Characterization of corrosion processes by current noise wavelet-based fractaland correlation analysis
1 . introducción
Ruido electroquímico ( ES ) se refiere como fluctuaciones aleatorias a menudo
de la corriente ( potencial ) se observa bajo potenciostático
( galvanostática ) de control en sistemas electroquímicos . Se demostró
que las mediciones de ruido son una valiosa fuente de información sobre
reacciones electroquímicas complejas en la corrosión de no equilibrio
sistemas . Tyagai y Lukyanchikova [ 1 ] estudiaron un sistema lejos de
equilibrio y presentado ES como una secuencia aleatoria de no correlacionada
pulsos de corriente ( ruido de disparo ) . Amolde del ruido generado por los
reacciones electroquímicas y de difusión fue propuesto por Blanc
et al . [ 2 ] . El fluctuationswere primaria supone que la partícula
flujos de Poisson ruido blanco . Un modelo estocástico de la hora
serie obtenida a partir de la corriente de electrólisis durante la evolución de burbujas
se informó por Gabrielli et al . [ 3 ] . El poder experimentales
densidad espectral ( PSD ) estaba en buen acuerdo con el teórico
uno . La derivación de un modelo sencillo que describe el estocástico
la naturaleza de la transferencia de carga entre una superficie metálica y un electrolito
está dada por Petek et al . [4,5 ] . Transferencias de electrones obedecieron la
Distribución gaussiana , de la que la densidad de corriente de corrosión
y se determinaron coeficientes de transferencia.
Los más utilizados ES métodos de análisis estadísticos ,
y / o métodos de espectrales de Fourier ( como PSD) , se han desarrollado dentro
la suposición de que ES es estacionaria . La principal desventaja de los
estos métodos es que ellos analizan la señal (en promedio ) el
características a través de todo el dominio del tiempo . Sin embargo, electroquímica
El ruido procedente del proceso de corrosión se considera generalmente
A ser no estacionaria en su carácter. Por ejemplo grande localizada
transientes de amplitud están presentes. Además , EN mediciones
no puede a menudo ser repetido para obtener espectros suavizados por el conjunto
promedio .
Transformada Wavelet es una herramienta relativamente nueva matemática para el análisis de tiempo-frecuencia de señales no estacionarias [ 6,7 ] . Tiene sido utilizado con éxito para muchas aplicaciones , de procesamiento de imágenes[8,9] , la ingeniería química. El uso de ondas de estudio electroquímico transitorios de ruido fue reportado por Aballe et al . [ 10 ] . El análisis wavelet de EN- señales , donde la señal se descompone en sub-bandas en ondas se utilizó para la caracterización de intensidad de la corrosión por picaduras Smulko et al. [ 11 ] . Wharton et al . demostrado como el exponente varianza wavelet se puede utilizar para evaluar el comportamiento de la corrosión para una variedad de acero aceros en un medio de cloruro , es decir, ser capaz de discriminar entre diversos procesos de corrosión que cubren una amplia gama de señales de EN-[ 12 ] .
Algunos autores también informaron sobre la naturaleza fractal de la corrosión
los procesos y las señales de ruido electroquímico correspondientes
[ 13 ] . Análisis Wavelet basado permite la medición de diferentes
propiedades no estacionarias de señales , cambios rápidos como locales, locales,
regularidad puntual , así como propiedades globales , como la regularidad uniforme
[ 14 ] . Propiedades multirresolución de wavelet -análisis permiten también
medida natural de propiedades de auto-similares de señales, que
son inherentes fractal (auto-similares) 1 / f señales.
El presente trabajo tiene como objetivo caracterizar la corrosión
comportamiento de acero inoxidable X5CrNiMo17-13, X23Cr13 y bajas emisiones de carbono
de acero en diferentes soluciones de electrolitos mediante la determinación de la
dimensión fractal y el carácter estocástico de la electroquímica
señales de ruido en el dominio thewavelet. Para este propósito, la medida
ruido electroquímico actual era multiresolution descompone
en un conjunto de datos de banda limitada utilizando el wavelet discreta
transformar. El cambio en la pendiente lineal de la señal de detalle varianzas
parcela de distribución con la frecuencia (escala) se ha evaluado en
términos de los procesos acoplados de picaduras, corrosión uniforme y
pasividad.
A new approach to estimate fractal dimensions of corrosion images
1 . introducción
Imagen de la corrosión en este documento significa que el macrograph de
superficie corroída , que ofrece una gran cantidad de información acerca de
las características de corrosión . Cifras modales estándar inspección
morfología aparente corrosión se propone
Champion ( 1964 ) para clasificar el material grado de corrosión
y la función a través de la comparación visual.
Como la mayoría de los fenómenos naturales , la corrosión en la naturaleza es
complejo y errático , por lo que la morfología y la corrosión
las imágenes no pueden ser definitivamente idénticos , incluso en el caso
del mismo material y el medio ambiente . En otras palabras , la corrosión
imágenes son irregulares e irrepetible. Necesitamos un
modelo para describir el comportamiento de la corrosión sobre la base de tales
imagen irregular , que es demasiado complejos para ser resueltos por el clásico
las matemáticas. Una de las maneras eficientes es fractal que fue
primero ofrecido por Mandelbrot ( 1982 ) .
Ahora , muchos trabajadores intentaron usar fractales en la corrosión
investigaciones . Mandelbrot et al . ( 1984 ) metal tratado
superficie de fractura con fractal y conectado dimensión fractal
de la superficie de fractura con resistencia al impacto material.
Costa et al. ( 1991 ) utiliza el concepto de la geometría fractal
para estudiar SEM imágenes de la superficie corroída de acero inoxidable 316L
de acero y la dimensión fractal obtenida del contorno pit , que
mostraron que la corrosión del material se lleva a su mayoría en fractal
característica en la naturaleza . Shaniavski y Artamonov
( 2004 ) dimensiones fractales calculados para la fractura por fatiga
superficies . Weng y Li ( 2005 ) utilizan la dimensión fractal de modificar
la fluctuación aleatoria de la tasa de corrosión promedio de carbono
de acero en los suelos y obtener la expresión más precisa
sobre la corrosión del suelo .
Después de verdadera morfología corrosión se comprime en un
imagen plano a través de escáner, una cámara digital y así sucesivamente ,
la mayoría de las características de corrosión pueden ser aún quedaba . en
otras palabras , las imágenes pueden ofrecer tanto de dos dimensiones ( 2D )
y la información en tres dimensiones ( 3D ) de la superficie .
La información del plano de dos dimensiones se refleja por proyección
y la tercera dimensión mediante la información adicional
color o en escala de grises de píxeles de la imagen . Diagnósticos de imagen es un
nuevo campo de investigaciones , que extrae la característica de imagen
y enlaza con las características del objeto real . FD es
una de las características más importantes de imágenes . Claramente ,
existen varios enfoques de determinación de FD
imágenes . En este documento un nuevo enfoque para estimar FD de imágenes corrosión , especialmente para acero al carbono en los suelos , que se propone .
El tipo de corrosión es principalmente en el modelo de picaduras .
Fractal Analysis of the Corrosion Inhibition of Carbon Steel in aBromide Solution by Lithium Chromate
1 . INTRODUCCIÓN
El candidato material estructural más barato y primero que uno puede tener es de acero al carbono que ha sido
utilizado desde la antigüedad . Sin embargo , no es precisamente la más resistente a la corrosión para muchas aplicaciones industriales
ambientes , especialmente en presencia de cloruros [ 1-3 ] . Por esta razón , la esperada alta
efectos de la corrosión de los LiBr soluciones acuosas , soluciones usadas en transformadores de calor de absorción de [ 4 ]
que son algunos de los elementos más promisorios para hacer una mejora del calor residual industrial .
Bromuro de litio ( LiBr ) salmueras pesadas son uno de los absorbentes más ampliamente utilizados , sin embargo , extremadamente corrosivo [ 5-8 ] . Un sistema alternativo que reduce algunos de los inconvenientes de la mezcla agua / LiBr es agregar etilenglicol para este sistema [ 5 ] , porque algunas de las propiedades termofísicas de la LiBr mezcla / agua, tales como la conductividad térmica , viscosidad, concentración máxima , etc ... , son mejorado [ 5 ] . Alternativamente, la corrosión, inhibidores pueden ser utilizados para el control de la corrosión en sistemas cerrados y como una alternativa de la eficiencia económica para el uso de materiales. La afectividad de algunos inhibidores de la corrosión depende del tipo de material, sus propiedades y el medio ambiente corrosivo . Molibdato ( MoO42 - ) es un inhibidor de pasivación muy eficaz a niveles relativamente altos . Molibdatos son inorgánicos , pasivación inhibidores de la que se han utilizado satisfactoriamente en muchos ambientes corrosivos . Por ejemplo , tienen ha usado para prevenir acero dulce [ 9 ] y de acero laminado en frío [ 10 ] a la corrosión en agua de refrigeración simulada , en la inhibición de la corrosión de zinc en soluciones ácidas [ 11 ] , que se utiliza para sellar recubrimientos de fosfato de inmersión en caliente acero galvanizado [ 12 ] o sobre la corrosión bacterianas o de hierro [ 13 ] . De una manera similar , se han utilizado en la inhibición de la corrosión de acero galvanizado y aluminio [ 14 ] y zinc [ 19 ] en soluciones de NaCl , para la inhibición de la corrosión de zinc en soluciones ácidas [ 15 ] , en el pozo de la iniciación de aluminio puro en HClsoluciones [ 16 ] o incluso utilizado en revestimientos de sol - gel para el acero dulce [ 17 ] .
Espectroscopia de impedancia electroquímica ( EIS ) es una técnica ampliamente utilizada para evaluar
inhibidores de rendimiento, ya que proporciona información sobre el proceso de corrosión que tiene lugar en el
superficie de metal . En particular, se proporciona información sobre los valores de resistencia de polarización rupias (más
precisamente, la resistencia de transferencia de carga RTC) , la capacitancia de doble capa Cdl , solución resistencia R como
así como la información cinética .
