Marine corrosion of iron : mathematical modelling of the processes and measurement of lost mass

Abstract

RESUMEN: Hemos derivado el modelo matemático de Melchers para la difusión de oxígeno a través de la capa de herrumbre formada en la superficie de aceros sometidos a procesos de inmersión total, mediante un principio más fundamental: la ley de Planck-Nernst. Para esto se ha despreciado las corrientes convectivas así como la migración de las moléculas de oxígeno. También, además de considerar un flujo unidimensional, se asume que el consumo de oxígeno, debido a reacciones químicas con el hierro, únicamente ocurre en la interfase metal-herrumbre. Por último, se ha determinado experimentalmente un valor para el parámetro α que aparece en el modelo de Melchor, el cual es una medida de la cantidad de hierro convertida en herrumbre adherente.

ABSTRACT: We have derived the Melchers’ mathematical model of the oxygen diffusion across the rust layer formed on the surface of the steels submitted to total immersion, by a most fundamental principle: the PlanckNersnt law. To achieve it, we have neglected the convection and migration of the oxygen molecules, and we have assumed both that this problem is 1-D and that oxygen consumption, due to chemical reactions, can only occur at the interface between the metallic surface and the rust. Furthermore, we have experimentally determined an α value for Melchers’s model, which accounts for the amount of iron coming from the steel which is converted into adherent rust.