Operando korrosionsstudier av stål för industriellt avfallshantering genom normal trycks XPS
| Diarienummer | |
| Koordinator | SWERIM AB - Material- och Processutveckling |
| Bidrag från Vinnova | 500 000 kronor |
| Projektets löptid | november 2020 - maj 2022 |
| Status | Avslutat |
| Utlysning | Forskningsinfrastrukturer - nyttiggörande och samverkan |
| Ansökningsomgång | Industriella pilotprojekt för användning av neutron- och fotonbaserade tekniker vid storskalig forskningsinfrastruktur - 2020 |
| Slutrapport | 2020-03793_SSAB.pdf(pdf, 282 kB) (In English) |
Syfte och mål
SSAB:s höghållfasta stål (HSS) som används i avfallsindustri utrustning exponeras för korrosiva miljöer. Utveckling av nya HSS med specifika ytoxider minskar korrosion och avfallsutrustning håller längre med mindre vikt och högre effektivitet. Målet var att undersöka tjocklek, komposition och stabiliteten av oxidskikten som bildas på HSS i olika korrosionsmiljö. Genom att tillsätta olika anodiska potentialer under in-situ AP-XPS mätningar kunde ytteroxid- och inneroxidskikten mätas för komposition och täthet. Tjockleken beräknades från spektran genom en lagermodell.
Resultat och förväntade effekter
Stabiliteten och komposition av oxidskiktet är olika för HSS ytor korroderade i ättiksyra lösning jämfört med en saltlösning. Ytoxid av HSS i pH 4.5 elektrolyt ökad oxidskiktets tjocklek. Med ökande korrosionström ökade Fe3O4 i HX450 medan Cr2O3 och Cr hydroxid är utarmat från oxidskiktet i HXHiAce. I saltlösningen, både material ökade i oxidtjocklek, men HXHiAce skicket var inte tät och minskade i Cr-halt. Små mängder Cr i ytskiktet har en positiv men begränsad effekt, och då bidrar till avfallsutrustning med bättre hållbarhet.
Upplägg och genomförande
Experiment utfördes på HIPPIE beamline (MAX IV, Lund). Proven skurades ut från HX450 och HXHiAce plåt polerades till 3 µm och rengjordes med etanol and aceton. Dessa monterades i provbehållaren tillsammans med SCE och en Pt motelektrod, sedan placerade på manipulatorn i vakuumkammare som höll 18-20 mbar. Elektrokemiska reaktionen startades när elektroderna doppades i elektrolytbehållare (CH3COOH resp 0.01M NaCl) och potentialen fått genom en potentiostat kopplad till manipulatorn. Efter en bestämd tid drogs ut elektroderna från behållaren och APXPS spektra mätades.