A veces los datos de impedancia obtenidos en el potencial de corrosión , tienen la forma de una depresión
semicírculo con su centro , sobre el eje real . El circuito eléctrico equivalente más sencilla corresponde a una
combinación en paralelo de un condensador y una resistencia . Para obtener mejores elementos de fase constante de calidad ,
CPE , en sustitución del condensador , se utilizan a menudo en los datos de ajuste de semicírculos deprimidos. La impedancia de
un CPE está dada por :
Z = Zo ( jw ? ) -N [ 1 ]
donde n toma valores entre 0 y 1 , dependiendo del elemento de circuito representado . El complejo
impedancia Z ( jw ) de un semicírculo deprimida podría expresarse como :
Z = R + Rct / [ 1 + ( j ? WCdlRct )] n [ 2 ]
siendo w el ángulo de depresión? :
w = ( 1 - n ) x 90 º [ 3 ]
Parámetro n es 1 para un condensador ideal. En los sistemas reales, el comportamiento ideal capacitiva es
apenas se observa debido a la rugosidad de la superficie , heterogeneidades u otros efectos que causan actual desigual
distribuciones más de la superficie del electrodo . En el caso cuando n = 1 , el término ( j ? WCdlRct ) n se reduce a jwCdlRct
donde Cdl es la capacidad de doble capa interfacial. Esto se puede interpretar como una indicación de la
grado de heterogeneidad de la superficie metálica [ 18 ] . Cuando n toma valores ligeramente superiores a 0,5 ,
corresponde a una heterogeneidad severa , pero cuando n es igual a 1 , la superficie del metal es completamente
suavizar . Este grado de heterogeneidad se ha asociado a la dimensión fractal de la superficie [ 19 ] .
A " fractal " es un objeto con estructura compleja , revelando nuevos detalles en grados crecientes de
magnificación [ 11 , 12 ] .
Teniendo en cuenta el grado de depresión del semicírculo en la impedancia diagrama de Nyquist , se
es posible determinar la dimensión fractal de la superficie del electrodo por medio de la siguiente
la ecuación [ 9 ] :
n = 1 / ( DFS -1 ) [ 4 ]
donde DFS es la dimensión fractal de la superficie . DFS puede tomar valores entre 2 , para una superficie de
completamente lisa , a valores cercanos a 3 , para una superficie rugosa . Se ha demostrado que el fractal dimensión de un electrodo puede ser determinada por medio de mediciones de impedancia electroquímica
y se correlacionó con la microscopía de fuerza atómica [ 10 ] .
Ruido electroquímico (EN ) es una técnica no invasiva utilizada mucho éxito en diferentes
condiciones de corrosión . Datos ES se recogen en forma de series potenciales y / o actuales tiempo o
conjuntos de suficiente longitud . Métodos de análisis de los datos ES incluyen la inspección visual, estadística y
El análisis espectral de los registros de tiempo [ 13-18 ] . Estudios previos han sugerido que los registros de tiempo ES contienen
análisis de la información valiosa sobre protección contra la corrosión por los inhibidores , sin embargo estadística y visual
no han revelado información sobre los mecanismos de inhibición de la corrosión [ 19 ] . El análisis espectral tiene
también se ha utilizado para estudiar la periodicidad de la estructura de los registros de tiempo ES . La pendiente de la espectral
función de densidad ( SDF ) a frecuencias más altas típicamente tiene la forma de ( 1 / f ) . Los diferentes valores de la
exponente se han reportado en los modos específicos de corrosión [ 20 , 21 ] .
Alternativamente , la estructura del registro de tiempo de ES se puede analizar en el dominio del tiempo y
descrito por el exponente de Hurst H [ 20 ] . El desarrollo de la geometría fractal de Mandelbrot [ 21 ] tiene
proporcionado herramientas matemáticas para el análisis y la caracterización de la estructura y de escala
exponentes de los registros de tiempo fractal. Un registro de tiempo ES es un " al azar " fractal , donde los niveles de detalle
son similares, pero no idénticos , compartiendo las mismas propiedades estadísticas . La dimensión fractal Df describe
la estructura de un fractal , por ejemplo , la " rugosidad " de un registro de tiempo de ES , y la geometría fractal proporciona
la explicación de los valores de Df , H y que se observan en algunas de las series de tiempo ES
parámetros, y los espectros de ruido . En concreto , la técnica del movimiento browniano fraccional ( fBm ) de
Mandelbrot proporciona la conexión entre la estructura del registro de tiempo de ES y SDF
( caracterizado por Df , H y B ) y el comportamiento microscópico ( reacciones de oxidación ) responsable de
la corrosión . La dimensión fractal Df se define como:
Df = 2 - H = ( 5 -b ) / 2 [ 5 ]
Por ejemplo, el exponente de Hurst H , que está formalmente relacionado con ? Revela tiempo a largo plazo
la dependencia en una serie de tiempo y se puede evaluar a partir de las oscilaciones que se producen en los datos . cuando el
variación en el registro de tiempo durante un intervalo de tiempo específico ( el tiempo de retraso ) es proporcional al tiempo de retraso
elevado a la potencia H , la serie de tiempo se dice que es fractal . Según el análisis de rango reescalado de Hurst
basado en su ley empírica propuesto [ 20 ] :
R / S = (t / 2 ) H [ 6 ]
donde R representa la diferencia entre los valores máximo y mínimo de la variable , el S
desviación estándar de la serie de tiempo , t es el período de tiempo medido y H el exponente de Hurst . laH parámetro describe tanto la apariencia de la serie de tiempo ( " rugosidad " ) y las características :
cuando 0.5 < H < 1 señal ondulada o " persistencia " , o 0 < H < 0.5 irregular señal de "anti - persistencia " .Cuando H es igual a 0.5 el proceso se dice que es completamente al azar , que es estadísticamente independiente de entre sí . Estos se asocian al proceso físico-químico , por ejemplo , la corrosión [ 20-23 ] .
El objetivo del presente trabajo es estudiar el rendimiento de molibdatos de litio como la corrosión inhibidor mediante la comparación de los resultados obtenidos por dos técnicas electroquímica es decir electroquímica ruido y medidas de espectroscopia de impedancia electroquímica . Especial énfasis se ha hecho para determinar la morfología de la superficie de metal expresada como la dimensión fractal de la superficie como obtenidos por espectroscopia de impedancia electroquímica y comparar la dimensión con el Hurst exponente calcula a partir de mediciones de ruido . El objetivo es explorar la posibilidad de evaluar características de resistencia a la corrosión de las diferentes concentraciones de inhibidor .
Nondestructive Evaluation of Corrosion by FractalGeometry
introducción
La geometría fractal es encontrar muchas aplicaciones en la ciencia y la ingeniería. esencialmente
que caracteriza a un modelo geométrico complejo por un parámetro denominado
dimensión fi'actal . Se ha encontrado que las superficies de fractura , desgaste , erosión ,
corrosión, etc , son fractales [ t]. También se ha demostrado [ 2 , 3 ] ( 1983 Pentland ,
Peleg et al. , 1984 ) que el patrón de brillo en las imágenes de las superficies fractales también
matemáticamente un fractal y que esto también se aplica a las imágenes SEM [ I]. Dai et al . [ 4 ] dimensión fractal incluso utilizado para estimar la rugosidad de la superficie y de plásticola cepa de una muestra metálica . Costa et al. [ 5 ] se describe la estructura de la perfiles de pozo de corrosión en términos de dimensiones fractales . Se ha informado que muchos trabajos sobre la aplicación de la geometría fractal a la fractura mecánica y ciencia de la tierra
[ 6-10 ] . Para algunos puede ser útil que Roach et al. [ 1 ] que presentan y comparan
métodos estándar y los nuevos empleados para estimar la dimensión fractal de azar
(naturales ), los fractales .
Dado que los resultados de corrosión en cambios en la textura de una superficie de metal , que cambia su
dimensión fractal así . El grado de daño por corrosión se manifiesta en
la severidad del cambio textura de la superficie ( es decir , daño ) . Por lo tanto , se puede utilizar el
dimensión fractal no sólo para caracterizar el tipo de corrosión , sino también la
la gravedad de la corrosión . Un resultado típico se muestra en las figuras . 1 y 2 , donde el
se ilustra dimensión fractal de una corrosión por picaduras . Se observa que la conecta
de los puntos de datos tienen una pendiente constante , lo que indica que la corrosión
patrón tiene una dimensión ffactal constante . Cuando el tipo y la gravedad del cambio a la corrosión , esta dimensión fractal también cambiarán en consecuencia . Por lo tanto , la
dimensión fractal se presenta como forma natural para categorizar los daños por corrosión .
Un fractal es definido como "un conjunto cuya dimensión de Hausdorff estrictamente
excede la dimensión topológica " y es menor que la dimensión incrustación
[ 5 ] . Considere la posibilidad de medir un tramo de curva , una línea de costa , por ejemplo. Mediante el uso de un
gobernante de longitud e, podemos obtener la longitud de costa L. Mediante el uso de una regla más pequeña,
se obtiene un resultado más grande, y así sucesivamente . A medida que la regla ( escala) se hace más pequeño y
más pequeño , el resultado de la medición se hace más grande y más grande. L es la función de correo
y satisface:
L ( e) = e 1 D , ( 1 )
donde D se llama la dimensión fractal . Debido L ( e) = N x e , por lo que : N x e D = 1 .
Entonces ,
D = log ( N) / log ( 1 / e) . ( 2 )
enfoque
Dos algoritmos se utilizaron para calcular la dimensión fractal de las superficies de la corrosión ,
el método de conteo de recuadros y el método de dispersión de luz coherente.
Método de Box- Counting
Para el análisis de los patrones de la corrosión por picadura , las imágenes se digitalizaron ,
paso bajo filtrada y umbrales concretos para producir una representación en blanco y negro
de hueso y con hueso regiones , respectivamente (Fig. 1 ) . El filtrado se utilizó para
eliminar el "ruido " debido a las características debajo de la resolución con un aumento particular.
El primer método para caracterizar el patrón es la búsqueda de una experimental
distribución de tamaño de fractal . El procedimiento se inicia cubriendo la imagen digitalizada
con una red imaginaria de cajas cuadradas de tamaño r . El número de cajas , N ( r ) ,
que contiene cualquier parte de los objetos que deben ser analizados se cuenta . Para un fractal
estructura se espera que N ( r ) r ~ - ° . Un gráfico log -log de N ( r ) versus r lo tanto
debe producir una línea recta con pendiente- D .
La Figura 2 muestra el resultado para la región picaduras en la imagen digitalizada de la figura .
1 . Al tratar estos datos con fórmulas de regresión , se obtuvo una línea recta :
y = A + Bx . Para nuestro caso , la dimensión fractal D = -B = 1.859 .
