Виды и применение ингибиторов коррозии металлов - ROSHAL-LKZ.RU

Виды и применение ингибиторов коррозии металлов

No description

Виды и применение ингибиторов коррозии металлов

Что такое ингибиторы коррозии металла

// тестируем добавление партнерских ссылок по тексту Admitad ?>

Химическая энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия. . 1988.

Понятие и требования

Ингибитор коррозии — вещество, способное в определенной концентрации приостановить или прекратить процесс ржавления деталей. В состав замедлителя может входить как один, так и несколько элементов, образующих целое соединение.

Эффективность действия зависит от двух показателей:

  1. коэффициент торможения разрушения металла;
  2. степень защиты при антикоррозийной обработке.

Основными требованиями ко всем ингибиторам являются:

  • моментальность действия;
  • ценовая и сырьевая доступность;
  • устойчивость при воздействии окисления;
  • стабильность действия при воздействии температур;
    эффективность действия при минимальной концентрации на поверхности конструкций.

Производство и продажа
моющих средств, очистка загрязнений

Прогрессивные технологии на страже природы

Когда металлическую конструкцию сложно, а то невозможно предохранить от коррозии с помощью специального покрытия, приходит время ингибиторной защиты. Сегодня вы узнаете, что такое ингибиторы коррозии металлов (ИК) и механизм их работы. Мы расскажем о том, какие существуют виды ингибиторов коррозии, что составляет их основу. А также откроем, какие свойства ингибиторов коррозии делают составы незаменимыми в борьбе с ней.

Ингибиторы коррозии – это определенные химические соединения, которые способны повышать коррозионную стойкость металлов. Их вводят непосредственно в агрессивную среду, в которой они и проявляют свои антикоррозийные качества. А так как такие среды могут быть разными, то и ингибиторы коррозии металлов отличаются по своим свойствам и механизму работы или воздействия на металл. Свои уникальные свойства ингибиторы коррозии, производимые компанией Конферум, могут проявлять как самостоятельно, так и в сочетании с другими препаратами и методами.

Виды замедлителей ржавчины

В зависимости от типа среды они подразделяются на:

  1. кислотной;
  2. нефтяной;
  3. атмосферной;
  4. нейтральной.

1. Первый вид ингибиторов применяется в кислых средах в небольших концентрациях. Как правило, не более 5 грамм на 1 литр. Обязательными и активными элементами вещества являются азот, сера, кислород, которые применяются при травлении.

Ярким примером служит травление, при котором удаляется окалина со стали. Минус таких веществ в том, что металл при их воздействии теряет 5% своих свойств.

2. В нефтедобыче активно применяются ингибиторы нефтяной среды. Поскольку в нефти присутствуют примеси и сероводород, то и она является сильной коррозийной средой. Для уменьшения агрессивности нефтяной среды в нее добавляют антивоспламенители и смесь парафинообразования. На само изделие, взаимодействующий с нефтью, наносят замедлители на аминной основе, а также вещества, образующие на нем пленку с водоотталкивающим эффектом.

3. Ингибиторы атмосферной коррозии разделяются на:

  • летучие;
  • контактные.

Летучие средства представляют собой соли органических или неорганических кислот, концентрация которых увеличивается у поверхности детали, и тем самым происходит его защита. К летучим замедлителям относят бензоаты, нитробензоаты, фосфаты, нитриты и другие. Предъявляется особое требование к упаковке, в которой они содержатся. Она должна быть герметичной и непроницаемой.

Контактные ингибиторы наносят на сам металл, в результате чего на нем образуется пленка, не пропускающая влагу. Такой вид замедлителей не отличается высокой испаряемостью с поверхности. Чаще всего в основе используют бензотриазол, являющийся канцерогенным веществом и требующий особой осторожности при работе с ним. Также используются хроматы и серосодержащий каптакс. Этими веществами обрабатывают медь, бронзу, серебро.

4. Ингибиторы нейтральной среды подразделяются на три вида средств:

  • образующие плохо растворимые соединения (бораты, карбонат натрия, фосфаты, силикаты);
  • с окислительным воздействием (хроматы и нитрит натрия);
  • со слабым окислением (например, вольфраматы).

Книги

Другие книги по запросу «ИНГИБИТОРЫ КОРРОЗИИ» >>

We are using cookies for the best presentation of our site. Continuing to use this site, you agree with this.

Ингибиторы нейтральных сред

По Розенфельду ингибиторы данного вида классифицируют так:

— с окислительными свойствами (хроматы, нитрит натрия, органические соединения, которые содержат нитро и карбоксильную группу);

— ингибиторы, которые образуют труднорастворимые соединения, но не имеют окислительных свойств (бораты, силикаты, фосфаты, карбонат натрия, гидрат натрия);

— ингибиторы со слабым окислительным действием с анионами типа (МетО4)n- (ванадаты, хроматы, вольфраматы, молибдаты).

Ниже рассмотрено несколько групп часто применяемых ингибиторов коррозии нейтральных сред.

Нитрит натрия

Самое широкое распространение среди ингибиторов нейтральных сред получил анодный ингибитор нитрит натрия NaNO2. Доступный, простой ингибитор очень часто применяется для защиты стали в воде. При повышении температуры эффективность действия нитрита натрия уменьшается, поэтому нужно повышать его концентрацию.

Очень часто нитрит натрия применяется при межоперационной защите металла. Для этого его поверхность обрабатывают 10% водным раствором ингибитора. Концентрация нитрита натрия во многом зависит от количества в воде ионов хлора. Концентрация данного вещества должна быть раз в 10 больше концентрации ионов хлора.

Нитрит натрия не применяется для защиты меди и цинка, при рН более 5.

Фосфаты

Широко применяются для ингибирования охладительных систем энергетических установок. Фосфаты – довольно сильные ингибиторы, кроме того нетоксичные. С ними обращаться нужно осторожно, чтоб не переборщить с концентрацией. Если ввести слишком большое количество – скорость коррозии наоборот увеличится. Фосфаты с продуктами коррозии образуют на поверхности стали труднорастворимые соединения, которые со временем уплотняются, изолируя поверхность. Фосфаты, как и нитрит натрия, является опасным ингибитором, т.к. если ввести его в систему в слишком малом либо большом количестве – это приведет к усилению коррозионного разрушения. Но перед нитритом натрия фосфаты имеют свои преимущества – их защитный эффект не зависит от содержания в воде хлоридов. 10 мг/л – часто используемая концентрация фосфатов для защиты стали в воде.

Хроматы

Хроматы относятся к универсальным ингибиторам, т.к. применяются для защиты почти всех металлов. Очень эффективны для ингибирования водных сред. На практике часто применяют для защиты от коррозии теплоносителей. На защитный эффект большое влияние оказывают хлор ионы, которые уменьшают действие ингибитора. Концентрация хроматов должна превышать концентрацию хлор ионов не менее, чем в 2 – 3 раза.

С повышением температуры эффективность действия хроматов сразу значительно уменьшается, требуется его большая концентрация. Например, при температуре коррозионной среды 20 °С требуется в 2 – 3 раза меньше ингибитора, чем при температуре 80 °С. Если при повышенной температуре в коррозионной среде содержится недостаточное количество ингибирующих добавок – коррозия носит локальный характер.

Немного более эффективными считаются хроматы на органической основе (метиламина, циклогексиламина, изопропиламина, гуанидина).

Хроматы применяются только для защиты металла в оборотной воде.

Среди ингибиторов нейтральных сред можно выделить: ОЭДФ, НТА, ФБТК, ЭДТА, НТФ. Эти комплексные ингибиторы (комплексоны) хорошо защищают изделие лишь в жесткой воде, образуя соединения с катионами магния, кальция.

Для мягких вод больше подходят ингибиторы ИФХАН-31 и 34, которые отлично защищают системы, состоящие из различных металлов и сплавов.

Применение ингибиторов коррозии

Ингибиторы получили широкое распространение в современном мире. Их деятельность направлена на предотвращение неприятных последствий, которые могут возникнуть после взаимодействия двух разных веществ. Применение ингибиторов особенно полезно при изготовлении металлических изделий. Группы этих веществ являются наиболее эффективным методом борьбы с образованием ржавчины на поверхности металлов.

В современной промышленности разрабатываются ингибиторы, созданные на основе сочетания различных веществ. Они нашли широкое применение в нефтяной промышленности. Специальные ингибиторные смеси применяют для защиты нефтеперерабатывающего оборудования от появления налета ржавчины. Нанесение ингибиторов провоцирует образование на поверхности оборудования отрицательно заряженных частиц, которые не дают возможности агрессивным средам повлиять на структуру металла, из которого оно сделано.

Также ингибиторы используются для изготовления эмульсии для бурения нефтяных скважин.

Практически все группы ингибиторов предназначены для борьбы с разными видами коррозии. Они справляются и с местной коррозией и с локальной.

В закрытых охлаждающих системах ингибиторы применяются уже давно. Их применение для данной цели является оправданным методом. Ведь при их взаимодействии с реагентами охлаждающая вода не меняет свой химический состав. В процессе использования охлаждающих систем отмечается незначительное уменьшение потока жидкости в них. Однако этот показатель не является критичным и не влияет на качество эксплуатации системы.

