بررسي رفتار بازدارندگي خوردگي ترپليمر اكريليكي پايه آبي و سازگار با محيط زيست بر روي فولاد SAE1018 در محيط نفتي در شرايط استاتيكي و ديناميكي

Investigation of Corrosion Inhibition Behavior of Acrylic Terpolymers on SAE1018 Steel in Petroleum Solutions

 در این مقاله رفتار بازدارندگی خوردگی ترپلیمر متیل متاكریلات، بوتیل اكریلات، اكریلیك اسید بر روی فولاد SAE1018 در محیط نفتی (مطابق با استاندارد NACE) دارای تركیبی از،H2S ،CO2 و اCH3COOH در محلول 5/3% وزنی كلرید سدیم بررسی شده است. تكنیك‌های الكتروشیمیایی پلاریزاسیون، طیف نگاری امپدانس و میكروسكوپ نوری جهت بررسی رفتار خوردگی و مكانیزم بازدارندگی در غلظت‌های گوناگون بازدارنده در شرایط استاتیكی و دینامیكی به‌كار گرفته شد. نتایج نشان می‌دهند كه جذب بازدارنده روی سطح و در نتیجه مسدود كردن نقاط آندی و تقویت لایه‌های الكتریكی سطح عامل‌های كاهش‌دهنده سرعت خوردگی در شرایط استاتیكی و دینامیكی در حضور بازدارنده هستند. اعمال چرخش الكترود كاری باعث افزایش بازده بازدارندگی در غلظت بهینه در مقایسه با حالت استاتیكی شده است، به‌طوری‌كه بازده در تمامی سرعت‌های چرخش از حالت استاتیكی بالاتر است. علت این افزایش بازدارندگی، تسهیل در رسیدن بازدارنده به سطح می‌باشد. لازم به ذكر است كه مطالعات متالوگرافی در شرایط مختلف خوردگی نتایج مربوط به آزمون‌های الكتروشیمیایی مبنی بر كاهش نرخ خوردگی در حضور بازدارنده را تایید می‌كند. بررسی ساختار مولكولی توسط روش تئوری اساسی چگالی، نشان داد كه اتم‌های اكسیژن موجود در ساختار مونومرهای این بازدارنده نقاط فعال و مناسب جهت جذب روی سطح هستند. در نهایت محاسبات ترمودینامیكی نیز نشان دادند كه بازدارنده حاضر از ایزوترم جذب لانگمایر پیروی كرده و جذب بازدارنده روی سطح مخلوطی از شیمیایی و فیزیكی می‌باشد.  

In this work, the corrosion inhibition performance of an environment friendly water-base acrylic terpolymer (methyl methacrylate/butyl acrylate/acrylic acid) on SAE 1018 steel in NACE standard solution containing CO2, H2S, CH3COOH, and 3.5 wt.% NaCl was investigated. Potentiodynamic polarization, electrochemical impedance spectroscopy, and optical microscopy were employed to investigate the corrosion behavior in the absence and the presence of various inhibitor concentrations in static and dynamic conditions using rotating disk electrode (RDE). The results show that blocking available anodic sites and reinforcing of the surface dielectric layers were the reasons for decreasing corrosion rate in static and dynamic conditions. The hydrodynamic condition has a positive effect on inhibitor efficiency in a way that whole efficiency values in hydrodynamic conditions are higher in comparison with the stagnant condition at an optimum concentration (0.8 mmol/l). The reason is attributed to the fact that by increasing the rotation speed, the inhibitor transfer from bulk solution to surface is enhanced. Also, it should be noted that optical microscopy examinations confirm all the results obtained by electrochemical methods. In addition, density functional theory (DFT) study shows that the oxygen atoms in monomers of the present terpolymer are suitable active sites for the adsorption of this inhibitor onto the surface. Finally, thermodynamic calculations also showed that the present inhibitor obeyed Langmuir adsorption isotherm and the absorbance on the surface is both physically and chemically.