ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МЕТОДА СКАНИРУЮЩЕГО ЗОНДА КЕЛЬВИНА ДЛЯ РАННЕЙ ДИАГНОСТИКИ КОРРОЗИИ ТРУБОПРОВОДНОЙ СТАЛИ
##plugins.themes.bootstrap3.article.sidebar##
##plugins.themes.bootstrap3.article.main##
Аннотация
Раскрытие механизмов коррозии и повышение стойкости материалов требуют перехода от оценки интегральных характеристик к анализу процессов на микроуровне. Целью данной работы является установление корреляции между пространственным распределением работы выхода электрона (РВЭ) поверхности стали и локализацией очагов коррозионного разрушения с использованием метода сканирующего зонда Кельвина (СЗК). Эксперименты на образце трубопроводной стали в растворе NaCl продемонстрировали, что СЗК способен детектировать зарождение питтинговой коррозии путем картирования распределения РВЭ. В результате установлена корреляция между локальными вариациями РВЭ и инициированием коррозии, что позволяет диагностировать разрушение на докритической стадии, задолго до появления видимых дефектов. Таким образом, работа подтверждает, что метод СЗК служит высокоинформативным инструментом для микроуровневого анализа механизмов коррозии. Прямым развитием данного исследования является применение метода СЗК для изучения кинетики коррозии стали газопроводов в модельных и натурных почвенных электролитах с целью разработки прогнозных моделей и карт коррозионной опасности.
##plugins.themes.bootstrap3.article.details##
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
Библиографические ссылки
Romaniuk, V.N., Niyakovskii, A.M., Strutsky, N.V., & Svistun, A.L. (2025). Pochvenno-gruntovye faktory, vliyayushchie na protsess korrozii stal'nykh podzemnykh truboprovodov, i ikh komp'yuternoe modelirovanie [Soil and ground factors affecting the steel underground pipelines corrosion process and their computer simulation]. Energetika. Izvestiya vysshikh uchebnykh zavedenii i energeticheskikh ob"edinenii SNG, 68(3), 230–244. (In Russ., abstr. in Engl.). DOI: 10.21122/1029-7448-2025-68-3-230-244.
Zharin, A.L. (2010). Contact Potential Difference Techniques as Probing Tools in Tribology and Surface Mapping // Scanning Probe Microscopy in Nanoscience and Nanotechnology. – Heidelberg: Springer-Verlag. – Р. 687–720.
Yasakau, K. (2020). Application of AFM-based techniques in studies of corrosion and corrosion inhibition of metallic alloys. Corrosion and Materials Degradation, 1(3), 345–372. DOI: 10.3390/cmd1030017.
Sviridenok, A.I., Zharin, A.L., Kravtsevich, A.V., & Tyavlovsky, A.K. (2014). Vliyanie vysokodispersnogo napolnitelya na adgezionnye i friktsionnye svoistva sopolimera etilena s vinilatsetatom [Influence of highly dispersed filler on adhesive and tribo-logical properties of ethylene-vinyl acetate copolymer]. Trenie i iznos, 35(4), 401–411. (In Russ.).
Fujimori, H., Ishikawa, Y., Isobe, Y., Ohnaka, N., Sakai, M., & Takahashi, T. (1999). Method of evaluating corrosion resistance of metal material, method of designing alloy of high corrosion resistance, method of diagnosing corroded state of metal material, and method of operating plant (U.S. Patent No. US 5901071 A).
Wang, C., Li, Y., & Alvarado, L. (2020). Study on electrochemical behavior of 20# carbon steel with disbonded coating by scanning Kelvin probe and local electrochemical impedance spectroscopy. International Journal of Electrochemical Science, 15(6), 4988–5001. DOI: 10.20964/2020.06.17.
Wang, S., Liu, D., Du, N., Zhao, Q., Liu, S. & Xiao, J. (2015). Relationship between dissolved oxygen and corrosion characterization of X80 steel in acidic soil simulated solution. International Journal of Electrochemical Science, 10(5), 4393–4404. DOI: 10.1016/S1452-3981(23)06631-2.
Bai, Z., Xiao, K., Dong, P., Dong, C., Wei, D., & Li, X. (2018). Effect of iron ion diffusion on the corrosion behavior of carbon steels in soil environment. RSC Advances, 8(71), 40544–40553. DOI: 10.1039/C8RA08032A.
Yan, F., Wang, X., Li, X., Wang, C., & Jiang, B. (2020). Corrosion behavior of Al–Cu–RE (RE = La, Ce) alloy joints in alkaline soil extract. International Journal of Electrochemical Science, 15(8), 8012–8025. DOI: 10.20964/2020.08.07.