Таблица 2. Применение ингибиторов коррозии

Область применения Ингибиторы коррозии
Для защиты нефтепромыслового оборудования от сероводородной коррозии и коррозии, вызываемой смесью сероводорода и углекислого газа, могут применяться также при солянокислотных обработках скважин. Замедляют коррозию сталей в растворах серной и соляной кислот И-1-А, И-1-В, «Север-1» И-3-А, И-4-А, И-21-Д
Для защиты от коррозии нефтегазопромыслового оборудования, вызываемой пластовыми и сточными водами, как содержащими, так и не содержащими сероводород И-4-Д
Для защиты нефтегазопромыслового оборудования от коррозии, вызываемой пластовыми и сточными водами, содержащими сероводород, смесь сероводорода с углекислотой, кислород «Тайга-1» (И-5-ДНК), «Тайга-2» (И-5-ДТМ), И-30-Д, Газохим, Нефтехим
Для защиты нефтегазопромыслового оборудования от коррозии, вызываемой пластовыми и сточными водами, содержащими сероводород или смесь сероводорода и углекислого газа И-2-Е, И-К-10
Для подавления жизнедеятельности СВБ, для защиты нефтегазопромыслового оборудования от коррозии, вызываемой пластовыми и сточными водами, содержащими сероводород или смесь сероводорода с углекислотой И-К-40

Ингибиторы коррозии для газо- и нефтепромышленности

Наличие в нефти различных примесей, растворенного сероводорода делает ее очень агрессивной коррозионной средой. Ингибирование применяют на всех стадиях добычи, переработки, хранения нефти. При этом используется одно и то же вещество. Большинство ингибирующих добавок образуют на поверхности металла пленку, гидрофобизируют ее. В нефть также вводятся ингибиторы парафинообразования, антивоспениватели, антивоспламенители. Для защиты металла от сероводородной коррозии (газо-, нефтепромышленность) хорошо себя зарекомендовали ингибирующие добавки на аминной основе.

Распространенные ингибирующие добавки в газо- и нефтепромышленности: типа ИФХАНгаз, сульфанол П, АМДОР-ИК, Олазол-Т2П, Корексит-6350, ИСА-148, Сепакор 5478, Додиген 4482-1, т.д.

Предназначение ингибиторов коррозии и их основные виды

Ингибитор коррозии – вещество, соединение или группы соединений, предназначенные для замедления или угнетения процесса разрушения поверхности металла в условиях, которые способствуют деструкции внешнего и внутреннего слоя металлического изделия. Изобретение ингибиторов стало важным шагом в многовековой борьбе человечества с повреждением металла, которое наступает из-за его эксплуатации в агрессивной или нейтральной PH среде.

Присутствие в период взаимодействия замедлителя, именуемого ингибитором коррозии, предохраняет металл от разрушения.

Ингибиторы и их основные виды

Что такое ингибиторы коррозии? Это сера, азот или кислород, применение в виде различных групп или соединений, но развитие полимерной химии ежегодно расширяет список ингибиторов веществ.

На сегодняшний день выделяют следующие виды ингибиторов коррозии металлов:

  • работающие в растворах кислот;
  • действующие в щелочных растворах;
  • применяемые в нейтральных средах и воде;
  • эффективные при предотвращении атмосферной коррозии;
  • разработанные для разведки нефтяных залежей, их добычи, хранения и транспортировки;
  • антикоррозийные средства для вторичной переработки нефтепродуктов, а также действующие в отношении органических сред.

Это достаточно большие и условные группы веществ и соединений. Ингибиторы каждой группы можно подразделить по свойствам физики, механизму воздействия, способу применения. Но в целом все ингибиторы можно разделить на смешанные, анодные и катодные.

Такое деление позволяет не только определить их возможность взаимодействовать с различными реакциями, но и успешно определять функциональную предназначенность замедлителей реакции для определенного типа ржавчины. При этом химики руководствуются степенью их воздействия на парциальные электрохимические реакции.

На видео: пример работы Ингибитора Krown T 40.

Дальнейшее градуирование делит ингибиторы внутри групп по наиболее характерным признакам: летучий ингибитор коррозии в атмосфере (он же контактный). В кислотных растворах существует деление на ингибиторы перевозки, травления, перевозки и хранения, ингибиторы коррозии в нефтедобыче. Применяемые для снижения агрессивности нефти подразделяются на замедлители на аминной основе или образующие на поверхности водоотталкивающую пленочку.

Анодные и катодные

Реакция ржавления приостанавливается несколькими способами, когда тип коррозии химики относят к реакциям электрохимии. Анодный вид ингибитора направлен на снижение внешней ионизации поверхности. Скорость такой реакции может снижаться с помощью сильных окислителей, которыми выступают H2О или окислы, а также соединения, которые очень трудно растворяются на поверхности материалов. В роли таких веществ могут выступать бензоаты, соединения азота, молибдена, кремния, азота, хрома, фосфора.

К катодным ингибиторам, которые могут снижать скорость растворения металла, относятся соединения (декстрин, уротропин), соли мышьяка и висмута. При этом работают они в кислых средах.

Следуя вышеназванной классификации, при которой ингибиторы делятся на катодные и анодные, можно обозначить еще ряд видов:

  • катионные ингибиторы, которые применяют при защите нефтяных систем транспртировки и газопроводов (соединения, содержащие серу, спирты высокомолекулярные, альдегиды);
  • для нейтральных сред ( такие как хроматы);
  • щелочной коррозии (ПАВ в сочетании с катионами и комплексонами металлов).

