Corrosion behavior of high- and low-chromium steel grinding balls in chloride solution

Abstract

The corrosion behaviour of three types of alloys (two low-alloy carbon steel and one stainless iron with ~15 wt.% Cr), in a solution which simulates seawater (3% NaCl solution, pH 8.1) was tested. Tested samples are used to make steel (iron) balls applied in mils for grinding copper and other ore. The corrosion tests were performed using three electrochemical methods, at room temperature in the presence of atmospheric oxygen. The linear polarization resistance (LPR) method, electrochemical impedance spectroscopy (EIS) method, and linear sweep voltammetry (LSV) method were applied. Based on measurements by LPR and EIS methods (as non-destructive methods), the value of polarization resistance (Rp) was determined and the general corrosion rate (vcorr) of the examined samples was calculated. The obtained values of the general corrosion rate can be used to calculate the service life of steel (iron) balls under exploitation conditions (seawater). The appearance of the surface after linear sweep voltammetry (LSV) measurement showed the presence of localized corrosion (pits were formed) of the tested samples, especially stainless iron, and the LSV method is not suitable for the determination of the general corrosion rate of tested samples in seawater. This form of corrosion occurs at high anodic polarizations, during performing LSV measurements.

Ispitivano je koroziono ponašanje tri vrste legura(dva nisko-legirana ugljenična čelika i jedanuzorakje nerđajuće gvožđe sa ~15% Cr), u rastvoru koji simulira morsku vodu (3% rastvor NaCl, pH 8,1). Ispitani uzorcise koriste za proizvodnju čeličnih kugli koje se primenjuju u mlinovima za mlevenje bakarnih i drugih ruda. Koroziona ispitivanja su izvedena primenom tri elektrohemijske metode, na sobnoj temperaturi u prisustvu atmosferskog kiseonika. Korišćene su metoda linearne polarizacione otpornosti (LPR), metoda elektrohemijske impedansne spektroskopije (EIS) i metoda linearne promene potencijala (LSV). Na osnovu merenja LPR i EIS metodama (kao nerazarajućim metodama), određena je vrednost polarizacione otpornosti (Rp), a zatim je izračunata vrednost brzine opšte korozije (vkor) ispitivanih uzoraka. Dobijene vrednosti za brzinu opšte korozije se mogu koristiti za izračunavanje veka trajanja kugli u uslovima eksploatacije (morska voda). Izgled površine ispitivanih uzorakanakon izvođenja LSV metode pokazao je prisustvo lokalizovane korozije (formirane su jamice, pitovi) na ispitivanim uzorcima, posebno na nerđajućem gvožđu. Prema tome, LSV metoda nije pogodna za određivanje brzine opšte korozije ispitivanih čelika u morskoj vodi. Ovaj oblik korozije javlja se pri visokim anodnim polarizacijama tokom izvođenja LSV merenja.