Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

ผลกระทบของการสร้างฟิล์มโมลิบเดท/ฟอสเฟตสำหรับการป้องกันการกัดกร่อนของผิวเหล็กกล้าคาร์บอน

Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)

Effect of molybdate/phosphate passivation treatment for corrosion prevention of carbon steel surface

Year (A.D.)

2015

Document Type

Thesis

First Advisor

เหมือนเดือน พิศาลพงศ์

Second Advisor

วีระยุทธ ศรีธุระวานิช

Faculty/College

Faculty of Engineering (คณะวิศวกรรมศาสตร์)

Degree Name

วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต

Degree Level

ปริญญาโท

Degree Discipline

วิศวกรรมเคมี

DOI

10.58837/CHULA.THE.2015.1187

Abstract

โดยทั่วไประบบท่อและอุปกรณ์ต่างๆในโรงงานอุตสาหกรรมส่วนมากผลิตจากเหล็กกล้าคาร์บอนต่ำ ด้วยความที่เป็นวัสดุราคาถูกและสามารถใช้งานได้อย่างกว้างขวาง แต่วัสดุชนิดนี้ก็มักจะมีปัญหาการผุกร่อนตามมาเสมอ การศึกษาวิธีการป้องกันการผุกร่อนด้วยการใช้เคมีสร้างฟิล์มป้องกันสนิมหรือการพาสสิเวชั่นบนผิวเหล็กกล้าคาร์บอนต่ำจึงถูกจัดทำขึ้นเพื่อศึกษาเปรียบเทียบประสิทธิภาพในการสร้างฟิล์มป้องกันสนิมของสารประกอบโมลิบเดทและสารประกอบฟอสเฟต โดยใช้คู่มือการใช้งานสารเคมีเป็นแนวทางในการปรับเปลี่ยนปัจจัยควบคุมต่างๆในการสร้างสร้างฟิล์มบนแผ่นชิ้นงานที่เรียกว่า “แผ่นคูปอง" แผ่นคูปองจะถูกนำมาไหลผ่านด้วยสารละลายของสารประกอบโมลิบเดทที่ความเข้มข้น 50 100 และ 200 มิลลิกรัมต่อลิตร และสารละลายของสารประกอบฟอสเฟต ที่ความเข้มข้น 235 470 และ 940 มิลลิกรัมต่อลิตร เป็นเวลา 0.5 1 2 และ 4 วันตามลำดับ โดยแต่ละการทดลองจะควบคุมความเร็วของสารละลายที่ไหลผ่านแผ่นคูปองเท่ากับ 1 เมตรต่อวินาที ซึ่งทำให้ได้ผลการทดลองที่แตกต่างกัน 24 สภาวะ ซึ่งแผ่นคูปองที่ผ่านการพาสสิเวชั่นจะนำไปทดสอบความต้านทานการกัดกร่อนและวิเคราะห์การกระจายตัวรวมไปถึงความหนาของชั้นฟิล์ม ในขั้นตอนการตรวจสอบความต้านทานการกัดกร่อน แผ่นคูปองที่ผ่านกระบวนการสร้างฟิล์มแล้วจะถูกนำไปจุ่มในน้ำเป็นเวลา 1 สัปดาห์ จากนั้นนำไปชั่งน้ำหนักเพื่อคำนวณหาอัตราการผุกร่อนจากน้ำหนักที่หายไปด้วยเครื่องชั่งทศนิยม 4 ตำแหน่ง ในส่วนของการวัดความหนาและการกระจายตัวของชั้นฟิล์มจะใช้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราดเป็นเครื่องมือในการวิเคราะห์ ซึ่งผลการทดลองพบว่า การพาสสิเวชั่นด้วยเวลาที่นานขึ้นและความเข้มข้นของสารเคมีที่เพิ่มขึ้น จะก่อให้เกิดชั้นฟิล์มป้องกันสนิมที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น และยังพบอีกว่าประสิทธิภาพในการสร้างฟิล์มป้องกันสนิมของสารประกอบโมลิบเดท มีประสิทธิภาพที่สูงกว่าสารประกอบฟอสเฟตทั้งในแง่ของความต้านทานการกัดกร่อนและความหนาของชั้นฟิล์ม ทำให้แผ่นคูปองที่ผ่านการพาสสิเวชั่น 4 วัน ด้วยสารประกอบโมลิบเดท มีชั้นฟิล์มที่หนา และทนทานต่อการผุกร่อนมากที่สุด

Other Abstract (Other language abstract of ETD)

Generally, piping and equipment in most industries are manufactured from mild steel because of its low cost and wide availability. However, corrosion is the main problem associated with this material. Passivation of mild steel is a process of film coating by chemical reaction on the metal surface to prevent flash corrosion. In this work, the Molybdate and Phosphate passivation were studied. The recommended dosages and passivation periods in the manual were used as guidelines for optimizing the experimental conditions. Passivation film performed on mild steel substrat called "Coupon". Coupons were inserted in circulated molybdate solution at 50, 100 and 200 ppm and phosphate solution at 235, 470 and 940 ppm for 0.5, 1, 2, and 4 days respectively. The solution velocity passed through the coupons under those conditions was controlled at 1 m/s. There were 24 samples for corrosion resistance test and surface analysis. In the corrosion resistance analysis, the passivated coupons were immerged in demineralize water for one week and then were estimated for corrosion rate by weight loss measurements. Scanning Electron Microscopy (SEM) was applied for the analysis of surface morphology, film thickness and film distribution on the passivated coupons. The results show that the higher chemical concentration and longer passivation period generate thicker and more effective corrosion resistance film. Between the two passivators, Molybdate was more effective in producing corrosion-resistant film. In conclusion, 4 day passivation of molybdate performed the thickest film and the highest corrosion resistance.

Link to Full Text

Share

COinS