Ингибитор кислотной коррозии – вещество, способное уменьшить процесс образования ржавчины (коррозионного разрушения).

Это органические или неорганические соединения, которые тормозят скорость реакции разрушения при любом из трех типов, увеличивая их поляризуемость. Наиболее действенными считаются вещества против коррозии, в состав которых входит азот, сера, H2О.

Смешанные

Наиболее качественными и действенными являются смешанные ингибиторы. Они останавливают как катодную, так и анодную реакции в тех или иных условиях. Так, к смешанным химики относят:

  • БА-6;
  • катапин;
  • ХОСП-10;
  • пиперидин;
  • нитриты;
  • хроматы аминов;
  • уротропин.

Распространенные типы кислотных ингибиторов

Химики отмечают, что для снижения расхода кислоты, желательно применять ингибиторы кислотной коррозии в процессе травления металла. Это отлично сказывается на себестоимости, сокращая расходы. Они при этом снижаются до 40%. Одновременно меньше расходуется растворение металла и выделяется H2.

Ингибитор, добавленный в ходе процесса, еще и улучшает качество очистки металлической поверхности от оксидов и окалины.

Еще одним ценным качеством кислотного ингибитора является отсутствие лик трансформаций при повышении температуры процесса. Существуют ингибиторы кислотной коррозии, имеющие в своем составе мясокостную, кровяную, костную муку. Их действующим началом являются аминогруппы органических белков. Активность в травлении доходит до 70%. Они считаются весьма эффективными и востребованными.

Из наиболее распространенных кислотных ингибиторов производители используют следующие вещества:

  • ЧМ (Р + П) — применяется в сернокислотных растворах к малолегированной и углеродистой стали, но ныне считающийся устаревшим.
  • КИ-1 — (водный раствор 25% уротропина и в таком же соотношении катапина). Он отлично действует в растворах плавиковой, соляной, фосфорной, серной кислот и применяется в автомобильной промышленности, а также при травлении электротехнических, низко- и высоколегированных сталей. Его используют и для придания антикоррозийных свойств арматуре железобетонных изделий. Имеет аналоги: БА-6, Синол-ИКК, ПБ-5, ПКУ.
  • С-5 — ингибитор комбинированный. Он обладает действием синергетика, растворим в воде, водных растворах щелочей и кислот, эффективен при травлении высокоуглеродистых и легированных сталей, применяется на метизных, сталепрокатных, трубопрокатных комбинатах.
  • ПАВ-446 (пеназолин) – ингибитор, обладающий двойным действием, нетоксичный, усиливает показатели травления, максимально удаляет окалину.
  • ХОСП-10 – применим для органических кислот, а также серной, соляной. Используется в работе с черметом и цветметом, улучшая качественные показатели поверхностей, пластические свойства металлов.
  • БА-6 – невозможно растворить в воде, зато он хорошо расходится в органических растворителях, соляной, серной, фосфорной кислотах. Применим в процессе солянокислой обработки оборудования скважин по добыче нефти и газа. При этом хорош для перевозки и хранения кислот, в процессах травления.

Использование любых средств предохранения металлических изделий и конструкций от разрушительного воздействия коррозий требует ежедневной необходимости в получении новых способов борьбы с ржавлением и разрушением, разработки новых и эффективных ингибиторов для кислотной среды.

Банк патентов постоянно регистрирует новые изобретения, практическая ценность которых неоспорима, и отечественные разработки не уступают по качеству и эффективности зарубежным веществам этого типа.

Сфера применения и практическая ценность

Сферы применения ингибиторов весьма обширны, и практическая ценность их использования несомненна в экономическом плане. Окалина, грат, накинь, ржавчина ежедневно нуждаются в удалении их со стенок котельного оборудования и оборудования промышленных предприятий, трубопроводов, транспортных средств.

Особенно актуально применение ингибиторов в газовой и нефтяной промышленности, транспортировка продукции которых идет по трубопроводам со всевозможными изгибами и огромным количеством сварных швов и стыков. Нефть изобилует всевозможными примесями и растворенным сероводородом. Это делает её состав агрессивным. Справиться с ним без ингибиторов разного типа невозможно.

В такую среду вводятся не только добавки, образующие пленку на поверхности нефти, но и вещества, препятствующие возгоранию, парафинообразованию, вспениванию и защите трубопроводов от ржавления под воздействием сероводорода. Разработка ингибирующих добавок типа ИФХАНгаз, Корексит-6350, ИСА-148, сульфанол П, Сепакор 5478 позволили избегать значительной части расходов, возникавших ранее при всевозможных опасностях, в том числе, и от повреждений транспортных магистралей в результате коррозий.

Кислоты и агрессивные агенты, применяемые для удалений коррозийных образований с поверхности металла, способствовали повреждению металлических поверхностей до тех пор, пока в обращении с ними не стали применяться ингибиторы.

