https://digital.csic.es/bitstream/10261/75594/4/Long_term_corrosion....pdf

Long-term atmospheric corrosion of mild steel

http://digital.csic.es/bitstream/10261/84741/1/weathering%20steels_1.pdf

Atmospheric corrosion data of weathering steels. A review

Environmental effects on materials: The effect of the air pollutants SO2, NO2, NO and O3 on the corrosion of copper, zinc and aluminium. A short literature survey and results of laboratory exposures

Atmospheric corrosion of carbon steel in Colombia

Quality of roof runoff for groundwater infiltration

The effect of SO2, NO2, NO and O3 on the corrosion of unalloyed carbon steel and weathering steel—The results of laboratory exposures

As part of the project “Environmental Effects on Materials” a field exposure programme was begun in 1993 in Switzerland. The exposure sites were chosen near the stations of the National Air Pollution Monitoring Network (NABEL), where climatic data are also recorded. This work presents the results for unalloyed and weathering steel, zinc, hot dip galvanized steel, copper and aluminium specimens after 1 year outdoor exposure, i.e. in an early stage of material degradation.



Gravimetric evaluation of the test specimens revealed large differences in material loss due to corrosion for the different test sites that could be correlated with the environmental parameters. A mass balance calculation revealed that for steel, zinc and galvanized steel a considerable portion of corrosion products was lost during the exposure period depending on the environmental conditions at the test site. The losses could be attributed to flake-off processes for the steels. This was concluded from SEM micrographs. For the zinc samples the most likely mechanism is removal by dissolution and washing away of the corrosion products during rainfall. This is supported by a good correlation of zinc corrosion product loss with the amount of rainfall and the fact that sheltered specimens did not exhibit significant losses of corrosion products. These specimens, on the other hand, showed a considerable accumulation of sulphates, chlorides and nitrates indicating the important role of dry deposition for the adsorption of gaseous pollutants on the metal surface. Generally the corrosive attack was relatively severe and more localized for the sheltered samples although the average corrosion loss was smaller than for those with open exposure.



Specimens that had been covered with snow for a longer period of time (exposure site in the mountains) exhibited higher material losses than could be expected from the air pollution situation and climatic data. They also showed a remarkable accumulation of corrosive species on their surface. This unexpected behaviour can be explained by a longer effective time of wetness (compared to the calculated value) and the accumulation of pollutants in the snow layer and on the metal surface.



The statistical analysis of the corrosion loss data and the environmental parameters yielded good correlations with the average SO2-concentration for the different test sites especially when the time of wetness and wind velocity were also taken into account. Sulfur dioxide plays a dominant role among the gaseous pollutants although its concentration could be reduced substantially during the last decade due to various measures taken to reduce sulfur emission. The effect of atmospheric nitrogen compounds (mainly nitrogen dioxide) and ozone for the corrosion of the different metals and the interaction of the different air pollutants is not yet completely understood and is still under investigation under defined conditions in a test chamber.



The corrosion products found on different metals surfaces have been analysed using various techniques. Their composition could in some cases be related to the corresponding environmental conditions at the test sites.



Umwelteinflusse auf metallische Werkstoffe - Resultate eines Freibewitterungsversuchs in der Schweiz



Im Rahmen des Projektes „Umwelteinflusse auf Werkstoffe” der EMPA wurden Anfang 1993 Freibewitterungsversuche an verschiedenen Standorten in der Schweiz gestartet. Diese wurden bei den Messtationen des Nationalen Beobachtungsnetzes fur Luftfremdstoffe (NABEL) gewahlt. Hier werden neben den Immissionsdaten auch meteorologische Parameter gemessen. In dieser Arbeit sind die Resultate fur Stahle, Zink, feuerverzinkten Stahl, Kupfer und Aluminium nach einem Jahr Bewitterung dargestellt, d. h. in einem fruhen Stadium der Materialschadigung.



Die gravimetrische Auswertung der Proben ergab fur die verschiedenen Standorte grose Unterschiede im Metallabtrag, die in vielen Fallen mit den jeweiligen Umweltbedingungen korreliert werden konnten.



Eine Massenbilanz zwischen Materialabtrag und Masse gefundener Korrosionsprodukte last erkennen, das fur die Baustahle, Zink und die feuerverzinkten Proben z. T. bedeutende Korrosionsproduktverluste auftraten. Die mikroskopische Beurteilung der korrodierten Oberflachen im REM ergab, das bei den Stahlen das Abplatzen von Rostpartikeln den wichtigsten Beitrag zu den gefundenen Verlusten an Korrosionsprodukten leisten durfte. Fur die Zink- und feuerverzinkten Proben durften die Verluste hingegen hauptsachlich durch Auflosungs- und Abspulvorgange bedingt sein. Dies wird durch die gute Korrelation der Korrosionsproduktverluste beim Zink mit der Niederschlagsmenge und das praktische Fehlen solcher Verluste bei uberdeckten Proben gestutzt. Diese Proben zeigten hingegen eine starke Anreicherung von Sulfaten, Chloriden und Nitraten auf der Oberflache, was die entscheidende Rolle der trockenen Deposition von Schadstoffen aus der Luft belegt. Der Korrosionsangriff war bei den uberdeckten Proben vergleichsweise stark und lokalisierter als bei den freibewitterten Pruflingen, obwohl der durchschnittliche Masseverlust etwas kleiner war.



