Ингибиторы кислотной коррозии металлов
Действие большинства ингибиторов кислотной коррозии связано с их адсорбцией на границе раздела фаз металл-кислота, что приводит к торможению анодного или катодного процесса и уменьшает скорость коррозии. Адсорбция ингибиторов существенно зависит от величины приведенного потенциала на поверхности корродирующего металла, которая определяется как разность стационарного потенциала стаци потенциала нулевого заряда o: = стац- o. Величина и знак потенциала металла в приведенной шкале указывает на преимущественную адсорбцию на его поверхности анионов или катионов поверхностно-активных веществ. Если > 0, то на поверхности металлов преимущественно адсорбируются анионы, которые тормозят коррозию. При < 0 происходит преимущественная адсорбция катионов, которые также способны уменьшить скорость коррозии. Значения приведенных потенциалов некоторых металлов при стац = опо Л.И. Антропову приведены в табл. 4.3.1.
Таблица 4.3.1. Значения приведенных потенциалов металлов
Ингибиторы кислотной коррозии широко применяются в технологических процессах, где в качестве рабочих сред используются кислоты или различного рода кислые среды: - при травлении металлов с целью удаления технологической окалины, ржавчины и оксидов металла, например, перед нанесением гальванических покрытий или лакокрасочных матеоиалов; - при снятии накипи и минеральных отложений в паровых котлах, теплообменниках, с внутренних поверхностей различного оборудования технического водо- и теплоснабжения. В химической и нефтехимической промышленности большинство процессов протекает в кислых средах или с образованием кислот. Химическая обработка металлоизделий, проката, труб и проволоки в кислых средах вызывает интенсивное растворение металла и значительные безвозвратные потери его. Считают, что при травлении горячекатанной стали теряется от 2 до 4% металла. Задача ингибиторов травления - снижать скорость растворения чистого металла, не препятствуя удалению с поверхности металла продуктов коррозии и других загрязнений. В качестве ингибиторов кислотной коррозии металлов применяют различные органические и неорганические соединения. Эффективность органических ингибиторов зависит от размера молекулы, её изомерного состояния, характера и расположения функциональных групп. Наиболее эффективными органическими замедлителями являются соединения, содержащие азот или серу. По механизму действия ингибиторы классифицируются на: 1. анодные - тормозящие преимущественно анодные процессы: нониламин - C9H19-NH2, мочевина - CH4N2O, тиомочевина - CS(NH2)2, бихромат калия K2Cr2O7и др; 2. катодные - тормозящие катодные процессы: трибутиламин (C4H9)3N, дибензилсульфоксид - (C6H5CH2)2SO, сернокислый висмут Bi2(SO4)3и др; 3. смешанные, т.е. снижающие скорость и анодных и катодных процессов (анодно-катодные): бензиламин - C6H5CH2NH2, катамин CH3(CH2)nCH2C6H4CH2NC5H5и др.; 4. экранирующие - алкиламины (CH3-CH2-NH2, (CH3CH2)NH); акрилонитрил CH3CN, галоидные соли натрия и калия NaCl, KCL, NaJ, KJ и др. Широко применяют ингибиторы коррозии железа для серной и соляной кислот: катамин, КПИ-1, КПИ-3, СП-1, ЧМ, ИФХИ, ХОСП-10, КОС-1, КС-8, КХ, ОБ-1, ОР-С, олазол, ПБ-5, пенизолин, ПКУ-М. Промышленные ингибиторы представляют собой, как правило, композицию из нескольких органических соединений, обладающих синергетическим эффектом. В России выпуск ингибиторов ограничен, большинство заводов по их производству было сосредоточено на Украине и в Прибалтике. В ИрГТУ, на кафедре МТиРМ А.Н. Баранов разработал новые ингибиторы кислотного травления, являющиеся продуктами взаимодействия формалина с аминами и относящиеся к классу оксазолидинов - ИКТ-1, ИКТ-2 и ряд других. Ингибиторами коррозии для травления металлов в растворах азотной кислоты являются восстановители: мочевина, тиомочевина, гидроксиламин, гидразин и др.
|
