اثر هم‌افزايي تيونين و يون‌هاي Zn2+ بر روي خوردگي فولاد كربني در محيط اسيدي

Synergistic inhibition effect of thionine and zinc ions on carbon steel corrosion in acidic media

در اين پژوهش اثر بازدارندگي تيونين (Thn) و هم‌افزايي آن با يون Zn2+ بر روي خوردگي يك نمونه فولاد كربني بنام A106 در محيط سولفوريك اسيد M 0/5 بوسيله آزمون‌‌هاي الكتروشيميايي پلاريزاسيون پتانسيوديناميك و اندازه‌گيري‌هاي كاهش وزن بررسي شده است. با استفاده از نمودار‌هاي پلاريزاسيون تافل و محاسبات سرعت خوردگي معلوم گرديد كه Thn همانند يك بازدارنده مؤثر عمل مي‌كند. مشخص شد كه نتايج آزمايش‌ كاهش وزن با روش پلاريزاسيون در توافق خوبي هستند. اثر هم افزايي يون‌هاي روي بر روي بازدارندگي خوردگي فولاد در حضور غلظت‌هاي مختلف Thn نيز برررسي شد. افزايش يون‌هاي روي بازده بازدارندگي را بطور قابل ملاحظه‌اي افزايش مي‌دهد. بيشترين بازده بازدارندگي در حدود 97% براي سيستم شامل ppm 20 Thn و mM 16/7 Zn2+ بدست آمد. حضور يون‌هاي روي درجه پوشش سطحي را افزايش مي‌دهد. پارامتر هم‌افزايي ""S، كه از پوشش سطحي محاسبه شد، براي برخي از غلظت‌هاي Thn بزرگتر از واحد بدست آمد. Thn به عنوان يك بازدارنده مختلط در محلول H2SO4 رفتار مي‌كند. بررسي ايزوترم‌هاي جذب نشان داد كه جذب سطحي Thn بر روي فولاد از ايزوترم لانگموير پيروي مي‌كند و جذب سطحي بصورت خودبخودي انجام مي‌شود. بررسي مكانيسم جذب سطحي ثابت كرد كه امكان تشكيل كمپلكس بين لايه اوليه Zn2+ موجود بر سطح فولاد با فرم پروتونه شده تيونين وجود دارد.

In this research, the inhibition effect of thionine (Thn) and its synergistic effect with Zn2+ on the corrosion of a carbon steel A106 sample in 0.5 M sulfuric acid has been investigated using electrochemical potentiodynamic polarization technique and weight loss tests. Using Tafel polarization plots and corrosion rate calculations, it was revealed that Thn act as an effective inhibitor. It was found that the results of weight loss test and polarization method are in good agreement. The synergistic effect of zinc ions on the corrosion inhibition of steel in the presence of various concentrations of Thn was investigated, too. The addition of zinc ions enhances the inhibition efficiency considerably. Maximum inhibition efficiency was achieved about 97% for a system containing 20 ppm Thn and 16.7 mM Zn2+. The presence of zinc ions increases the degree of surface coverage. The synergism parameters "S", calculated from surface coverage, are found to be larger than unity for some of Thn concentrations. Thn behaved as a mixed type inhibitor in H2SO4 solution. It was investigated too, that the adsorption of Thn on the metal surface was obeyed Langmuir adsorption isotherm and adsorption was performed spontaneously. Investigating the adsorption mechanism proved that it is possible to form a complex between the initial Zn2+ layer on the steel surface with the protonated form of thionine.