Coherente Método de Dispersión de Luz
Supongamos que iluminamos un objeto fractal , cuya superficie es de dimensión D, . por
luz coherente de longitud de onda) t. La luz será difractada por el objeto y el
energía incidente dispersa en todas las direcciones . La difracción se debe a una transferencia de
impulso que se caracteriza por una longitud de ~ 7 ( 0 ) = ( 4 ~ r / ) t ) sen ( 0 / 2 ) . Se puede demostrar
que la dirección sigue la ley 0 1 ( 7 ) ~ ~ - ~ [ 13 ] . Esta ley se cumple para difracción
en lo que se llama la región " Porod " , que se caracteriza por 1 / ~ q es menor que la
longitud característica del objeto de difracción . El exponente v depende de la
estructura del objeto . Si la estructura fractal es definido por la superficie , la luz
intensidad es
I ( ~ ) ) ~ ~ ) - ~ , y v = 2d - D ~ , , ( 3 )
donde d es la dimensión del espacio en el que está incrustado el objeto ( 2 para una
avión, 3 para el espacio ordinario ) [ 1312
Understanding the inhibiting properties of 3-amino-1,2,4-triazole fromfractal analysis
1 . introducción
Control de la corrosión se puede lograr mediante muchos métodos ,
siendo inhibidores de la corrosión uno de los más eficaces
alternativas para la protección de superficies metálicas contra
la corrosión . Los inhibidores de corrosión se basan normalmente en
compuestos orgánicos, que sumadas a una corrosiva
ambiente en bajas concentraciones puede producir una
disminución significativa de la velocidad de corrosión . La inhibición
mecanismo se lleva a cabo a través de su adsorción sobre
las superficies metálicas , siendo capaz de aislarlos de
el W1X medios corrosivos . Entre los compuestos orgánicos
de interés , triazoles han sido ampliamente estudiados
debido a sus propiedades de inhibición de la corrosión a leve
de acero en medio ácido w2 -5x .
Entre las diferentes técnicas electroquímicas que
puede ser utilizado para estudiar los inhibidores de la corrosión , parece EIS
como una herramienta poderosa para la información que puede proporcionar ,
como por ejemplo , la capacitancia de doble capa , Cdl , y la polarización
resistencia , RP , valores . Los cambios en estos parámetros
como una función de tiempo o con respecto a otras variables , permitirá obtener información importante acerca
la cinética del proceso de corrosión está involucrados w6x .
En algunos casos, los datos de impedancia obtenidos en la corrosión
potencial , Ecorr tiene la forma de semicírculos deprimidos
con el centro del semicírculo por debajo de la verdadera
eje . Su circuito equivalente , CE , corresponde a un paralelo
combinación de una capacitancia y una resistencia w7x ,
. figura 1 . Elementos de fase constante ( CPE ) son ampliamente
utilizado en los datos encajan para permitir semicírculos deprimidas
w8x . El condensador en la CE se sustituye con un CPE para los
ajustarse mejor calidad . La impedancia de un CPE está dada por
ZSZ Ž jv.yn ( 1 ) 0
donde n puede tomar valores entre 0 y 1 , dependiendo de
el elemento de circuito represented.The impedancia compleja
Z ( jv ) de un semicírculo deprimida podría expresarse como :
RP ZsRsq n ( 2 ) 1q ( jvCdlRp )
El exponente n es un parámetro adimensional que es igual a
1 para un condensador ideal. En la mayoría de los sistemas reales , ideales
comportamiento capacitivo no se observa debido a la superficie
rugosidad , u otros efectos que causa desiguales distribuciones de corriente en la superficie del electrodo . En el caso cuando
ns1 , el término (JVC R ) n se reduce a JVC R , donde
dl dl p p
Cdl es la capacidad de doble capa interfacial. esto puede
ser interpretado como una indicación del grado de falta de homogeneidad
de la superficie de metal w9x , donde n toman valores
ligeramente superior a 0,5 que corresponde a una severa
falta de homogeneidad , a 1 , en cuyo caso la superficie del electrodo
puede ser tomado como suave . Este grado de heterogeneidad
se ha asociado con la dimensión fractal de la
superficie w10 , 11x . Teniendo en cuenta el grado de
la depresión del semicírculo en el diagrama de Nyquist , se
es posible determinar la dimensión fractal de la
superficie del electrodo por medio de la siguiente ecuación
w12x
1
ns ( 3 )
Dsy1
donde Ds es la dimensión fractal de la superficie , la cual
puede tomar valores entre 2 para obtener una superficie completamente
suave, con valores inferiores a 3 por superficies de rugosidad .
Mac Rae et al . w13x verifica este comportamiento demuestra
que la dimensión fractal de un electrodo puede ser
determinado por medio de impedancia electroquímica
medidas de espectroscopia ( EIS) y de fuerza atómica
microscopía ( AFM ) .
Mediciones de ruido electroquímico ( ENM ) presentan
También se han aplicado con éxito para el estudio de la corrosión
rendimiento inhibidor w14 -16x . Estas mediciones son
hecho sin ninguna perturbación externa del sistema .
Esta técnica es muy atractivo debido a que cualquier información
que son capaces de proporcionar relaciona con el sistema real
siendo estudiado , con poca posibilidad de artefactos debido a
w17x la técnica de medición .
No se encontraron métodos estadísticos que son particularmente
útil para el análisis de ruido electroquímico , ES ,
datos . Este análisis estadístico consiste en la estimación de los
la resistencia al ruido electroquímico , Rn , que se calcula
como la desviación estándar de potencial ( sv )
dividido por la desviación estándar de la corriente ( SI) :
sV RnssI
donde el valor de R se puede tomar como RP y luego
inversamente proporcional a la tasa de corrosión según
Ecuación de Stern- Geary, pero con la condición necesaria
que una eliminación de la tendencia se aplica sobre una línea de base media ,
según lo establecido previamente por Tan et al . w15x .
Se ha demostrado W18x que la señal de ruido
contiene información acerca de las dinámicas que se producen en
la superficie del electrodo . Por esta razón , muchos
los esfuerzos se han realizado para analizar la señal de ruido por
diferentes métodos , entre ellos el exponente de Hurst , H ,
que ha ofrecido excelentes resultados en muchos sistemas de
que los fenómenos de corrosión exista w18 - 21x .
El objetivo de este trabajo es estudiar el rendimiento de
un compuesto orgánico simple tal como triazol , como
inhibidor de la corrosión mediante la comparación de los resultados obtenidos por los
dos técnicas electroquímicas , ruido electroquímico
mediciones ( ENM ) y EIS . Cuentas de triazol con
dos sitios activos , fig. 2 , donde el inhibidor de la superficie
interacción puede tener lugar w22x . Especial énfasis se
han realizado para determinar la morfología del metal
superficie expresa como la dimensión fractal de la superficie
tal como se obtiene por EIA y la comparación de esta dimensión con
el exponente de Hurst , calculado a partir de ENM . La principal
objetivo es establecer si el exponente de Hurst se puede relacionar
con la morfología de la superficie de metal de un corrosión
electrodo y a continuación, se puede utilizar como un índice del nivel
de resistencia a la corrosión proporcionada por el inhibidor .
1.1 . Estimación del exponente de Hurst
Muchas observaciones de la naturaleza se componen de registros de tiempo ,
que puede ser analizado en términos de análisis rescaledrange w23x de Hurst . Los registros se caracterizan por una
exponente H, el exponente de Hurst . La traza del registro
es una curva con una dimensión fractal Dts2yH , donde
Dt es la dimensión fractal de el registro de tiempo . La Hurst
exponente H, revela la dependencia a largo plazo en un tiempo
grabar y puede ser evaluado a partir de las fluctuaciones
se producen en los datos . Cuando la variación en el tiempo
registro durante un intervalo de tiempo específico ( el tiempo de retraso ) es
proporcional al tiempo de retardo elevado a la potencia 2H , la
registro de tiempo se dice que es w19x fractal. Un electroquímica
tiempo récord el ruido es un fractal aleatorio , donde los niveles
de detalle son similares pero no idénticos . El fractal
dimensión , Dt , se describe la estructura de un fractal , por ejemplo,
la " rugosidad " de un tiempo record w19x EN.
Cuando un registro de tiempo es un fractal, la estructura promedio
es independiente del tiempo ( o la frecuencia ) w19x escala .
Un método para el análisis de la estructura de un registro de tiempo
es mediante el uso de el exponente de Hurst , H. Se ha demostrado
H que caracteriza la relación estadística
entre dos valores del registro de tiempo separados por un
incremento de tiempo . Una explicación más detallada puede ser
que se encuentra en el libro de Feder w23x .
Horvath y Schiller W18x siguiendo las líneas de
Trabajo w23x del Feder propuso el análisis de rangos redimensionados ,
también llamado como método RyS o Hurst para calcular el
Exponente de Hurst . La relación entre los RyS relación y
el exponente de Hurst se puede expresar por la siguiente
ecuación :
RyS TSA º ( 5 ) i
donde R es el rango , S es la varianza de una discreta
tiempo récord , xi para el mismo período , t.
Ser registro ( RyS ) linealmente proporcional a log ( t ) , la
valor numérico de H puede obtenerse a partir experimentales
( RyS ) vs log ( t) parcelas de registro , llamados Pox w24x diagrama mediante regresión estadística como la pendiente de una línea recta
en forma. Este análisis se presenta en la figura . 3 . . figura 3a es la
tiempo record actual obtenido experimentalmente para los casos leves
de acero en una solución de HCl 0,5 M , y la fig . La figura 3b muestra la
análisis de rango reescalado correspondiente. La proporcionalidad
constante , llamado el exponente de Hurst , H , es una medida
el efecto de la memoria del sistema , que puede estar relacionada
con la forma de la corrosión w20x . El exponente de Hurst , H ,
fue visto a estar entre 0 y 1 W18x . El valor Hs
0.5 tiene un significado especial , ya que esto refleja que
las observaciones son estadísticamente independientes de cada uno
otra . Cuando estos valores se encuentran entre 0 - H - 0.5 , llamados
zona antipersistencia , representan un fenómeno con
un efecto de memoria a corto ; si 0,5 - H - 1 , llamado persistencia
zona , a continuación, representa
Patrones fractal de picaduras de corrosión JM Costa ,
F. Sagués ,
M. Vilarrasa
Departamento de Química Física de la Universidad de Barcelona Av.. Diagonal, 647. 08028 Barcelona,
España
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Abstracto
La geometría fractal es encontrar muchas aplicaciones en la ciencia de materiales,
donde muchas estructuras poseen una complejidad geométrica particular. Los patrones
observados en los fenómenos de corrosión Ordenar Mostrando compleja en muchas
escalas de longitud. La estructura de los perfiles de picadura de corrosión puede ser
descrito en términos de dimensiones fractales, un concepto que es especialmente útil
en la comprensión de la estructura de la superficie. En la presente comunicación, se
presenta una consideración preliminar sobre las propiedades fractales de la corrosión
del acero picaduras.
