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.