Травление металлов, как необходимый процесс промышленного производства, не обходится без применения кислот, чья агрессивность и способность к растравливанию в значительной мере нейтрализуется ингибиторной составляющей, которая, к тому же, потенцирует ее результативность. Промышленная химия применяет все больше активных веществ, использование которых происходит в нетрадиционных вариантах для снижения агрессивности кислот и борьбы с коррозией металлов. Применение её достижений приносит немалую экономию средств во всех отраслях промышленности.

Как избавиться от ржавчины (1 видео)

Характеристика ингибиторов коррозии: виды, состав, свойства

Коррозия представляет собой естественный трибологический процесс, обусловленный обменом энергией между телами, находящимися в контактном взаимодействии. Превентивной мерой против такого вредного воздействия на металлические материалы является ингибирование, когда на поверхность контакта наносится какой-либо ингибитор коррозии.

  • Описание веществ
  • Основные свойства
  • Классификация ингибиторов
  • Применение в нефтегазовой промышленности
  • Применение ингибиторов при обработке техники

Описание веществ

Согласно стандартному определению, ингибитор коррозии — это химическое вещество, которое, если оно присутствует в системе при подходящей концентрации, снижает скорость коррозии без значительного изменения концентрации какого-либо коррозионного агента. Обычно такие составы эффективны в небольших концентрациях. Это исключает применение в данном качестве веществ, которые снижают скорость повреждения либо за счет существенного изменения pH, либо поглощением кислорода и сероводорода, с последующим их удалением из зоны влияния.

Классическими барьерами для окисления считались хроматы и нитриты металлов. Однако от их применения в настоящее время в значительной степени отказались. Причиной являются опасения по поводу их токсичности. Исключение составляют случаи, когда данный процесс может создавать серьезные проблемы для безопасности человека (например, в авиационной промышленности или при строительстве зданий). К этому классу относятся также неокисляющие вещества — вольфраматы и молибдаты, которые проявляют свой пассивирующий эффект только в аэрированных растворах.

Вещества, способные создавать защитные поверхностные плёнки, представляют собой химические вещества, образующие такие плёнки в результате реакции с растворами. Основными представителями являются фосфонаты и полифосфаты, образующие защитные плёнки или с водорастворимыми ионами кальция или с защищёнными ионами металлов (например, с бензотриазолом меди). Эти плёнки — пористые и плохо прилегают к поверхности, что обеспечивает хорошую защиту.

Вещества, образующие адсорбционные защитные плёнки, в основном представляют собой органические вещества.

Зачастую они имеют молекулярную структуру поверхностно-активного вещества с гидрофильной группой, способной связываться с поверхностью металла, и гидрофобной частью молекулы, входящей в состав объёма раствора. Ингибиторы коррозии металлов такого типа имеют в своём составе адсорбированные молекулы, которые ограничивают диффузию кислорода и доступ воды к поверхности металла, и тем самым снижают скорость коррозии.

Основные свойства

Какой бы реакции ни препятствовал ингибитор, он будет взаимодействовать на границе раздела металл/раствор, образуя плёнку трёх разных типов:

  • Пассивирующую;
  • Осаждающую;
  • Адсорбционную.

Для своего эффективного применения рассматриваемые вещества должны обладать следующими потребительскими характеристиками:

  • Должны легко наноситься на защищаемые поверхности, не нарушая функциональность действия соответствующего узла техники;
  • Обладать способностью к своевременному подавлению вредных процессов обмена энергией;
  • Ограничивать диффузию деполяризаторов, снижающих активность ингибирования;
  • Быть нетоксичными для окружающей среды и людей;
  • Обладать приемлемой стоимостью.

Задача должна разрешаться при минимальном объёме используемого ингибитора,. Кроме того, вещество должно быть удобным для нанесения и не изменять механизм своего действия в иных условиях. Положительным качеством считается также возможность подавления любых поверхностных повреждений.

Классификация ингибиторов

Основные составляющие элементарной зоны коррозии на поверхности контакта являются анод, катод, раствор электролит и проводник ионов. Ингибитор коррозии, состав которого способен замедлить/прекратить описываемые процессы, может вызывать одну из следующих реакций:

  • Защиты поверхности анода;
  • Защиты поверхности катода;
  • Подавление вероятного сопротивления электронной цепи, которое снижается при образовании поверхностной плёнки. Толщина слоя пассивирования обычно находится в пределах 30…200 Å.

Основными видами ингибирования считаются первые два, а третий относится к процессам смешанного или попутного действия.

При работе ингибиторующего вещества происходит сдвиг электрического потенциала в одном из разрешённых направлений. Вещества комбинированного действия эффективности по существу оставляют потенциал повреждения основной поверхности более или менее неизменным.

Стимулирований реакций анодной или катодной коррозии может быть связано с уменьшением активной площади поверхности металла и/или с изменением энергии активации процесса окисления или восстановления.