Fractal patterns from corrosion pitting J.M. Costa ,
F. Sagués ,
M. Vilarrasa
Departamento de Química Física Universidad de Barcelona Av. Diagonal, 647. 08028 Barcelona, Spain
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Abstract
Fractal geometry is finding many applications in materials science, where many
structures posses a particular geometrical complexity. The patterns observed in
corrosion phenomena display complex ordering in many length scales. The structure of
the corrosion pit profiles can be described in terms of fractal dimensions, a concept
which is specially useful in understanding the surface structure. In the present
communication, a preliminary account on fractal properties of steel corrosion pitting is
presented.
La comprensión de las propiedades de inhibición de 3-amino-1 ,2,4-triazol a partir de análisis fractal
E. García-Ochoa una , , ,
J. Genesca b
un Programa de Ingeniería Molecular, Instituto Mexicano del Petróleo, Eje Central Lázaro Cárdenas #
152, San Bartolo Atepehuacán, México
b Departamento Ingenierıa Metalúrgica, Facultad Química, UNAM. Ciudad Universitaria, 04510 México
Abstracto
El efecto de 3-amino-1 ,2,4-triazol (ATR) como un inhibidor de la corrosión para el acero
dulce en medios ácido ha sido investigado por medio de curvas de polarización
potenciodinámicas, mediciones de ruido electroquímico (ENM) y espectroscopía de
impedancia electroquímica (EIS) . Parece que este compuesto inhibe la corrosión de
acero dulce al afectar tanto reacciones anódica y catódica. Los resultados
experimentales obtenidos por ENM y EIA muestran que una relación directa se puede
establecer entre la dimensión fractal de la superficie del electrodo y el exponente de
Hurst calculado a partir de los registros de tiempo de ruido electroquímico actuales y
potenciales, siendo ambos parámetros afectados por la presencia del inhibidor de ATR.
Palabras clave Inhibición de la corrosión ;
Ruido electroquímico ;
Fractales ;
Espectroscopía de impedancia electroquímica (EIS) ;
Exponente de Hurst ;
Triazol
1. IntroducciónControl de la corrosión se puede lograr mediante muchos métodos, inhibidores de la
corrosión siendo una de las alternativas más eficaces para la protección de superficies
metálicas contra la corrosión. Los inhibidores de corrosión se basan normalmente en
compuestos orgánicos, que cuando se añade a un ambiente corrosivo en pequeñas
concentraciones puede producir una disminución significativa de la velocidad de
corrosión. El mecanismo de la inhibición se lleva a cabo a través de su adsorción sobre
las superficies metálicas, siendo capaz de aislarlos de los medios corrosivos [1] . Entre
los compuestos orgánicos de interés, triazoles se han estudiado ampliamente debido a
sus propiedades de inhibición de la corrosión para acero suave en medio
ácido [2] , [3] , [4] y [5] .
Entre las diferentes técnicas electroquímicas que pueden ser utilizados para estudiar
los inhibidores de la corrosión, EIS aparece como potente herramienta para la
información que puede proporcionar, como por ejemplo, la capacitancia de doble
capa, C dl , y la resistencia a la polarización, R p , valores. Los cambios en estos
parámetros como una función del tiempo o con respecto a otras variables, permiten
obtener información importante acerca de la cinética del proceso de corrosión estar
involucrado [6] .
En algunos casos, los datos de impedancia obtenidos en el potencial de
corrosión, E corr tienen la forma de semicírculos deprimidos con el centro del semicírculo
por debajo del eje real. Su circuito equivalente, CE, corresponde a una combinación en
paralelo de un condensador y una resistencia a [7] , la figura. 1 .Elementos de fase
constante (CPE) se utilizan ampliamente en datos de adaptación para permitir
semicírculos deprimidos [8] . El condensador en la CE se sustituye con un CPE para una
mejor calidad de ajuste. La impedancia de un CPE está dada por
ecuación( 1 )
donde n puede tomar valores entre 0 y 1, dependiendo del elemento de circuito represented.The impedancia compleja Z ( jw ) de un semicírculo deprimida podría expresarse como:
ecuación( 2 )
El n exponente es un parámetro adimensional que es igual a 1 para un condensador
ideal. En la mayoría de los sistemas reales, el comportamiento capacitivo ideal no se
observa debido a la rugosidad de la superficie, u otros efectos que causa desiguales
distribuciones de corriente en la superficie del electrodo. En el caso en que n = 1, el
término ( jωC dl R p ) n se reduce a jωC dl R p , donde C dl es la capacitancia de doble capa
interfacial. Esto se puede interpretar como una indicación del grado de falta de
homogeneidad de la superficie del metal [9] , donde n toma valores ligeramente
superiores a 0,5 que corresponde a una falta de homogeneidad severa, a 1, en cuyo
caso la superficie del electrodo puede ser tomado como suave. Este grado de falta de
homogeneidad se ha asociado con la dimensión fractal de la
superficie [10] y [11] .Teniendo en cuenta el grado de depresión del semicírculo en el
diagrama de Nyquist, es posible determinar la dimensión fractal de la superficie del
electrodo por medio de la siguiente ecuación [12]
ecuación( 3 )
donde D s es la dimensión fractal de la superficie, que puede tomar valores entre 2
para una superficie completamente lisa, a valores de menos de 3 por superficies de
rugosidad. Mac Rae et al. [13] verificado este comportamiento que demuestra que la
dimensión fractal de un electrodo puede ser determinado por medio de espectroscopia
de impedancia electroquímica (EIS) y mediciones de microscopía de fuerza atómica
(AFM).
Mediciones de ruido electroquímico (ENM) también se han aplicado con éxito para el
estudio de rendimiento de inhibidor de la corrosión [14] , [15] y [16] . Estas
mediciones se realizan sin ninguna perturbación externa del sistema. Esta técnica es
muy atractivo debido a que cualquier información que son capaces de proporcionar
refiere al sistema real que se está estudiado, con poca posibilidad de artefactos debido
a la técnica de medición [17] .
No se encontraron métodos estadísticos a ser particularmente útil para el análisis de
ruido electroquímico, ES, datos. Este análisis estadístico consiste en la estimación de la
resistencia al ruido electroquímico, R n , que se calcula como la desviación estándar de
potencial ( σ v ) dividido por la desviación estándar de la corriente ( σ I ):
donde el valor de R n puede ser tomado como R p y luego inversamente proporcional a
la velocidad de corrosión de acuerdo a la ecuación de Stern-Geary, pero con la
condición de que sea necesario una eliminación de la tendencia se aplica a través de
una línea de base media, como se estableció previamente por Tan et al. [15] .
Se ha demostrado [18] que la señal de ruido contiene información acerca de las
dinámicas que se producen en la superficie del electrodo. Por esta razón, muchos
esfuerzos se han realizado para analizar la señal de ruido por diferentes métodos,
entre ellos el exponente de Hurst, H, que ha ofrecido excelentes resultados en muchos
sistemas en los que los fenómenos de corrosión existe [18] , [19] , [20] y [21] .
El objetivo de este trabajo es estudiar el rendimiento de un compuesto orgánico simple
tal como triazol, como un inhibidor de la corrosión mediante la comparación de los
resultados obtenidos por dos técnicas electroquímicas, las mediciones de ruido
electroquímico (ENM) y EIS. Triazol representa con dos sitios activos, Fig. 2 , donde la
interacción inhibidor de la superficie puede tener lugar [22] . Especial énfasis se ha
hecho para determinar la morfología de la superficie metálica expresado como la
dimensión fractal de la superficie obtenida por EIS y la comparación de esta dimensión
con el exponente de Hurst, calculado a partir de ENM. El principal objetivo es
establecer si el exponente de Hurst puede estar relacionado con la morfología de la
superficie de metal de un electrodo de corrosión y luego se puede utilizar como un
índice del nivel de resistencia a la corrosión proporcionada por el inhibidor.
Caracterización de los procesos de corrosión por análisis fractal y correlación basada en ondas de ruido actual
Peter Planinšič una , , ,
Aljana Petek b
la Facultad de Ingeniería Eléctrica y Ciencias de la Computación de la Universidad de Maribor,
Smetanova 17, 2000 SI-Maribor, Eslovenia
b Facultad de Química e Ingeniería Química de la Universidad de Maribor, Smetanova 17, 2000 SI-
Maribor, Eslovenia
Abstracto
Datos de ruido electroquímico en la presencia de picaduras, corrosión general y la
pasividad se analizaron usando el transformada wavelet discreta. El ruido de la
corriente social se descompone en un conjunto de datos de banda limitada, que
contienen información sobre los eventos de corrosión que ocurren en una escala de
tiempo determinado. Se ha observado que la varianza de la señal y las variaciones de
detalles dependen de la intensidad de los procesos. Distribución de la energía de la
señal entre los diferentes detalles era característico para el tipo particular de
corrosión. La caracterización de los procesos de corrosión sobre la base de en el
dominio wavelet calculado Hurst parámetro H y dimensión fractal, D , de las señales de
ruido electroquímico se ha establecido. Se concluye que la corrosión general es un
proceso aleatorio estacionario con una persistencia débil y D = 2,14, mientras que la
corrosión por picaduras es un proceso no estacionario con un efecto de memoria de
largo y D = 1,07. La pasividad es un proceso no estacionario cerca del movimiento
browniano con D = 1,56. Se explicaron las características de persistencia de las
señales de ruido electroquímico también por los coeficientes de correlación calculados
entre las señales obtenidas por descomposición wavelet discreta multirresolución.
Palabras clave Ruido electroquímico ;
Wavelets ;
Parámetro de Hurst ;
Dimensión fractal ;
Los coeficientes de correlación;
Corrosión
1. IntroducciónRuido electroquímico (ES) se refiere como fluctuaciones aleatorias de la corriente
(potencial) observada bajo control potenciostático (galvanostática) en sistemas
electroquímicos a menudo. Se ha demostrado que las mediciones de ruido son fuentes
valiosas de información acerca de las reacciones electroquímicas complejos en
sistemas de corrosión de no equilibrio. Tyagai y Lukyanchikova [1] estudiaron un
sistema lejos del equilibrio y presentados ES como una secuencia aleatoria de pulsos
de corriente no correlacionados (ruido de disparo). Un modelo del ruido generado por
las reacciones electroquímicas y por difusión fue propuesto por Blanc et al. [2] . Las
fluctuaciones elementales se supone que los flujos de partículas de Poisson ruido
blanco. Un modelo estocástico de la serie de tiempo obtenida a partir de la corriente de
electrólisis durante la evolución de burbujas se informó por Gabrielli et al. [3] . La
densidad espectral de potencia experimental (PSD) estaba en buen acuerdo con el
teórico. La derivación de un modelo sencillo que describe la naturaleza estocástica de
la transferencia de carga entre una superficie metálica y un electrolito está dada por
Petek et al. [4] y [5] . Electron transfiere obedecía la distribución gaussiana, de la cual
se determinaron la densidad de corriente de corrosión y el coeficiente de transferencia.