Proben, die wahrend langerer Zeit mit Schnee bedeckt waren (Standort in den Bergen) wiesen hohere Materialverluste auf, als dies aufgrund der Immissions- und Klimadaten erwartet worden ware. Dieses Verhalten kann dadurch erklart werden, das hier durch die Anwesenheit des Schnees die effektiven Naszeiten deutlich langer waren, als nach ISO 9223 berechnet und zudem im Schnee Schadstoffe angereichert werden. Die auf der Oberflache gefundene Konzentration an Sulfaten und Nitraten ist unerwartet hoch.



Die statistische Analyse der Metallabtrage und der lokalen Belastungsparameter (Schadstoffe, meteorologische Daten) ergab gute Korrelationen mit dem mittleren-SO2-Gehalt der Atmosphare insbesondere dann, wenn neben der Schwefeldioxidkonzentration auch die Naszeit und die Windgeschwindigkeit mitberucksichtigt wurden. Obwohl SO2 in den letzten Jahrzehnten durch verschiedene Masnahmen zur Emissionsverminderung markant reduziert werden konnte, spielt dieses Schadgas fur die Korrosion metallischer Werkstoffe immer noch eine entscheidende Rolle. Die Bedeutung der Stickoxide (v.a. NO2) und von Ozon fur die Korrosion der verschiedenen Metalle und die gegenseitige Beeinflussung verschiedener Schadgase konnen aus den bisherigen Freibewitterungsdaten nicht eindeutig abgeleitet werden. Dazu sind zur Zeit Untersuchungen unter definierten Bedingungen in einer Schadgasprufkammer im Gange.



Die Korrosionsprodukte wurden mittels verschiedener Methoden charakterisiert. In einigen Fallen konnten sie mit den Beanspruchungsbedingungen an den Standorten in Beziehung gebracht werden.

Environmental effects on metallic materials – Results of an Outdoor exposure programme running in Switzerland

Earth’s carbon cycle is strongly influenced by subduction of sedimentary material into the mantle. The composition of the sedimentary subduction flux has changed considerably over Earth’s history, but the impact of these changes on the mantle carbon cycle is unclear. Here, we show that the carbon isotopes of kimberlite magmas record a fundamental change in their deep-mantle source compositions during the Phanerozoic Eon. The 13C/12C of kimberlites before ~250 Ma preserves typical mantle values, whereas younger kimberlites exhibit lower and more variable ratios—a switch coincident with a recognized surge in kimberlite magmatism. We attribute these changes to increased deep subduction of organic carbon with low 13C/12C following the Cambrian Explosion when organic carbon deposition in marine sediments increased significantly. These observations demonstrate that biogeochemical processes at Earth’s surface have a profound influence on the deep mantle, revealing an integral link between the deep and shallow carbon cycles.

/pdf/perturbation-of-the-deep-earth-carbon-cycle-in-response-to-2m71v792.pdf

Perturbation of the deep-Earth carbon cycle in response to the Cambrian Explosion

Laboratory exposures of unalloyed steel and weathering steel have been performed in humid atmospheres and atmospheres containing sulphur dioxide in order to simulate atmospheric corrosion. No significant difference in the corrosion mechanism of the two steels was observed. At high sulphur dioxide concentrations (10 ppm) a large amount of iron sulphates was formed resulting in an unrealistic corrosion behaviour compared to atmospheric corrosion, while at lower concentrations (0.5 ppm) a more realistic behaviour was observed. The microstructures of the corroded surfaces were investigated by scanning electron microscopy (SEM/EDX). Corrosion products were analysed using X-ray diffraction (XRD) and ion chromatography (IC). Results from gravimetric evaluation are also reported.



Umwelteinflusse auf Werkstoffe Einflus von SO2 auf die Korrosion von unlegiertem Baustahl und wetterfestem Baustahl – ein Versuch, die atmospharische Korrosion zu simulieren



Es wurden Schadgasprufversuche mit unlegiertem und wetterfestem Baustahl in feuchten und schwefeldioxidhaltigen Atmospharen durchgefuhrt, um die atmospharische Korrosion zu simulieren. Es konnten keine wesentlichen Unterschiede im Korrosionsmechanismus der beiden untersuchten Stahle festgestellt werden. Bei hohen Schwefeldioxidkonzentrationen (10 ppm) bildete sich eine betrachtliche Menge an Eisensulfaten, die im Vergleich zu freibewitterten Proben nicht realistisch ist. Bei tieferen Konzentrationen (0,5 ppm) konnte ein realitatsnahes Korrosionsverhalten festgestellt werden.



Die Mikrostruktur der Korrosionsschichten wurde mit dem Rasterelektronenmikroskop (REM/EDX) untersucht. Die Korrosionsprodukte wurden mit Hilfe der Rontgendiffraktion (XRD) und der Ionenchromatographie (IC) analysiert. Ausserdem wird uber Resultate der gravimetrischen Untersuchungen berichtet.

Environmental effects on materials Effect of SO2 on the corrosion of unalloyed steel and weathering steel – an attempt to simulate Atmospheric Corrosion

S. Oesch

Papers

Environmental effects on materials: The effect of the air pollutants SO2, NO2, NO and O3 on the corrosion of copper, zinc and aluminium. A short literature survey and results of laboratory exposures

The effect of SO2, NO2, NO and O3 on the corrosion of unalloyed carbon steel and weathering steel—The results of laboratory exposures

Environmental effects on metallic materials – Results of an Outdoor exposure programme running in Switzerland

Perturbation of the deep-Earth carbon cycle in response to the Cambrian Explosion

Environmental effects on materials Effect of SO2 on the corrosion of unalloyed steel and weathering steel – an attempt to simulate Atmospheric Corrosion