Chen, H., Lv, Z., Lu, L., Huang, Y., & Li. X. (2021). Correlation of micro-galvanic corrosion behavior with corrosion rate in the initial corrosion process of dual phase steel. Journal of Materials Research and Technology, 15, 3310–3320. DOI: 10.1016/j.jmrt.2021.09.123.
Lee, Y.-H., Kim, G., Kim, K.-M., Ko, S.-J., Kim, W.-C., & Kim J.-G. (2022). Localized corrosion occurrence in low-carbon steel pipe caused by microstructural inhomogeneity. Materials, 15(5). DOI: 10.3390/ma15051870.
Liu, B., Yang, J., Du, C., Liu, Z., Wu, W., & Li, X. (2023). Stress corrosion cracking of X80 steel heat-affected zone in a near-neutral pH solution containing Bacillus cereus. npj Materials Degradation, 7(1). DOI: 10.1038/s41529-023-00333-w.
Sugae, K., Otsuka, Y., & Kamimura, T. (2024). Simultaneous measurement of corrosion potential and hydrogen penetration using double-head scanning Kelvin probe. Electrochemistry Communications, 163. DOI: 10.1016/j.elecom.2024.107717.
Qin, M., Hu, Q., & Cheng, Y.F. (2024). Passivation of X80 pipeline steel in a carbonate/bicarbonate solution and the effect of oxide film on hydrogen atom permeation into the steel. International Journal of Hydrogen Energy, 70, 1–9. DOI: 10.1016/j.ijhydene.2024.05.115.
Komarova, E.G., Akimova, E.B., Kazantseva, E.A., Zharin, A.L., & Sharkeev, Y.P. (2025). Effect of ultrasonic power applied to micro-arc oxidation on the morphology, chemistry, wettability and electrical properties of calcium phosphate coatings on titanium. Journal of Alloys and Compounds, 1039. DOI: 10.1016/j.jallcom.2025.183056.
Zharin, A.L., Mikitevich, V.A., Svistun, A.I., & Pantsialeyeu, K.V. (2023). Universal'nyy tsifrovoy zondovyy elektrometr dlya kontrolya poluprovodnikovykh plastin [Universal digital probe electrometer for monitoring semiconductor wafers]. Pribory i metody izmerenii, 14(3), 161–172. DOI: 10.21122/2220-9506-2023-14-3-161-172.
Рекомендуемые статьи автора (авторов)
- В. Н. РОМАНЮК, А. М. НИЯКОВСКИЙ, Н. В. СТРУЦКИЙ, ПРЕДИКТИВНАЯ АНАЛИТИКА ОБЪЕКТОВ ГАЗОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ: ТЕКУЩЕЕ СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ, Вестник Полоцкого государственного университета. Серия F. Строительство. Прикладные науки: № 3 (2024)
- В. Н. РОМАНЮК, Н. В. СТРУЦКИЙ, ОЦЕНКА ОБЩЕГО УРОВНЯ ПОВРЕЖДАЕМОСТИ ИЗОЛЯЦИОННЫХ ПОКРЫТИЙ СТАЛЬНЫХ ПОДЗЕМНЫХ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ ГАЗОПРОВОДОВ, Вестник Полоцкого государственного университета. Серия F. Строительство. Прикладные науки: № 14 (2022)
- А. М. НИЯКОВСКИЙ, В. Н. РОМАНЮК, РАЗРАБОТКА НАУЧНО-МЕТОДИЧЕСКИХ ОСНОВ ЭКСЕРГЕТИЧЕСКОГО АНАЛИЗА ПРОЦЕССА ТЕПЛОВОЙ ОБРАБОТКИ БЕТОННЫХ ИЗДЕЛИЙ В ТЕПЛОТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ УСТАНОВКАХ, Вестник Полоцкого государственного университета. Серия F. Строительство. Прикладные науки: № 16 (2019)
- В. Н. РОМАНЮК, Н. В. СТРУЦКИЙ, МЕСТО ИЗОЛЯЦИОННЫХ ПОКРЫТИЙ В ОБЕСПЕЧЕНИИ НАДЕЖНОСТИ СТАЛЬНЫХ ПОДЗЕМНЫХ ГАЗОПРОВОДОВ, Вестник Полоцкого государственного университета. Серия F. Строительство. Прикладные науки: № 3 (2023)
- А. М. НИЯКОВСКИЙ, В. Н. РОМАНЮК, ОЦЕНКА ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ РЕЖИМОВ ТЕПЛОВОЙ ОБРАБОТКИ КОМПОЗИТНЫХ БЕТОННЫХ ИЗДЕЛИЙ СЛОЖНОЙ 3D-ГЕОМЕТРИИ В ТЕПЛОТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ УСТАНОВКАХ, Вестник Полоцкого государственного университета. Серия F. Строительство. Прикладные науки: № 16 (2019)