Los más utilizados ES métodos de análisis, estadísticas y / o métodos de espectrales de
Fourier (como PSD), se desarrollaron bajo el supuesto de que EN es estacionaria. La
principal desventaja de estos métodos es que analizan la señal por (promedio) las
características a través de todo el dominio del tiempo.Sin embargo, el ruido
electroquímico debidos al proceso de la corrosión se considera generalmente que es no
estacionario en carácter. Por ejemplo grandes transitorios amplitud localizados están
presentes.Además, EN mediciones no pueden a menudo ser repetidos para obtener
espectros suavizados por el promedio de conjunto.
Transformada Wavelet es una herramienta relativamente nueva matemática para el
análisis tiempo-frecuencia de señales no estacionarias [6] y [7] . Se ha utilizado con
éxito para muchas aplicaciones, de procesamiento de imágenes [8] y [9] , a la
ingeniería química. El uso de wavelets para estudiar electroquímicos transitorios de
ruido se informó por Aballe et al. [10] . El análisis wavelet de EN-señales, donde la
señal se descompone en sub-bandas en ondas se utilizó para la caracterización de la
intensidad de la corrosión por picaduras Smulko et al. [11] . Wharton et al. demostró
cómo el exponente varianza wavelet se puede utilizar para evaluar el comportamiento
de la corrosión para una variedad de aceros inoxidables en un medio de cloruro, es
decir, ser capaz de discriminar entre los diversos procesos de corrosión que cubren una
amplia gama de señales de EN- [12] .
Algunos autores también informaron sobre la naturaleza fractal de los procesos de
corrosión y las señales de ruido electroquímico correspondientes [13] . Análisis basado
en wavelets permite la medición de diferentes propiedades de no-estacionarias de
señales, como los cambios rápidos locales, locales, regularidad punto a punto, y
también las propiedades globales, como la regularidad uniforme [14] .Propiedades
multirresolución de wavelet-análisis permiten también la medición de las propiedades
naturales de auto-similares de señales, que son inherentes fractal 1 / (auto-
similares) f señales.
El presente trabajo está dirigido a la caracterización del comportamiento de la
corrosión de acero inoxidable X5CrNiMo17-13, X23Cr13 y acero bajo en carbono en
diferentes soluciones de electrolitos mediante la determinación de la dimensión fractal
y el carácter estocástica de las señales de ruido electroquímico en el dominio
wavelet. Para este propósito, la medida del ruido electroquímico actual era
multiresolución descompuesto en un conjunto de banda limitada detalles utilizando la
transformada wavelet discreta. El cambio en la pendiente lineal en detalle las
variaciones de señal gráfica de distribución con la frecuencia (escala) se ha evaluado
en términos de los procesos acoplados de picaduras, corrosión uniforme y la pasividad.
Un estudio de la inhibición de la corrosión de acero al carbono en una solución de bromuro utilizando análisis fractal
E. Sarmiento ,
JG González-Rodríguez , ,
J. Uruchurtu
Universidad Autónoma del Estado de Morelos-CIICAp, Av. Universidad 1001, Col. Chamilpa, 62209,
Cuernavaca, Mor., México
Abstracto
Este trabajo presenta los resultados obtenidos de ruido electroquímico para
condiciones de corrosión de acero suave bajo una solución de glicol de etileno-bromuro
de litio y en presencia de diferentes concentraciones de nitrato de litio (Lino 3 ) como
inhibidor de la corrosión. La evaluación se realizó de la dimensión fractal de la serie de
tiempo de ruido electroquímico obtenido usando el así llamado el Análisis Rango
Cambiar la escala de ( R / S ) propuesto por Hurst. El acero bajo diferentes
concentraciones de inhibidor fueron expuestos a un entorno de bromuro de litio y se
realizaron las mediciones del ruido potencial / corriente
electroquímicos. Posteriormente, las dimensiones fractales se calcularon a partir de la
serie de tiempo obtenida para las diferentes señales de condición. Esta dimensión se
obtiene a partir de la ley empírica R / S = ( τ / 2) H , donde R representa la diferencia
entre los valores máximo y mínimo de la variable,S la desviación estándar de la serie
de tiempo, τ es el período de tiempo medido y H el exponente de Hurst entre 0
< H <1. El cálculo del exponente de Hurst y la dimensión fractal de la serie histórica
proviene de la pendiente de la R / S parcela. Para la comparación espectroscopia de
impedancia electroquímica se realizó también. El análisis fractal de ruido
electroquímico ayuda a evaluar el rendimiento de la protección inhibidor de la
corrosión en las condiciones ensayadas.
Palabras clave
A la corrosión ;
Ruido electroquímico ;
Análisis de rangos redimensionados ;
Exponente de Hurst ;
Fractal
1. Introducción
Transformadores de calor de absorción son algunos de los elementos más promisorias
para hacer una mejora del calor residual industrial, el calor geotérmico y solar que
proviene de los niveles de energía más altos. Bromuro de litio (LiBr) salmueras pesadas
son uno de los absorbentes más ampliamente
utilizados [1], [2] , [3] , [4] y [5] . Aunque LiBr posee propiedades termofísicas
favorables, que puede causar graves problemas de corrosión en componentes
metálicos de los sistemas de refrigeración e intercambiadores de calor en las plantas
de la absorción tales como acero al carbono, acero inoxidable, aleaciones de cobre y
titanio [6] . Algunas otras desventajas de las mezclas de LiBr / agua son: a) la presión
de trabajo baja, b) de alta a la corrosión a altas temperaturas, y c) la tendencia a la
cristalinos a altas concentraciones de LiBr.
Un sistema alternativo que reduce algunos de los inconvenientes de la mezcla de
agua / LiBr es agregar etilenglicol para este sistema [5] , porque algunas de las
propiedades termofísicas de la mezcla de LiBr / agua, tales como la conductividad
térmica, la viscosidad, la concentración máxima, etc ..., son mejorado [1]. Sin embargo,
no hay datos disponibles en cuanto a los problemas de corrosión que se pueden
encontrar en este sistema. El uso de los inhibidores es una alternativa para el control
de la corrosión de metales en estas condiciones.
Hay una variedad de pruebas de laboratorio utilizados para evaluar la protección
contra la corrosión conferidos por los inhibidores. Dado que la corrosión es un proceso
electroquímico, métodos de prueba electroquímicos, se ha ganado una considerable
atención en la última década para evaluar la protección contra la corrosión de los
inhibidores. Uno de tales métodos altamente exitoso, es la espectroscopia de
impedancia electroquímica (EIS), que proporciona información acerca de los valores de
resistencia de polarización R p (más precisamente, la resistencia de transferencia de
carga R tc ) y doble capa de capacitancia C dl , resistencia de la solución R s así como la
información cinética .
A veces, los datos de impedancia obtenidos en el potencial de corrosión, tienen la
forma de un semicírculo deprimida con su centro, por debajo del eje real. El circuito
eléctrico equivalente más sencilla corresponde a una combinación en paralelo de un
condensador y una resistencia. Para obtener mejores elementos de fase constante de
calidad, CPE, en sustitución del condensador, se utilizan a menudo en los datos de
ajuste de semicírculos deprimidos. La impedancia de un CPE está dada por:
ecuación( 1 )
Gire MathJaxen
donde n toma valores entre 0 y 1, dependiendo del elemento de circuito
representado. La impedancia compleja Z ( jw ) de un semicírculo deprimida podría
expresarse como:
ecuación( 2 )
Z = R s + R c t / n [ 1 + ˙ ( j ω C d l R c t ) ]Gire MathJaxen
siendo ω el ángulo de la depresión:
ecuación( 3 )
ω = ( 1 - n ) × ∘ 9 0Gire MathJaxen
Parámetro n es 1 para un condensador ideal. En los sistemas reales, el
comportamiento ideal capacitiva apenas se observó debido a la rugosidad de la
superficie, heterogeneidades u otros efectos que causan actuales distribuciones
desiguales más de la superficie del electrodo. En el caso en que n = 1, el término ( j
ωC dl R ct ) n se reduce a jωC dl R ct donde C dl es la capacitancia de doble capa
interfacial. Esto se puede interpretar como una indicación del grado de heterogeneidad
de la superficie del metal [7] y [8] .Cuando n toma valores ligeramente superiores a
0,5, corresponde a una heterogeneidad severa, pero cuando n es igual a 1, la
superficie del metal es completamente lisa. Este grado de heterogeneidad se ha
asociado a la dimensión fractal de la superficie [7] , [9] y [10] . A "fractal" es un objeto
con estructura compleja, revelando nuevos detalles en grados crecientes de
aumento [11] y [12] .
Teniendo en cuenta el grado de depresión del semicírculo en la impedancia diagrama
de Nyquist, es posible determinar la dimensión fractal de la superficie del electrodo por
medio de la siguiente ecuación [9] :
ecuación( 4 )
n = 1 / ( D f s - 1 )Gire MathJaxen
donde D fs es la dimensión fractal de la superficie. D fs puede tomar valores entre 2,
para una superficie completamente lisa, a valores cercanos a 3, para una superficie
rugosa. Se ha demostrado que la dimensión fractal de un electrodo puede ser
determinada por medio de mediciones de impedancia electroquímica y se correlacionó
con microscopía de fuerza atómica [10] .
Ruido electroquímico (ES) es una técnica no intrusiva utilizado un gran éxito en
diferentes condiciones de corrosión. ES datos se recogen en forma de series o
conjuntos de longitud suficiente tiempo potencial y / o corriente. Métodos de análisis de
los datos ES incluyen la inspección visual, análisis estadístico y espectral de los
registros de tiempo [13] , [14] , [15] , [16] , [17] y [18] . Estudios previos han sugerido
que los registros de tiempo ES contienen información valiosa sobre protección contra la
corrosión por los inhibidores, el análisis estadístico y visual sin embargo no han
revelado información sobre los mecanismos de inhibición de la corrosión [19] . El
análisis espectral también se han utilizado para estudiar la periodicidad de la
estructura de los registros de tiempo ES. La pendiente de la función de densidad
espectral (SDF) a frecuencias más altas típicamente tiene la forma de (1 / f β ). Los
diferentes valores del exponente β se han reportado para los modos específicos de la
corrosión [20] y [21] .
