلیل وجود مقدار بیشتری از عنصر مولیبدن در ساختار، در هر دو محیط بیشترین مقاومت به خوردگی و قطعه A بیشترین سرعت خوردگی را داشته‌اند. همچنین نتایج نشان داد خوردگی تمام قطعات در آب فرِش کمتر از خوردگی در آب C60 است که عامل اصلی این تفاوت به کمتر بودن یون‌های مهاجمی همچون کلر در آب فرش نسبت به آب C60 مربوط می‌شود. علاوه بر خوردگی یکنواخت و خوردگی حفره‌ای، خوردگی گالوانیک بین فازهای موجود در ریزساختار نیز از علت‌های اصلی خوردگی آلیاژ ارزیابی شد. طبق تصاویر متالوگرافی قطعات و نتایج سختی‌سنجی ریز ساختار هر سه قطعه مارتنزیتی بود که در قطعات A و B فاز فریت دلتا در زمینه مارتنزیت مشاهده شد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Investigating the Corrosion Behavior of Roller Plates in Two Environments of C60 Water and Fresh Water in a Pelletizing Unit

نویسندگان [English]

  • M. Rafiee
  • A. Shafyei
Department of Materials Engineering, Isfahan University of Technology, Isfahan, Iran
چکیده [English]

Nowadays, roller plates are used in the steel industry and pellet making unit in order to classify iron ore pellets. Roller plates or screen rolls are a type of screening device, which are used to determine size, granulation, and transfer of materials. In this research, the corrosion behavior of these rolls was evaluated in two different water environments including fresh water (drinking) and return water (C60). First, the spark spectrometry test was performed to measure the chemical composition, and then the electrochemical corrosion tests were performed on steel parts A+, A, B at a temperature of 25 °C. The open circuit potential test was performed to measure the open circuit potential and study the general behavior of the components. Then electrochemical impedance spectroscopy test was performed to evaluate corrosion resistance and surface conditions, potential dynamic polarization test to determine corrosion rate and, pitting test to evaluate pitting corrosion conditions. The results of these tests showed that the A+ part had the highest corrosion resistance and the A part had the highest corrosion rate in both environments due to the presence of a larger amount of molybdenum element in the structure of A+ part compared to A. Also, the results showed that the corrosion of all parts in fresh water was less than the corrosion in C60 water. The main reason for this difference was related to less aggressive ions such as chlorine in fresh water compared to C60 water. In addition to uniform corrosion and pitting corrosion, galvanic corrosion between phases in the microstructure was also determined as one of the main causes of alloy corrosion. According to the metallographic images of the parts and the hardness measurement results, the microstructure of all three parts was martensitic, which was observed in parts A, B, and delta ferrite phase in the martensitic field.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Roller plates
  • Corrosion properties
  • Pelletizing
  • morphology

مراجع

  1. Elskamp F, Kruggel-Emden H. Review and benchmarking of process models for batch screening based on discrete element simulations. Advanced Powder Technology. 2015 May 1;26(3):679-97. doi.org/10.1016/j.apt.2014.11.001
  2. Jafari A, Nezhad VS. Employing DEM to study the impact of different parameters on the screening efficiency and mesh wear. Powder Technology. 2016 Sep 1;297:126-43. doi:10.1016/j.powtec.2016.04.008
  3. Lavoie JG, inventor; Met Chem Canada Inc, assignee. Adjustable roller screen. United States patent US 6,053,330. 2000 Apr 25.
  4. Abd Rashid RZ, Salleh HM, Ani MH, Yunus NA, Akiyama T, Purwanto H. Reduction of low grade iron ore pellet using palm kernel shell. Renewable energy. 2014 Mar 1;63:617-23. doi:10.1016/j.renene.2013.09.046
  5. Horabik J, Molenda M. Parameters and contact models for DEM simulations of agricultural granular materials: A review. Biosystems engineering. 2016 Jul 1;147:
    206-25.doi:10.1016/j.biosystemseng.2016.02.017
  6. Yang XD, Zhao LL, Li HX, Liu CS, Hu EY, Li YW, Hou QF. DEM study of particles flow on an industrial-scale roller screen. Advanced Powder Technology. 2020 Nov 1;31(11):4445-56. doi: 10.1016/j.apt.2020.09.020
  7. Bringas JE. Hand Book of Comparative World Steel Standards. 5th ed. West Conshohocken; 2004.
  8. Rajasekhar A, Reddy GM, Mohandas T, Murti VS. Influence of austenitizing temperature on microstructure and mechanical properties of AISI 431 martensitic stainless steel electron beam welds. Materials & Design. 2009 May 1;30(5):1612-24.
  9. Moayed MH, Newman RC. Evolution of current transients and morphology of metastable and stable pitting on stainless steel near the critical pitting temperature. Corrosion science. 2006 Apr 1;48(4):1004-18. doi:10.1016/j.corsci.2005.03.002
  10. Childress J, Liou SH, Chien CL. Magnetic properties of metastable 304 stainless steel with BCC structure. Le Journal de Physique Colloques. 1988 Dec 1;49(C8):C8-113.
  11. Padurean I, Trusculescu M, Demian IG. Influence of structural state on cavitational erosion of martensitic stainless steel quenching and laser hardened. The Romanian Journal of Technical Sciences. Applied Mechanics. 2007 Jun 1;52(2):125-32.
  12. Tedmon CS, Vermilyea DA, Rosolowski JH. Intergranular corrosion of austenitic stainless steel. Journal of the Electrochemical Society. 1971 Feb 1;118(2):192. doi:10.1149/1.2407966
  13. Burstein GT, Vines SP. Repetitive nucleation of corrosion pits on stainless steel and the effects of surface roughness. Journal of The Electrochemical Society. 2001 Nov 6;148(12):B504. doi:10.1149/1.1416503
  14. Alvarez MG, Galvele JR. Pitting corrosion – Shreir's Corrosion", Elsevier, (2010).
  15. Galvele JR. Transport processes and the mechanism of pitting of metals. Journal of the Electrochemical Society. 1976 Apr 1;123(4):464. doi:10.1149/1.2132857
  16. Kaneko M, Isaacs HS. Effects of molybdenum on the pitting of ferritic-and austenitic-stainless steels in bromide and chloride solutions. Corrosion Science. 2002 Aug 1;44(8):1825-34. doi:10.1016/S0010-938X(02)00003-3
  17. Lima DD. Study of corrosion resistance of martensitic stainless steels used in continuous casting rolls. Fortaleza; 2020.
  18. Mouanga M, Puiggali M, Tribollet B, Vivier V, Pébère N, Devos O. Galvanic corrosion between zinc and carbon steel investigated by local electrochemical impedance spectroscopy. Electrochimica acta. 2013 Jan 15;88:6-14. doi.org/10.1016/j.electacta.2012.10.002
  19. Zhang S, Li H, Jiang Z, Zhang B, Li Z, Wu J, Fan S, Feng H, Zhu H. Effects of Cr and Mo on precipitation behavior and associated intergranular corrosion susceptibility of superaustenitic stainless steel S32654. Materials Characterization. 2019 1;152:141-50. doi:10.1016/j.matchar.2019.04.010
  20. McCafferty E. Introduction to corrosion science. 3rd ed. New York; 2010 [chapter 10].
مواد پیشرفته در مهندسی
دوره 42، شماره 1
خرداد 1402
صفحه 73-83

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار

ارتقاء امنیت وب با وف ایرانی