Катодные

Уменьшают коррозию, замедляя скорость реакции повреждаемой ячейки. Это достигается блокировкой участков с противоположным электрохимическим потенциалом. В состав катодных ингибиторов часто входят сурьма и висмут – химические элементы, уменьшающие процесс интенсивности восстановления водородом. Отсутствие кислорода в коррозионной среде обеспечивает снижение скорости процесса коррозии. Поэтому при защите часто используют сульфит натрия или гидразин, активно реагирующие с кислородом, и, в конечном счёте, удаляющие его из раствора. Активно применяются также технологические процессы вакуумной деаэрации или кипячения.

На практике блокирующее воздействие ингибиторов катодного типа реализуется следующими способами:

  • Исключением или минимизацией водородных рекомбинаций, которые происходят в форме защитного разряда;
  • Катодным осаждением малоактивных в электрохимическом смысле поверхностных плёнок, в состав которых входят соединения таких химических элементов, как магний или кальций;
  • Поглощением избыточного кислорода, который имеется в данной трибологической системе.

Анодные

Увеличивают поляризационные процессы, протекающие в анодной области и, следовательно, способствующие смещению коррозионной разницы напряжений в направлении катода. В результате резко снижается интенсивность коррозионных процессов, которые протекают в анодной области. В результате формируются малорастворимые соединения, электрохимический потенциал которых не позволяет проводить какие-либо реакции со свободными ионами. К анодному типу ингибиторов относят некоторые неорганических соединения, в числе которых ортофосфаты и/или силикаты. Некоторые из них обладают нежелательными свойствами, ухудшающими экологию окружающей среды. Например, применение ингибиторов коррозии такого типа в малых количествах способно интенсифицировать процессы точечной коррозии.

Смешанные

Они исключают или минимизируют прохождение как анодных, так и катодных реакций. Смешанные ингибиторы являются веществами, интенсифицирующими формирование осаждённых поверхностных плёнок. Ингибиторы такого типа не представляют такой угрозы, как анодные, поэтому значительно чаще используются для ограничения интенсивности и скорости коррозии.

Чаще всего для этих целей применяют силикатные и/или фосфатные вещества.

Органические и неорганические

Большинство органических/неорганических соединений включает в себя элементы групп V B, VI B периодической системы элементов, либо аминные, карбонильные и спиртовые группы. Поэтому вещества, созданные на базе таких групп, активно применяются в качестве ингибирующих составов.

Органические ингибиторы адсорбируются на поверхности металлов. Их эффективность увеличивается, если в составе (или в промежуточной среде) присутствуют ионы галогена, причём эффективность ингибирования возрастает в порядке I -> Br -> Cl – (фтор ингибирующих свойств не проявляет).

Кислотные ингибиторы и их разновидности

Они снижают степень водородной хрупкости, предохраняют металлы от точечных коррозионных повреждений, но, главное — уменьшают выделение кислотных паров, возникающих в результате реакции между кислотой и металлом. Тем самым снижается расход кислоты и уменьшается интенсивность поверхностных повреждений, поскольку образующийся слой замедляет протекание нежелательных процессов в области катода, анода или обоих электродов одновременно.

Применение в нефтегазовой промышленности

Ингибиторы коррозии используются для процессов:

  • Предварительной кислотной обработки сырья;
  • Для снижения коррозии в кислых и щелочных средах;
  • При переработке нефти с сернистыми примесями;
  • Для исключения высокотемпературной коррозии деталей оборудования;
  • Происходящих в особо агрессивных средах;
  • При защите от нежелательных микробиологических воздействий.

Преобладающее применение находят полимерные составы, вещества, которые предохраняют металлическую поверхность при воздействии на неё паровых фаз, а также интеллектуальные системы ингибиторов с контролируемым высвобождением. В частности перспективны промышленные вспомогательные добавки соединений кобальта и их взаимодействие с ингибиторами коррозии, как поглотители гидридов и сульфидов.

Применение ингибиторов при обработке техники

Наиболее значительное использование характерно для отраслей технического обслуживания транспортной техники, в частности, легковых автомобилей, эксплуатация которых связана с постоянным риском появления и развития коррозионных явлений. Целесообразно внедрять рассмотренные составы также и для сельскохозяйственной техники, применяющейся в условиях длительного хранения.

Где и как применяются ингибиторы коррозии металла

Статистика гласит, что каждый год четвертая часть всего мирового металла подвергается действию коррозии. По этой причине немало денег уходит на ремонт металлических изделий, коммуникаций и прочего оборудования. Зачастую выгоднее полностью заменить изделие, подвергшееся ржавчине, чем пытаться отремонтировать его.

Однако существует вещество, замедляющее процесс разрушения — это ингибитор коррозии металла. При ответе на вопрос, что такое ингибиторы коррозии, необходимо выяснить требования к ним, их виды, механизм действия и применение.

Понятие и требования

Ингибитор коррозии — вещество, способное в определенной концентрации приостановить или прекратить процесс ржавления деталей. В состав замедлителя может входить как один, так и несколько элементов, образующих целое соединение.

Эффективность действия зависит от двух показателей:

  1. коэффициент торможения разрушения металла;
  2. степень защиты при антикоррозийной обработке.

Основными требованиями ко всем ингибиторам являются:

  • моментальность действия;
  • ценовая и сырьевая доступность;
  • устойчивость при воздействии окисления;
  • стабильность действия при воздействии температур;
    эффективность действия при минимальной концентрации на поверхности конструкций.

Виды замедлителей ржавчины

В зависимости от типа среды они подразделяются на:

  1. кислотной;
  2. нефтяной;
  3. атмосферной;
  4. нейтральной.

1. Первый вид ингибиторов применяется в кислых средах в небольших концентрациях. Как правило, не более 5 грамм на 1 литр. Обязательными и активными элементами вещества являются азот, сера, кислород, которые применяются при травлении.

Ярким примером служит травление, при котором удаляется окалина со стали. Минус таких веществ в том, что металл при их воздействии теряет 5% своих свойств.

2. В нефтедобыче активно применяются ингибиторы нефтяной среды. Поскольку в нефти присутствуют примеси и сероводород, то и она является сильной коррозийной средой. Для уменьшения агрессивности нефтяной среды в нее добавляют антивоспламенители и смесь парафинообразования. На само изделие, взаимодействующий с нефтью, наносят замедлители на аминной основе, а также вещества, образующие на нем пленку с водоотталкивающим эффектом.

3. Ингибиторы атмосферной коррозии разделяются на:

  • летучие;
  • контактные.

Летучие средства представляют собой соли органических или неорганических кислот, концентрация которых увеличивается у поверхности детали, и тем самым происходит его защита. К летучим замедлителям относят бензоаты, нитробензоаты, фосфаты, нитриты и другие. Предъявляется особое требование к упаковке, в которой они содержатся. Она должна быть герметичной и непроницаемой.

Контактные ингибиторы наносят на сам металл, в результате чего на нем образуется пленка, не пропускающая влагу. Такой вид замедлителей не отличается высокой испаряемостью с поверхности. Чаще всего в основе используют бензотриазол, являющийся канцерогенным веществом и требующий особой осторожности при работе с ним. Также используются хроматы и серосодержащий каптакс. Этими веществами обрабатывают медь, бронзу, серебро.

4. Ингибиторы нейтральной среды подразделяются на три вида средств:

  • образующие плохо растворимые соединения (бораты, карбонат натрия, фосфаты, силикаты);
  • с окислительным воздействием (хроматы и нитрит натрия);
  • со слабым окислением (например, вольфраматы).

Механизмы действия замедлителей ржавчины

Сами по себе вещества не контактируют с окружающей средой. Они взаимодействуют непосредственно с поверхностью металла.

Имеют место два способа взаимодействия ингибитора с металлической поверхностью:

  • способ адсорбции;
  • способ образования пленки.

При адсорбции летучее вещество концентрируется у поверхности металла и создает защитную среду. Образование пленки происходит при контактном нанесении средства на поверхность детали. В итоге на нем появляется водоотталкивающий слой, препятствующий возникновению ржы.

На электрохимическом уровне ингибиторы воздействуют на материал по трем процессам.

1. Первый процесс — анодное ингибитирование. В качестве замедлителей выступают такие окислители, как нитраты, молибдаты, силикаты, фосфаты, бензоат натрия.

Анодное ингибитирование эффективно в том случае, если в дополнение к указанным соединениям используется кислород. Он в значительной концентрации скапливается у поверхности металла, а соединения формируют защитную пленку. Необходимо, чтобы концентрация анодных веществ не была слишком низкой. В противном случае может пойти обратный процесс, ускоряющий разрушение металлических конструкций.

2. Второй процесс — катодное ингибитирование. Оно менее эффективно, чем действие анодных веществ. Катодные замедлители способны замедлять процесс ржавления за счет создания на поверхности изделий нерастворимых участков из соединений карбоната кальция. Это соединение образуется в щелочной среде. Для этого деталь помещают в щелочь.

Под ее воздействием карбонат кальция выпадает в осадок и формирует защитный нерастворимый слой. Катодные ингибиторы, как и анодные, малоэффективны в кислой среде.

3. Третий процесс — смешанный. Самый эффективный и равномерный способ защиты металла от коррозии, объединяющий в себе действие и анодных, и катодных веществ. Замедлителями смешанного процесса могут выступать полифосфаты, а также силикаты и хроматы.

Где и как применяются замедлители ржавчины

В целом, применение ингибиторов коррозии металлов связано с металлургией, нефтедобывающей промышленностью, а также в сфере производства и ремонта техники. Например, для изделий из бронзы, серебра и меди.

1. Распространенным в применении является Бензотриазол. Это контактное средство эффективно воздействует на медные и серебряные изделия, образуя защитный слой, который плохо растворяется в воде и устойчив при действии высокой температуры.

Бензотриазол эффективен для удаления темных пятен на медных, серебряных и бронзовых изделиях. Обычно используют 3-процентный раствор бензотриазола, нагретый до 50°C. Процесс антикоррозийной обработки будет эффективнее, если указанную температуру держать в течение 20 минут. В раствор помещается деталь, предварительно очищенная от грязи. После очистки, её необходимо протереть тканью. Не стоит забывать, что бензотриазол опасен для кожи. Необходимо работу выполнять в специальных перчатках и очках.