Alternativamente, la estructura del registro de tiempo de ES se puede analizar en el
dominio del tiempo y se describe por el exponente de Hurst H [12] . El desarrollo de la
geometría fractal de Mandelbrot [11] ha proporcionado las herramientas matemáticas
para el análisis y la caracterización de la estructura y la ampliación exponentes de los
registros de tiempo fractal. Un registro de tiempo ES es un "al azar" fractal, donde los
niveles de detalle son similares pero no idénticos, compartiendo las mismas
propiedades estadísticas. La dimensión fractal D f se describe la estructura de un
fractal, por ejemplo, la "rugosidad" de un registro de tiempo de ES, y la geometría
fractal proporciona la explicación de los valores de D f , H y β que se observan durante
algún tiempo de la ES parámetros de la serie, y los espectros de ruido.Específicamente,
el movimiento browniano (fBm) técnica fraccional de Mandelbrot proporciona la
conexión entre la estructura del registro ES tiempo y SDF (caracterizado por D f , H y β)
y el comportamiento microscópico (reacciones de oxidación) responsable de la
corrosión. La dimensión fractal D f se define como:
ecuación( 5 )
D f = 2 - H = ( 5 - β ) / 2Gire MathJaxen
Por ejemplo, el exponente de Hurst H que está formalmente relacionado con β revela a
largo plazo dependencia del tiempo en una serie de tiempo y se puede evaluar a partir
de las oscilaciones que se producen en los datos. Cuando la variación en el registro de
tiempo durante un intervalo de tiempo específico (el tiempo de retraso) es proporcional
al tiempo de retardo elevado a la potencia H , la serie de tiempo se dice que es
fractal. Según el análisis de rango reescalado de Hurst basado en su ley empírica
propuesto [12] :
ecuación( 6 )
R / S = H ( τ / 2 )Gire MathJaxen
donde R representa la diferencia entre los valores máximo y mínimo de la variable, s la
desviación estándar de la serie de tiempo, τ es el tiempo medido y H el exponente de
Hurst. El parámetro H describe tanto la apariencia de la serie de tiempo ("rugosidad") y
las características: cuando 0,5 < H <1 señal ondulada o "persistencia", o 0 < H <0,5
dentado señal de "anti-persistencia". Cuando H es igual a 0.5 el proceso se dice que es
completamente al azar, que es estadísticamente independientes entre sí. Estos se
asocian al proceso físico-químico, por ejemplo, la corrosión [11] , [12] , [19] y [22] .
El objetivo del presente trabajo es estudiar el rendimiento de un compuesto inorgánico
simple tal como un inhibidor de la corrosión mediante la comparación de los resultados
obtenidos por dos electroquímica es decir, técnicas de ruido electroquímico y
electroquímicas medidas de espectroscopía de impedancia.Especial énfasis se ha
hecho para determinar la morfología de la superficie de metal expresada como la
dimensión fractal de la superficie tal como se obtiene mediante espectroscopia de
impedancia electroquímica y la comparación de la dimensión con el exponente de
Hurst calculado a partir de mediciones de ruido. El objetivo es explorar la posibilidad de
evaluar las características de resistencia a la corrosión de las diferentes
concentraciones de inhibidor.
Efecto de los inhibidores inorgánicos en el comportamiento de la corrosión de acero al carbono 1018 en el LiBr + + H etileno glicol2 mezcla de O
E. Samiento-Bustos una ,
JG González Rodríguez a , , ,
J. Uruchurtu una ,
G. Domínguez-Patiño a , c,
VM Salinas-Bravo b
un Centro de Investigación en Ingeniería y Ciencias Aplicadas, Universidad Autónoma del Estado de
Morelos. Av. Universidad 1001, Col. Chamilpa, CP 62210, Cuernavaca, Morelos, México
b Instituto de Investigaciones Eléctricas, Gerencia de Materiales y Proceso Químicos, Av. Reforma 113,
Col. Palmira, CP 62490, Cuernavaca, Morelos, México
c U.AEM Facultad de Ciencias Químicas e Ingeniería, Av.. Universidad 1001, 62209, Cuernavaca,
Morelos, México
Abstracto
El efecto de los inhibidores inorgánicos en el comportamiento de la corrosión de acero
al carbono 1018 en la mezcla de LiBr (55%) + etilenglicol + H 2 se ha evaluado O a
temperatura ambiente. Inhibidores usados incluyen Lino 3 (nitrato de litio),
Li 2 MOO 4 (molibdato de litio) y Li 2 CrO 4 (cromato de litio) en concentraciones de 5, 20
y 50 ppm. Técnicas electroquímicas incluyen curvas de polarización electroquímica
potenciodinámicas, resistencia al ruido (EN) y espectroscopia de impedancia
electroquímica (EIS) mediciones. Además, se calcularon las isotermas de adsorción. Los
resultados obtenidos mostraron que tanto, la velocidad de corrosión y la densidad de
corriente pasiva disminuyeron con inhibidores, y, en términos generales, los inhibidores
de la eficiencia aumentó con la concentración de inhibidor, excepto en el caso de
Li 2 CrO 4, donde se obtuvo la mayor eficiencia con 20 ppm de inhibidor. Potencial de
picadura con 5 ppm de inhibidor, sin tener en cuenta su composición química, era más
activa que en ausencia de inhibidor, aumentado a 20 ppm, especialmente con
Li 2 CrO 4 , y se mantuvo inalterada con 50 ppm. ES mediciones mostraron que a 5 ppm
de inhibidor, el número de ruptura / repasivación eventos de cine fue mayor que el
obtenido a 20 o 50 ppm. Las isotermas de adsorción sugirieron un mecanismo de
adsorción diferente para cada inhibidor, mientras que los resultados de EIS sugirieron
que el proceso de corrosión cuando se añaden nitratos estaba bajo el control de
transferencia de carga, pero en el caso de molibdatos o cromatos estaba bajo control
de la difusión.
Palabras clave
Bromuro de litio ;
El glicol de etileno ;
Los inhibidores de corrosión ;
Impedancia electroquímica ;
Resistencia al ruido
1. Introducción
En la actualidad, muchos países invierten en el desarrollo de equipos para facilitar la
recuperación y el uso más eficiente de la energía. Transformadores de calor de
absorción son algunos de los elementos más promisorios para mejorar el calor de
residuos industriales, geotérmico y el calor solar que proviene de los niveles de energía
más altos. En la actualidad, hay alrededor de 15 transformadores que operan en las
plantas industriales de todo el mundo y Japón utilizan desde hace 20
años [1] , [2] y [3] . Bromuro de litio (LiBr) salmueras pesadas son uno de los
absorbentes más ampliamente utilizados [4] , [5] , [6] , [7] y [8] .Aunque LiBr posee
propiedades físicas térmicas favorables, que puede causar graves problemas de
corrosión en componentes metálicos de los sistemas de refrigeración e
intercambiadores de calor en las plantas de la absorción tales como acero al carbono,
acero inoxidable, aleaciones de cobre y titanio [9] .Algunas otras desventajas de las
mezclas de LiBr / agua son: (a) la presión de trabajo baja, (b) altas velocidades de
corrosión a altas temperaturas, y (c) la tendencia a cristalizar a altas concentraciones
de LiBr.
Una forma alternativa para reducir algunas de estas desventajas de la mezcla de
agua / LiBr es agregar etilenglicol para el sistema [8] debido a algunas propiedades
físicas térmicas de la mezcla de LiBr / agua, tales como la conductividad térmica, la
viscosidad, la concentración máxima son etc mejorado [4] . Sin embargo, no hay datos
disponibles en cuanto a los problemas de corrosión que se pueden encontrar en este
sistema.
El candidato material estructural más barato y primero que uno puede tener es de
acero al carbono. Sin embargo, no es precisamente la más resistente a la corrosión
para muchos entornos [10] , [11] y [12] . Por esta razón, los efectos de la corrosión de
alta esperados de las soluciones acuosas LiBr nos guían para usar inhibidores de la
corrosión añadidos a esos ambientes. Sin embargo, existen muy pocos inhibidores que
cumplan al mismo tiempo tanto las exigencias ecológicas tecnológica y [3] . En la
práctica, los inhibidores se utilizan para el control de la corrosión en sistemas cerrados
y como una alternativa de la eficiencia económica para el uso de materiales. La
afectividad de algunos inhibidores de la corrosión depende del tipo de material, sus
propiedades y el medio ambiente corrosivo. Cromato es un inhibidor de
pasivación muy eficaz a niveles relativamente altos. Es muy eficaz para aleaciones
ferrosas en la presencia de iones haluro. Se puede pasivar metales mediante la
formación de película de óxido de mono-atómica o poliatómico en la superficie del
electrodo. Por lo tanto, cromatos son muy buenos inhibidores para prevenir la corrosión
por picadura de aceros inoxidables. En general se supone que en medios ácidos,
inhibidores de la corrosión se adsorben sobre la superficie metálica que se traduce en
un cambio estructural de la doble capa y por encima de una cierta relación de
concentración de no agresivo a los iones agresivos cuando las especies tales como
Br - están presentes en la solución . La película pasiva formada por cromato de hierro
se compone principalmente de óxido de hierro y óxido de cromo, que provienen de la
oxidación del hierro por cromato y la reducción de cromato [6] . Sin embargo, la
principal desventaja de los cromatos es la toxicidad del cromo en el estado de
oxidación (VI) [3] .
Nitratos y molibdatos son inhibidores inorgánicos, pasivación que se
han utilizado satisfactoriamente en muchos ambientes corrosivos. Por ejemplo,
molibdatos han sido utilizados para prevenir acero dulce [13] y el acero laminado en
frío [14] a la corrosión en agua de refrigeración simulada, en la inhibición de la
corrosión de zinc en soluciones ácidas [15] , que se utiliza para sellar recubrimientos
de fosfato de inmersión en caliente de acero galvanizado [16] o sobre la corrosión
bacterianas o de hierro [17] .Por otro lado, los nitratos se han usado en la inhibición de
la corrosión de acero galvanizado y aluminio [18] y zinc [19] en soluciones de NaCl,
para la inhibición de la corrosión de zinc en soluciones ácidas [15] , en el pozo de la
iniciación de aluminio puro en soluciones de HCl [20] o incluso utilizado en
revestimientos de sol-gel para el acero dulce [21] . Por lo tanto, el objetivo de este
trabajo es evaluar la velocidad de corrosión del acero al carbono en el LiBr +
etilenglicol + agua, como nuevo fluido de absorción, y evaluar el uso de inhibidores
inorgánicos tales como , , etc como candidatos alternativos para
compuestos orgánicos, menos tóxicos, más baratos, etc
Cobre patinado evaluación corrosión por medio de la geometría frac tal con ruido electroquímico (EN) y el análisis de imágenes
E. García-Ochoa una ,
F. Corvo un , b , ,
un Centro de Investigación en Corrosión (CICORR), Universidad Autónoma de Campeche, Av. A. Melgar
s / n, Col. Buenavista, CP 24030 Campeche, Cam, Mexico
b Instituto de Ciencia y Tecnología de Materiales (IMRE), Universidad de la Habana, Cuba, calle zapata
esq a G, Vedado, Plaza, Ciudad de la Habana, Cuba
Abstracto
La teoría del caos y el uso de la geometría fractal se originó una nueva metodología
para estudiar EN señales obtención de nueva información sobre los procesos de
corrosión. Se obtiene una relación directa clara entre el análisis fractal de series
temporales ES e imágenes.
Palabras clave Ruido electroquímico (EN) ;
El análisis de imágenes ;
La geometría fractal
1. IntroducciónEl cobre es uno de los materiales metálicos más importantes debido a su amplia
aplicación en el campo de la ingeniería [1] , [2] , [3] y [4] . Las propiedades
protectoras de pátina de cobre y la magnitud de su protección se han estudiado el uso
de diferentes técnicas tales como XPS, IRA, XRD y SEM / EDS [5] , [6] ,[7] , [8] y [9] .
Ruido electroquímico (ES) es la única técnica electroquímica que no perturbe el
sistema. Película de electrolito es muy pequeño y puede afectar a cualquier
perturbación que; que es el caso de la corrosión atmosférica. ES medición actual se
aplica ahora con frecuencia tras el proceso de corrosión [10] .
Algunos informes [11] y [12] llevar a cabo un análisis fractal de la señal para
determinar las características del fenómeno de la corrosión. La teoría del caos y el uso
de la geometría fractal ha producido una nueva metodología para estudiar señales ES,
con nueva información acerca de los procesos de corrosión, lo que nos permite tener
una mejor explicación para ellos [13] y [14] .
Teoría y aplicación del exponente de Hurst [15] últimamente se han centrado en gran
medida por los físicos, matemáticos e ingenieros. La aplicación más popular ha sido el
análisis de series de tiempo. La definición Hurst está muy relacionado con el concepto
de la geometría fractal, que se define como Df = De - H (Df es la dimensión fractal del
objeto en observación). Para una serie de tiempo, Df se encuentra entre 1 y 2 y para
una imagen entre 2 y 3. De euclidiana es la dimensión que corresponde al objeto a la
que se determinará la dimensión fractal. En caso de una serie de tiempo, el valor será
2, y en el caso de una imagen, el valor correspondiente será 3.
Valores de exponente de Hurst oscilan entre 0 y 1. El valor de 0,5 se refiere a un
comportamiento aleatorio completo. Bajo estas circunstancias, no existe una
correlación entre el presente y el elemento de futuro.Cuando el valor del componente
Hurst se encuentra en el intervalo de 0,5 < H <1, esto indica la persistencia del
fenómeno o, en otras palabras, autocorrelación. El intervalo de 0 < H <0.5 indica anti-
persistencia o autocorrelación negativa. En base a estos conceptos,
Reman [16] propuso el índice de previsibilidad en series de tiempo (IPS) que se define
por la siguiente ecuación:
Gire MathJaxen
DFS es la dimensión fractal de la serie temporal. Teniendo en cuenta que el exponente
de Hurst también se ha asociado con la rugosidad, otro índice Previsibilidad superficie
(IPI), se podría definir de acuerdo con la siguiente ecuación:
Gire MathJaxen
Diámetro interior de muelle es la dimensión fractal de la imagen.
Caracterización de imagen usando dimensión fractal sobre la base de la micrografía es
una metodología muy robusto; la textura de los cambios microestructurales superficie
es independiente de diferentes variables como la iluminación [17] . La ventaja del
enfoque fractal para caracterización de la superficie, es que es insensible a los detalles
estructurales, y la estructura se caracteriza por un solo descriptor, la dimensión
fractal D [18] . Por otra parte, la reciente comparación estadística de los parámetros de
rugosidad pertinentes reveló que la dimensión fractal es el parámetro más relevante
para describir la topografía de la superficie [19] . Dimensión fractal se vuelve
conveniente para la caracterización de diferentes topografías, tales como los obtenidos
por los procesos electroquímicos de disolución anódica controlada, comúnmente
utilizados para dar forma y estructuración de superficie de metales [20] .
Hoy en día, se obtienen resultados cuantitativos usando análisis digital de las
señales [21] . Fenómenos de corrosión crean superficies de apariencia muy complejo,
muy difícil de describir y entender. Series de tiempo y los fractales pueden ser
utilizados como una herramienta para ayudar a interpretar y comprender estas
superficies. Algunos autores han encontrado la información relevante acerca de los
fenómenos de corrosión[22] utilizando este procedimiento. Señal de entrada actual ES
contiene información relativa a la actividad de la superficie del electrodo. Una
superficie equivalente puede ser generado sobre la base de series temporales de
características similares fractal [23] .
El objetivo principal de este trabajo es determinar la capacidad de protección de
pátinas de cobre formado en una exposición a diferentes ambientes con ruido
electroquímico (EN) y análisis de imágenes. Análisis fractal de la serie temporal
obtenida por ES actual y las imágenes también se lleva a cabo. Se hace una
comparación con el fin de averiguar si una relación entre los dos tipos de análisis
fractal se puede hacer.
Los estudios electroquímicos de la corrosión por picadura de estaño en solución de ácido cítrico que contiene Cl -
M. Jafarian una , , ,
F. Gobal b ,
I. Danaee una ,
R. Biabani una ,
MG Mahjani un
el Departamento de Química, KN Toosi University of Technology, PO Box 15875-4416, Teherán, Irán
b Departamento de Química de la Universidad Sharif de Tecnología, PO Box 11365-9516, Teherán, Irán
Abstracto
El comportamiento electroquímico de un electrodo de estaño en soluciones de ácido
cítrico de diferentes concentraciones se estudió mediante técnicas
electroquímicas. Las E / I curvas mostraron que el comportamiento anódico de estaño
exhibe transición activa / pasiva. La pasivación es debido a la formación de Sn
(OH) 4 y / o de SnO 2 película sobre la superficie del electrodo. La adición de NaCl a la
solución de ácido cítrico, mejora la disolución activa de estaño y tiende a la ruptura de
la pasividad a un determinado potencial avería. Voltametría cíclica y mediciones
galvanostáticas permiten que el potencial de picadura ( Ehoyo ) y el potencial de
repasivación ( E rp ) que se determine. Potenciostático mediciones mostraron que los
procesos anódicos en general se pueden describir por tres etapas. La primera etapa
corresponde a la nucleación y el crecimiento de una capa pasiva de óxido. Las
segundas etapas incluyen nucleación pozo y el crecimiento y la tercera etapa implican
repasivación. El espectro de impedancia de Sn puro se encontró que consistía de tres
intersección semicírculos capacitivos en las frecuencias altas y medias con un bucle
inductivo en las frecuencias bajas. Los semicírculos capacitivos que ocurren en la
frecuencia alta y media son debido a las propiedades dieléctricas de película de óxido
de la superficie y la disolución del metal subyacente, respectivamente. El lazo inductivo
a bajas frecuencias resultados de Cl - adsorción a la región picaduras. Al aumentar el
potencial de la corrosión por picadura y la dimensión fractal de la superficie debido al
aumento de picaduras.
Palabras clave Estaño ;
A la corrosión ;
Pasivación ;
Picaduras ;
Dimensión fractal
1. Introducción
De estaño, un metal anfótero, reacciona en tanto el ácido y alcalino, pero es
relativamente resistente a los medios de comunicación neutro o casi neutro. Se utiliza
como un recubrimiento electrodepositado sobre acero, cobre o níquel, que presenta
muy grandes áreas de superficie a los ambientes corrosivos. Diagramas potencial-
pH [1] , [2] y [3] muestran favorablemente corroe en soluciones ácidas y alcalinas y
su estabilidad justo en soluciones neutras. En medios ácidos, el comportamiento de
estaño cambios de la pasividad a la corrosión a un pH de 5-4, que está en el rango de
la lluvia ácida.
De estaño de alta pureza se disuelve solo ligeramente en ácidos libres a partir de aire u
otros agentes oxidantes debido al alto sobrepotencial de hidrógeno y por lo tanto, la
corrosión se controla por la tasa de suministro de oxígeno. Sin embargo, en las grandes
concentraciones de oxidantes prácticamente pueden detener la corrosión y lograr la
pasivación. Si aumenta la corrosión de estaño está en contacto con un metal con un
bajo sobrepotencial de hidrógeno y acelera si las pequeñas cantidades de impurezas
metálicas, tales como aquellos en las categorías comerciales de estaño están
presentes [4] y [5] .
El comportamiento electroquímico del estaño es de interés debido a su aplicación
tecnológica generalizada.Una cantidad relativamente grande de trabajo se ha centrado
en el comportamiento electroquímico del metal en la presencia de ácidos
orgánicos [6] , [7] , [8] , [9] y [10] . Estos ácidos están presentes naturalmente en los
alimentos en conserva y pueden participar directamente en la corrosión electroquímica
y / o la pasivación del metal.
Corrosión uniforme de estaño se observa en ácido cítrico puro revelando una superficie
que muestra la reflexión anisotrópica de la luz polarizada. Existe un acuerdo general en
la literatura que la alta resistencia a la corrosión de estaño en solución de ácido cítrico
es debido a la presencia de una película pasiva estable delgada que se forma sobre la
superficie del metal. Una película anódica formada sobre la superficie de estaño puede
influir notablemente el modo de ataque corrosivo [11] , [12] y [13] y la presencia de
diferentes iones puede modificar los procesos de disolución e incluso conducir a la
ruptura de la película pasiva y picaduras de superficie .
