Electrochemical corrosion studies of high-nickel alloys, platinum and titanium wires

Sammanfattning

I denna studie undersöks de elektrokemiska korrosionsegenskaperna hos högnickellegeringar med hjälp av en s.k. Avesta-cell, samt görs en jämförande utvärdering av platina (Pt) och titan (Ti) i elektrokemiska testmiljöer. Trots högnickellegeringars korrosionsbeständighet är de sårbara för spaltkorrosion, särskilt i mikrospalter – vilket försvårar pålitlig prövning av gropkorrosion. Avesta-cellen, en modifierad anordning utvecklad i Sverige, designades för att testa material mot gropkorrosion samtidigt som spaltkorrosion minimeras genom vattencirkulation. Men i motsats till sitt syfte inducerade Avesta-cellen spaltkorrosion i högnickellegeringar. För att adressera detta undersöks modifieringar av cellen, såsom flödeshastigheter för vatten och elektrolyt, för att minska spaltbildning. Parallellt används platina (Pt) ofta som provhållare och motelektrod i elektrokemisk testning på grund av dess hållbarhet och utmärkta elektriska ledningsförmåga. I sökandet efter alternativ visade titan (Ti) konkurrenskraftig prestanda, stödd av bildandet av ett stabilt titanoxidskikt (TiO₂). Studien utvärderade även beteendet hos Pt- och Ti-trådar i olika kloridkoncentrationer med både en standard tre-elektrodsuppställning och en mantlad cell. Elektrokemiska tekniker, mikroskopi, och andra metoder – inkluderande cyklisk voltammetri, kronoamperometri, nedsänkningstestning, – användes för att utvärdera strömrespons, toppseparation (ΔEpeak), toppströmsförhållande (Ipa/Ipc), kritisk gropkorrosionstemperatur (CPT), viktförlust och kloridjoners diffusionsförmåga. Resultaten indikerar att spaltkorrosion i högnickellegeringar kan mildras i Avesta-cellen genom att eliminera filterpapper mellan provet och O-ring. Rönen belyser även behovet av fortsatt undersökning av spaltkorrosion vid varierande temperaturer och flödesförhållanden i Avesta-uppställningen. Vidare visar resultaten från Pt- vs Ti-experiment också att Ti erbjuder korrosionsbeständighet jämförbar med den för Pt och kan potentiellt ersätta Pt i mindre aggressiva miljöer. Dock krävs ytterligare tester vid högre temperaturer och potentialer i mycket korrosiva miljöer för att fullt ut förstå titans prestanda som provhållare.