Corrosion Studies on the Effect of Sodium Hexametaphosphate as Pore Sealant of Arc Thermal Sprayed Al Coating in Artificial Ocean Water

Abstract

In industrial sectors, aluminized iron is comparatively new member and has been popular for its distinctive set of properties. Furthermore, it is comparatively economical than other structural materials like stainless steel. Aluminum coated steel is having exceptional oxidation and corrosion resistance in sulfur and marine ambience which can substitute other expensive alloys for structural applications. However, aluminum undergoes corrosion under both acidic and basic conditions. Aluminum oxide film be more protective when the corrosive environment is highly oxidizing. To evade the corrosion of steel, coating of aluminum on steel by arc thermal spray is a popular method. However, the pores and defects originated by the arc thermal spray coating of aluminum cannot control the corrosion phenomenon of the steel. Therefore, this study has been focused to block the pores of the Al coating by using pore sealant. Aqueous solution of sodium hexametaphosphate (SHMP), has been taken as pore sealant in this study as SHMP is nontoxic and environment friendly chemical. Three different concentrations (0.05, 0.1, and 0.5 M) of SHMP have been used and compared for the structural and corrosion characterizations of the Al coated steel samples. Treatment of SHMP on the coating has produced AlPO4 film and that forms a smooth and continuous film on the Al coatings by filling and blocking the pores and defects. The morphology of SHMP treated sample surfaces have been examined under SEM-EDS. The surfaces have been characterized using FTIR and XRD. Corrosion studies of the SHMP treated samples have been conducted for an exposure period of 23 days. The 0.5M SHMP treated sample shows the highest corrosion resistance as the surface formed by SHMP treatment shows continuous and defect free film formation on the surface.|산업분야에서는 알루미늄화 철이 비교적 새로운 구성원이며 독특한 성질 세트로 인기가 많다. 또한 스테인리스 스틸 등 다른 구조재에 비해 상대적으로 경제적이다. 알루미늄 코팅 강은 황과 해양 환경에서 탁월한 산화성과 내식성을 가지고 있어 구조적인 용도로 다른 고가의 합금을 대체할 수 있다. 그러나 알루미늄은 산성과 기초 조건 모두에서 부식을 겪는다. 산화알루미늄 막은 부식환경이 산화력이 높을 때 더 보호적이다. 강재의 부식을 피하기 위해 아크써멀 스프레이로 강재에 알루미늄을 도포하는 것이 인기다. 그러나 알루미늄의 아크 용사 코팅에 의한 기공과 결함은 강재의 부식현상을 제어하지 못한다. 따라서 본 발명에서는 기공 실런트를 이용하여 Al 코팅의 기공을 차단하는 것을 목적으로 하고 있다. SHMP 는 독성이 없고 환경 친화적인 화학물질이기 때문에 나트륨 헥사메타포스페이트(Sodium Hexametaphosphate, SHMP) 수용액은 본 연구에서 기공 실런트로 채택되었다. SHMP 는 3 가지 농도(0.05, 0.1, 0.5 M)를 사용하여 Al 피복강 시료의 구조 및 부식 특성을 비교하였다. 코팅 상의 SHMP 의 처리는 AlPO4 필름을 생성하였고, 공극 및 결함을 채우고 차단함으로써 Al 코팅 상에 매끄럽고 연속적인 필름을 형성한다. SHMP 처리된 샘플 표면의 모폴로지를 SEM-EDS 하에 조사하였다. 상기 표면은 FTIR 및 XRD 를 사용하여 특성화되었다. SHMP 처리된 샘플의 부식 연구는 23 일의 노출 기간 동안 수행되었다. 0. 5M SHMP 처리된 시료는 SHMP 처리에 의해 형성된 표면이 표면 상에 연속적, 결함 유리 막 형성을 나타내므로 가장 높은 내식성을 나타낸다.