Varios autores informan de que la corrosión por picaduras se produce cuando la
superficie se expone a soluciones acuosas que contienen aniones agresivos tales como
haluros de [14] . Tipo de la corrosión (picaduras o uniforme) depende de la
composición del medio. Las picaduras es una forma de corrosión localizada en la cual
el metal se elimina preferentemente de las zonas vulnerables en la superficie. Más
específicamente, la corrosión por picaduras es local de disolución que conduce a la
formación de cavidades en metales o aleaciones pasivadas que están expuestos a
soluciones acuosas, casi neutros que contienen aniones agresivos, cloruro
principalmente. Una de las características más distintivas de este tipo de ataque
localizado es la existencia de un umbral anódica potencial por debajo del cual las
picaduras no se produce en el sistema de metal-electrolito dado. Este potencial umbral
previamente fue llamado "potencial ruptura de la pasividad" y más recientemente
"potencial crítico para la nucleación pit" o "potencial de picadura", su determinación es
uno de los objetivos principales de la investigación a la corrosión por picaduras, ya que
permite la evaluación cuantitativa de la resistencia (sensibilidad ) a la picadura de un
material dado bajo condiciones ambientales definidas [15] y [16] .
Cuatro etapas de la corrosión por picadura se pueden distinguir: los procesos (i) que se
produce en el límite de la película pasiva y la solución; (ii) procesos que ocurren dentro
de la película pasiva, (iii) formación de la llamada pozo metaestable que inicia y crece
para un corto período de tiempo por debajo del potencial de picadura y luego repasivar
(este es un paso intermedio en picaduras); (iv) el crecimiento estable por encima de la
fosa potencial de picadura.
El espectro de impedancia del circuito utilizado para el modelado de los datos se
compara con el espectro de impedancia real del sistema de corrosión con el fin de
estimar diversos elementos de circuito. Uno de los usos de espectroscopia de
impedancia es la determinación de la dimensión fractal de la superficie después de las
picaduras.
Dimensión fractal ( D f ) es un parámetro cuantitativo para el análisis de los objetos
fractales que es ampliamente utilizado para diferentes propósitos. Además, es uno de
los parámetros más importantes y útiles para el análisis de la estructura de superficies
rugosas y puede proporcionar valiosa información adicional sobre las propiedades y la
dinámica del sistema estudiado [17] . Fractales se han caracterizado por varios
métodos que se pueden clasificar como físicos, químicos y electroquímicos. Métodos
electroquímicos cuando son apoyados por simulaciones matemáticas son, quizás, los
métodos más útiles y fiables para la determinación de las dimensiones fractales de
superficies [18] .
El objetivo de este trabajo es estudiar los electrodisolución, pasivación y picaduras de
corrosión de estaño en solución de ácido cítrico que contiene Cl - iones mediante
técnica electroquímica.
"Diario de la Sociedad China de Corrosión y Protección" 2006-05
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MÉTODOS FRACTAL EN EL ESTUDIO DE MODELO Y CORROSION CORROSION
WENG Yongji, XU Shujian, BIAN Li (Universidad del Petróleo de China, Beijing 102200)
Aplicaciones de la teoría fractal en la descripción de los comportamientos de corrosión y la creación de
la corrosión se introdujeron modelo basado en las recientes progresos en las muestras exitosas field.Several
se demostraron en detalles, a saber: (1) para corregir el índice de fluctuación que denota la corrosión (por
ejemplo, desviación estándar) por dimensión fractal (FD) para mejor describir comportamientos corrosión; (2)
para observar características fractales en la superficie de acero corroídos (por ejemplo, la distribución para la
formación de micro-gotas en la atmósfera temprana y para el diámetro del pozo y la profundidad en el suelo a
la corrosión) y obtener una distribución FD; ( 3) proponer un nuevo enfoque para estimar la dimensión 2-FD
(D_ (2D)) y 3 dimensiones FD (D_ (3D)) de la imagen de la corrosión y encontrar que respectivamente indican
FD para el diámetro de pozo y distribución en profundidad, (4) para crear el modelo basado en la formación de
la corrosión proceso dinámico fractal para predecir el desarrollo de corrosión de los metales en el suelo y la
atmósfera, y mostrar el parámetro de la relación entre el modelo fractal y el modelo experimental.
【】 Palabras clave: comportamiento de la corrosión la corrosión modelo fractal método de aplicación
de ejemplo
【】 Índice de Categoría: TG172
Las simulaciones de la corrosión limitada difusión en el metal | Interfaz ambiente
J. Saunier una ,
A. Chaussé una ,
J. Stafiej un , b ,
JP Badiali c , ,
un Laboratoire Analyse et Environnement, UMR 8587, Université d'Evry Val d'Essonne, Bd. F. Mitterrand,
91025 Evry, Francia
b Instituto de Química Física de la Academia Polaca de Ciencias, ul. Kasprzaka 44/52, 01-224 Varsovia,
Polonia
c Laboratoire d'Électrochimie et de Chimie Analytique, ENSCP et Université Pierre et Marie Curie, UMR
7575, 4, Place Jussieu, París Cedex 05 75005, France
Abstracto
El uso de un sencillo modelo de autómata celular se describe el papel de los procesos
de difusión y reacción en un fenómeno de corrosión en la cual hay formación de una
película insoluble en una superficie. Trabajo en una escala mesoscópica, nos centramos
en tres procesos principales: la corrosión del sustrato, la difusión de las especies a
través de la capa ya formada y la precipitación de estas especies en la capa. Puesto
que la concentración de especies químicas que participan en estos procesos puede ser
importante, se introduce una interacción entre ellos. Debido a estas interacciones,
existe un efecto de retroalimentación sobre la evolución y la estructura de la parte
delantera a la corrosión. Se demuestra que la velocidad de corrosión inicial se sustituye
progresivamente por una tasa de corrosión determinada por un proceso de
difusión.Paralelamente, se observa un aplanamiento de la frente a la corrosión, que
pierde el carácter fractal predicho por los modelos tradicionales de
crecimiento. También investigamos la distribución de las partículas de difusión a través
de la capa en formación. Aunque simple, los mecanismos implicados en el modelo dan
lugar a un comportamiento altamente no lineal debido a la complicada acoplamientos
entre los procesos. A primera asignación entre las simulaciones y los sistemas reales
se intenta, lo que demuestra que los mecanismos considerados aquí podrían aparecer
en el Real metales | interfaces de medio ambiente.
PACS 68.55.Jk ;
68.35.Fx ;
66.30.-h
Palabras clave Capa ;
A la corrosión ;
Difusión ;
Morfología ;
Simulación numérica
1. IntroducciónEn contacto con un entorno natural que contiene especies agresivas, un material
puede ser dañado y se convierten en inadecuados para el propósito específico para el
que se ha creado. Por lo general, estos daños comprenden varios procesos
macroscópicos, por ejemplo, la corrosión, la precipitación, la pasivación / depasivación,
la tensión mecánica, etc, cada uno de ellos puede ser el resultado de varios procesos
en una escala microscópica. Además de todos estos fenómenos tienen lugar en
condiciones mal definidas que resultan de la evolución del medio ambiente. En general,
tenemos que hacer frente a los procesos multi-escala, tanto en el espacio y el
tiempo. Un enfoque teórico de un material | Interfaz entorno requiere la introducción
de los modelos simples de la que podemos esperar una descripción de las
características generales de la evolución de un material.
La combinación de estos procesos puede generar diferentes tipos de interfaces. Por
ejemplo, la corrosión del sustrato pueden dar lugar a la formación de productos de
corrosión que son solubles, insoluble o parcialmente soluble. En lo que sigue nos
centraremos en el caso en el que se observa la formación de una capa insoluble. Esto
conduce a investigar un acoplamiento entre procesos de corrosión y crecimiento en
una superficie.
En el dominio de crecimiento no ha habido investigación mucho teórico (ver, por
ejemplo, Ref.. [1] sobre la base de simulaciones numéricas. El modelo de Eden [2] y el
llamado agregación de difusión limitada (LDA) modelo [3] representan dos puntos de
partida básicos de los cuales se puede elaborar una descripción teórica de los procesos
de crecimiento. Para describir un fenómeno de corrosión, podemos considerar una
extensión del modelo de Eden [2] . Tal extensión basada en el concepto de autómatas
celulares ha sido propuesto recientemente estudiar el efecto de los parámetros
cinéticos que participan en los mecanismos de corrosión en la rugosidad de la
superficie corroída [4] y [5] . Utilizando el modelo de Edén, la destrucción aleatoria de
una superficie conduce a la formación de un frente de la corrosión que tiene una
rugosidad, lo que aumenta indefinidamente . La capa formada presenta un frente de
crecimiento que tiene el mismo tipo de rugosidad. Una descripción más realista del
crecimiento de la capa implica la introducción de un proceso de transporte entre los
dos frentes [6] y [7] .
En este trabajo podemos mejorar el modelo propuesto en la referencia. [8] mediante la
introducción de un efecto de retroalimentación de la capa formada sobre la velocidad
de corrosión. Nuestro objetivo principal es investigar la influencia de tal efecto en la
velocidad de corrosión y la morfología de la capa.
Los procesos que queremos imitar, son los siguientes. En contacto con una especie
agresiva, una pieza de material se corroe. Una parte de la especie corroída está
implicado en la formación de un nuevo compuesto (el producto de la corrosión) que
precipita en el lugar donde la corrosión se lleva a cabo mientras que la parte restante
de la especie corroída comienza a difundirse a través de la capa en formación hasta
que llega a la la capa límite donde se precipita como un producto de la
corrosión. Podemos esperar que unos pocos de tales mecanismos se presentan con
frecuencia cuando una superficie de un material sin protección está en contacto con el
entorno natural. De la gran cantidad de literatura dedicada a procesos de simulación se
aprende que la combinación de unos pocos fenómenos simples, tales como los que se
consideran aquí es suficiente para producir un comportamiento
complejo [9] y [10] incluyendo, por ejemplo, la existencia de múltiples estados o la
creación de comportamiento caótico. La descripción de este comportamiento
inesperado o impredecible representa un verdadero desafío cuando tenemos que lidiar
con el medio ambiente.
El trabajo se organiza de la siguiente manera. En la sección 2 se describe un modelo
físico sencillo y luego le damos su versión-autómata celular en una red
bidimensional. En la sección 3 se analizan los resultados centrados en la evolución de
la velocidad de corrosión, la distribución de los caminantes en la capa y la rugosidad de
la parte delantera. En la última sección se presenta un mapeo tentativo entre los
resultados de la simulación y algunos datos experimentales, se presenta una breve
conclusión.
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