2. Из неорганических ингибиторов чаще всего используются хроматы. Это один из самых доступных в применении препарат. Обработку меди и серебра хроматами можно проводить при помощи катодного тока. Либо без его участия. В таком случае металл помещают в хромовую кислоту на пару минут. В результате на его поверхности появляется водонепроницаемая пленка.

3. Серебро же часто обрабатывают при помощи катодного тока. В этом случае берется электролит, содержащий едкий натр, бихромат натрия и карбонат калия, распределенный на 1 литр жидкости. Получившийся раствор должен быть комнатной температуры. В него помещается изделие, через раствор пропускается ток плотностью 0,1 ампер на 1см2 в течение 1 минуты.

Серебряные изделия можно просто окунать в раствор бихромата натрия. Важно, чтобы в растворе не было примесей. Эффективнее всего будет сочетание двух методов обработки: сначала обработка катодным током, а затем окунание детали в раствор бихромата натрия.

4. Зарекомендовал себя в применении и Каптакс.

В отдельных случаях он оказывается эффективнее Бензотриазола. Этот ингибитор содержит серу. Медь или бронзу достаточно опустить в нагретый до 800C раствор Каптакса на 30 минут. Благодаря этому увеличится устойчивость металлического изделия к коррозии.

Виды и применение ингибиторов коррозии металлов

Ингибиторы коррозии используются для замедления образования ржавчины на металлах. Действие замедлителей основано на возможности отдельных химических веществ снижать скорость развития коррозии в металлах или даже вовсе ее угнетать.

Ингибиторы востребованы при защите металлических изделий во время травления и промывания. Данные вещества добавляются в полимерные покрытия, воски, смазки, упаковку, в закрытое пространство, где хранится металл. В результате этих мероприятий увеличиваются защитные возможности покрытий.

При попадании на металл, начинается адсорбция ингибиторов, что снижает скорость ионизации. Процесс ионизации может замедляться как у металла, так и у кислорода, либо в обоих случаях одновременно.

В последнее время налажено производство большого ассортимента различных ингибиторов. Существуют замедлители, предназначенные для отдельных групп металлов (черные или цветные) и вещества универсального применения, которые можно применять во всех случаях.

Обратите внимание! Выбирая тот или иной ингибитор, нужно проконсультироваться со специалистом или внимательно изучить справочники. Дело в том, что одно и то же вещество, по отношению к разным металлам, может как способствовать, так и замедлять развитие коррозийного процесса.

Защита от атмосферной коррозии

Чтобы предохранить металлы от воздействия атмосферной коррозии, применяются ингибиторы контактного типа, а также летучие ингибиторы, которые испаряются и самостоятельно распространяются по металлической поверхности.

Применение летучих ингибиторов связано с высокими требованиями к барьерным материалам:

  • материалы должны быть непроницаемы для ингибиторных паров,
  • упаковка должна быть герметичной, иначе вещество тут же улетучится.

Существует несколько методов использования ингибиторов для предохранения металлических изделий от атмосферной коррозии:

  • ингибитор наносится на поверхность металла из растворов водного типа или же органических растворителей,
  • осуществляется процесс сублимации ингибиторов на металлическую поверхность из воздуха, в котором имеется большая концентрация ингибиторных паров,
  • на поверхность металла наносится полимерный состав, включающий в себя ингибитор,
  • изделие заворачивается в ингибированную бумагу,
  • в закрытое пространство направляется пористый носитель с ингибитором.

В последнем случае в качестве носителей выступает «линопон» или «линасиль». Эти адсорбенты, размещенные в замкнутом пространстве, обеспечивают продолжительную сохранность металлов, предохраняют от возникновения коррозии и «бронзовой болезни». Также благодаря адсорбентам появляется возможность сохранности изделий в случае резкого изменения условий окружающей среды.

Защита при очищении от коррозии

Чтобы предохранить металлы от коррозийных процессов в кислых средах, обычно используются ингибиторы. В их числе катапин, уротропин, ПБ-5, ПБ-8.

В ходе процедуры, вслед за удалением коррозии кислотами, происходит адсорбция ингибиторов на очищенной поверхности. Таким образом, избегается или сводится до минимальных показателей растворение металла. Данный фактор имеет особое значение при чистке металлических предметов, представляющих художественную ценность, поскольку слой коррозии на их поверхностях обычно неоднородный как по толщине, так и по составляющим.

Если обнажить поверхность чистого металла, он будет выступать как анод, а оксиды станут катодом. В связи с этим во время очищения значительная доля кислоты уходит на растравливание металла, но не на растворение коррозионных продуктов. Использование ингибиторов в кислотной среде дает возможность избежать растравливания чистого металла и предупредить наводороживание стали или чугуна. В результате удается избежать водородной хрупкости черных металлов.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: