バイオエタノール発酵槽用ステンレス鋼のピッティング腐食挙動に及ぼすエタノールの影響

Influence of Ethanol on Pitting Corrosion Behavior of Stainless Steel for Bioethanol Fermentation Tanks.

• Yiting Wan
• Yangting Sun
• Dingzhou Cai
• Liqiang Yin
• Nianwei Dai
• Longlin Lei
• Yiming Jiang
• Jin Li

抄録

AISI 316Lオーステナイト系ステンレス鋼の孔食挙動におけるエタノール(CHOH)の役割を塩化物を含むエタノール水溶液中で検討した。エタノール含有溶液中の316Lの孔食感受性と表面形態を、X線光電子分光法(XPS),3Dスティッチングを用いた光学顕微鏡,浸漬試験,電位力学的分極測定を用いて調べた。その結果、エタノール濃度は不動態皮膜の安定性にはほとんど影響を与えないが、孔食感受性には劇的な影響を与えることが明らかになった。浸漬試験後の316Lの腐食速度は、塩化第二鉄水溶液中のエタノール濃度が0から10Mまで増加すると、最初に増加し、その後減少した。しかし，これはエタノール系NaCl水溶液中では，水の濃度が低下するにつれて，破壊電位が489mVから249mVへと直接低下することには対応していなかった。浸漬試験および電気化学試験後のピッティング密度から、エタンノール溶液中でのピッティングの開始は、同時に複数のポイントで発生する傾向があることが示された。また、エタノール導入による金属カチオンの加水分解促進と溶解度低下のピッティング挙動への相乗効果についても考察した。

The role of ethanol (CHOH) in pitting corrosion behavior of AISI 316L austenitic stainless steel was investigated in aqueous ethanolic solution with chloride. The pitting susceptibility and surface morphology of 316L in a series of ethanol-containing solutions were examined using X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), optical microscopy with 3D stitching, immersion tests, and potentiodynamic polarization measurements. Results demonstrated that the ethanol concentration impacted little on the passive film stability while it dramatically influenced the pitting corrosion susceptibility. Corrosion rate of 316L after immersion tests first increased and then decreased as the concentration of ethanol increased from 0 to 10 M in ferric chloride solution. This, however, did not correspond to the breakdown potential which directly decreased from 489 to 249 mV as the water concentration decreased in ethanolic NaCl solutions. The pits density after both immersion and electrochemical tests showed that the initiation of pitting in ethanolic solution tended to occur at multiple points at the same time. The synergy effect on pitting behavior of hydrolysis enhancement and solubility reduction of metal cations due to the introduction of ethanol has also been discussed.

Copyright © 2020 Wan, Sun, Cai, Yin, Dai, Lei, Jiang and Li.