Evaluation of innovative microreactor for examination of alkoxide pitting corrosion and data generation for numerical transient model

Arya, V. ; Gazenbiller, E. ; Reitz, R. ; Oechsner, M. ; Höche, D. (2024)
Evaluation of innovative microreactor for examination of alkoxide pitting corrosion and data generation for numerical transient model.
In: Materials Science and Engineering Technology = Materialwissenschaft und Werkstofftechnik, 55 (3)
doi: 10.1002/mawe.202300244
Artikel, Bibliographie

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Kurzbeschreibung (Abstract)

In fuel‐bearing components, particularly in automotive applications operating at elevated temperatures, the durability of light metals is significantly influenced by their susceptibility to alkoxide corrosion. Alkoxide corrosion is characterized by its spontaneous nature and exceptionally rapid degradation of materials once initiated. This study presents an innovative high‐pressure and high‐temperature micro‐reactor, which enables precise measurements with superior sensitivity for determining the exact initiation times and reaction rates of pitting corrosion. Exemplified tests of surface roughness and water content effect on pitting initiation times were conducted and data was generated for a numerical phase field model to demonstrate the reactor capabilities. Experimental findings suggest that impurities present on both the material surface and in the fuel exhibit a significant influence on corrosivity, thereby affecting the reliability of the components. Moreover, the experimental data points have been utilized to extract the corrosion kinetics and calibrate the numerical model. The initial findings successfully demonstrate the ability to replicate corrosion kinetics and accurately represent pit morphologies and estimate reaction‐related parameters in a predictive manner.

Typ des Eintrags:

Artikel

Erschienen:

2024

Autor(en):

Arya, V. ; Gazenbiller, E. ; Reitz, R. ; Oechsner, M. ; Höche, D.

Art des Eintrags:

Bibliographie

Titel:

Evaluation of innovative microreactor for examination of alkoxide pitting corrosion and data generation for numerical transient model

Sprache:

Englisch

Publikationsjahr:

März 2024

Ort:

Weinheim

Verlag:

Wiley-VCH

Titel der Zeitschrift, Zeitung oder Schriftenreihe:

Materials Science and Engineering Technology = Materialwissenschaft und Werkstofftechnik

Jahrgang/Volume einer Zeitschrift:

(Heft-)Nummer:

DOI:

10.1002/mawe.202300244

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Sprache

Bei kraftstoffführenden Bauteilen, insbesondere bei Kraftfahrzeuganwendungen, die bei hohen Temperaturen betrieben werden, wird die Haltbarkeit von Leichtmetallen wesentlich durch ihre Anfälligkeit für Alkoxidkorrosion beeinflusst. Die Alkoxidkorrosion zeichnet sich durch ihren spontanen Charakter und die außergewöhnlich schnelle Zersetzung der Werkstoffe aus, sobald sie einmal begonnen hat. In dieser Studie wird ein innovativer Hochdruck‐ und Hochtemperatur‐Mikroreaktor vorgestellt, der präzise Messungen mit hoher Empfindlichkeit zur Bestimmung der genauen Initiierungszeiten und Reaktionsgeschwindigkeiten der Lochfraßkorrosion ermöglicht. Es wurden exemplarische Tests zur Untersuchung der Auswirkung von Oberflächenrauheit und Wassergehalt auf die Initiierungszeit von Lochfraß durchgeführt und Daten für ein numerisches Phasenfeldmodell erzeugt, um die Möglichkeiten des Reaktors zu demonstrieren. Vor allem Verunreinigungen auf der Materialoberfläche und im Kraftstoffgemisch haben einen erheblichen Einfluss auf die Korrosivität und damit auf die Zuverlässigkeit der Komponenten. Darüber hinaus wurden die experimentellen Datenpunkte genutzt, um die Korrosionskinetik einzelner Korrosionslöcher zu extrahieren und die numerische Berechnung zu kalibrieren. Die ersten Ergebnisse zeigen, dass es möglich ist, die Korrosionskinetik nachzubilden, die Morphologie der Korrosionslöcher genau darzustellen und reaktionsbezogene Parameter zu schätzen.

Deutsch

Freie Schlagworte:

aluminium alloy, biofuel, ethanol, modelling, pitting corrosion, simulation

Sachgruppe der Dewey Dezimalklassifikatin (DDC):

500 Naturwissenschaften und Mathematik > 530 Physik
600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 620 Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau

Fachbereich(e)/-gebiet(e):

16 Fachbereich Maschinenbau
16 Fachbereich Maschinenbau > Fachgebiet und Institut für Werkstoffkunde - Zentrum für Konstruktionswerkstoffe - Staatliche Materialprüfungsanstalt Darmstadt (IfW-MPA)

Hinterlegungsdatum:

19 Nov 2024 06:46

Letzte Änderung:

19 Nov 2024 10:33

PPN: