Ингибитор коррозии что это такое


Ингибиторы коррозии

Ингибиторы коррозии – вещества, которые, находясь в коррозионной среде в достаточной концентрации, сильно замедляют либо вообще прекращают коррозионное разрушение металла .  Ингибитором коррозии может быть как одно соединение, так и смесь нескольких.

Эффективность действия ингибиторов коррозии можно оценить по двум показателям: степени защиты (Z, %) и коэффициенту торможения коррозии γ (защитный эффект ингибитора).

Формула для определения степени защиты Z:

Z = [(K1– K2)/K1]•100 = [(i1 – i2)/i1]•100,

где K1, K2 – скорость коррозии (растворения) металла в среде без  ингибитора и с ним [г/(м2•ч)];

i1, i2 – плотность коррозионного тока в неингибируемой среде и ингибируемой, соответственно [А/см2].

Значение Z равно 100% тогда, когда металл полностью защищен, скорость коррозии сводится к 0.

Защитный эффект ингибитора рассчитывается по формуле:

γ = K1/K2 = i1/i2.

Коэффициент торможения показывает, во сколько раз под действием ингибитора уменьшается скорость коррозии.

Между коэффициентом торможения и степенью защиты существует связь, определяющаяся формулой:

Z = (1 – 1/ γ)•100.

Классификация ингибиторов коррозии

По  типу среды ингибиторы коррозии различают:

- ингибиторы нейтральных коррозионных сред;

- атмосферной коррозии;

- ингибиторы кислых сред;

- сероводородной коррозии;

- ингибиторы нефтяных сред.

В разных коррозионных средах один и тот же ингибитор может вести себя совершенно по-разному.

Классификация ингибиторов коррозии по механизму действия:

- пассивирующие ингибиторы;

- адсорбционные ингибиторы.

По характеру защитного действия различают ингибиторы анодные, катодные, смешанные.

По химической природе ингибиторы делятся на: летучие, органические, неорганические.

Адсорбционные ингибиторы коррозии адсорбируются на поверхности защищаемого изделия, образуя пленку, и тормозят электрохимические реакции. Иногда достаточно образование тонкой мономолекулярной пленки. Адсорбционными ингибиторами чаще всего являются ПАВ (поверхностно-активные вещества), а также органические соединения. При  воздействии на изделие они дополнительно усиливают защитные свойства оксидной пленки. Поэтому можно сделать вывод, что наличие  в коррозионной среде кислорода способствует увеличению защитного  эффекта адсорбционных ингибиторов коррозии. Если же оксидная пленка неустойчива -  затрудняется адсорбция ингибитора на поверхности металла, кислород дополнительного влияния не оказывает.

Пассивирующие ингибиторы коррозии играют важную роль при образовании на поверхности металла защитной пленки, которая пассивирует ее. Пассиваторами чаще всего   являются неорганические соединения, обладающие окислительными свойствами (нитриты, молибдаты, хроматы). При обработке поверхности этими веществами коррозионный потенциал сдвигается к положительной стороне. Пассивирующие соединения считаются более эффективными, чем большая часть  непассивирующих.

Неорганические ингибиторы коррозии используются чаще всего. К ним относятся некоторые пассиваторы, катодные, анодные, пленкообразующие ингибиторы и т.д. Ингибирующий эффект таких соединений можно объяснить их составом. Некоторые анионы (PO43-, NO2-, CrO42-, SiO32-, Cr2O72-), а также катионы (Ni2+, Са2+, As3+, Sb3+, Zn2+, Bi3+) способствуют уменьшению скорости коррозионного процесса.

К неорганическим ингибиторам коррозии относятся фосфаты, бихроматы, хроматы, нитриты, полифосфаты, силикаты и т.д.

Органические ингибиторы коррозии считаются веществами смешанного действия. Они замедляю катодную и анодную реакции. Очень часто их используют при кислотном травлении. При этом различные загрязнения, ржавчина, окалина удаляются с поверхности, а основной металл не растворяется. Защитный эффект органических ингибиторов зависит от их концентрации, температуры, природы соединений.

Чаще всего в состав органических ингибиторов входит кислород, азот, сера. Они адсорбируются исключительно на поверхности металла. К органическим ингибиторам относятся некоторые летучие, амины, органические кислоты и  их соли, меркаптаны (тиолы) и др.

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.

Ингибиторы атмосферной коррозии

Для защиты металла от атмосферной коррозии применяют контактные и летучие ингибиторы.

Контактные ингибиторы наносятся непосредственно на поверхность защищаемого изделия (как пленка, например) или же ими пропитывают пропиточные материалы.

К контактным можно отнести хроматы, нитриты, бензоаты, фосфаты и др. Это, в основном, неорганические соединения, состоящие из веществ, воздействующих на кинетику электродных реакций.

Перечень всех ингибиторов атмосферной коррозии и  рекомендации по их применению можно найти в ГОСТ 9.014 – 78.

Контактные ингибиторы отличаются малой летучестью  при нормальных температурах (1,33 • 10-2 МПа при температуре 20 – 25 °С). Они гидрофобизируют поверхность металла, либо пассивируют ее (может и то и другое).

Летучие ингибиторы атмосферной коррозии самопроизвольно адсорбируются на поверхности изделия, находятся при нормальной температуре в летучем состоянии. Воздействуют на кинетику электродных реакций.  К ним относятся соли слабых неорганических и органических кислот, аминов (бензоаты, нитриты, фосфаты, китоны, нитрофеноляты, нитробензоаты и др.)

Летучие ингибиторы атмосферной коррозии адсорбируются на поверхности защищаемого металла тонким мономолекулярным слоем, происходит его взаимодействие с металлом.

В зависимости от класса ингибирующего соединения  оно может ускорять катодную реакцию (переводит поверхность металла в пассивное состояние), либо тормозить анодную и катодную. Действие ингибитора зависит от его строения и состава, механизма испарения, давления насыщенного пара, адсорбционных свойств поверхности, самого ингибитора, способности изменять кинетику процесса.

Для защиты металлов от атмосферной коррозии во время перевозки, хранения и консервации очень часто используют ингибированную антикоррозионную бумагу. При производстве ингибированной бумаги, основным ее активным элементом является ингибирующее вещество.

Для защиты черных металлов от атмосферной коррозии широко применяется ингибированная упаковочная бумага, которая содержит ингибитор УНИ. Данная антикоррозионная бумага выпускается трех видов: УНИ-22-80, УНИ-14-40 и УНИ-14-80 по ГОСТ 16295-77.

Первые две цифры в обозначении указывают на количество ингибитора (в граммах), которое использовали для ингибирования 1 квадратного метра бумаги. Вторые же цифры указывают массу одного квадратного метра упаковочной бумаги-основы.

Ингибитор для защиты от атмосферной коррозии УНИ – это смесь двух веществ, нитрита натрия и уротропина в одинаковом соотношении. Это белый кристаллический порошок. С него делается раствор, которым пропитывают специальную бумагу. Только потом она становится ингибированной, антикоррозионной. Порошок, растворившись в воде, образует прозрачную жидкость. рН 30%-го раствора составляет 8 - 8,5. Порошкообразный ингибитор УНИ хорошо растворяется   в воде, плохо в спирте и совершенно нерастворим в углеводородах. Ингибитор летучий и малотоксичен.

Используется для защиты от атмосферной коррозии черных металлов, фосфатированную, хромированную и оксидированную сталь. Нельзя применять в жестких коррозионных условиях для защиты цветных металлов, т.к. ингибитор будет способствовать усилению процессов коррозии.

Ингибитор УНИ абсолютно не влияет на кожу, текстиль, органические покрытия, дерево, упаковочную бумагу и лакокрасочные материалы.

Ингибиторы кислых сред (кислотной коррозии)

Ингибиторами кислотной коррозии называются вещества, которые при малых их концентрациях в кислотах либо кислых средах значительно уменьшают скорость коррозионного разрушения. Концентрация  должна составлять около 5 г/л. В качестве ингибиторов кислотных сред чаще всего используют органические соединения (иногда неорганические). Используются такие ингибиторы чаще всего при травлении, например, для снятия окалины с поверхности металла. Ингибиторы кислотной коррозии были известны еще в далеком  средневековье. В те времена мастера-оружейники вводили в раствор для травления дрожжи, муку, отруби и некоторые другие вещества. Травление уже тогда применяли для снятия окалины со стали. Мука, дрожи, отруби  выступали в качестве ингибиторов.

Если при травлении не применять никаких дополнительных добавок, уменьшающих коррозионное разрушение металла, то его потери могут составлять до 5 %, что достаточно много и недопустимо для многих изделий.

Ингибиторы кислотной коррозии: ХОСП-10, И-2В, ПА-6, ПБ-8, КИ-1, ИК-40, КПИ-3, И-1-А, ИК-45, катапин, С-5, ЧМ, ПКУ, КХ, ТДА, ХОД, пеназолин др.

Ингибиторы кислотной коррозии тормозят процесс разрушения металла за счет  увеличения поляризуемости анодного,  катодного либо обоих электродных процессов.

Для цинка, железа, стали, алюминия в среде h3SO4 очень эффективны ингибиторы катионного типа (катапин К, КПИ-9, КПИ-1, КПИ-7). Анионного типа при этом не эффективны.

Для свинца, кадмия, олова катионные ингибиторы не используются.

Самыми эффективными ингибиторами кислотной коррозии считаются соединения, в состав которых входят кислород, сера, азот.

Ингибитор ЧМ (Р + П)

Ингибитор ЧМ (Р + П) – один из первых ингибиторов, выпущенных в Советском Союзе. Применяется при травлении черных металлов (малолегированная и углеродистая сталь, чугун) при температуре  до 70 °С в растворах серной кислоты.

В процессе травления в травильную ванну вводится пенообразователь (П) и регулятор травления (Р).

Пенообразователь представляет собой темную жидкость почти без запаха, вязкой консистенции. Пенообразователь хорошо растворяется в воде. Его вводят для создания на поверхности травильного раствора густой пены, которая препятствует выделению кислотного тумана в атмосферу цеха. Количество вводимого пенообразователя в травильную ванну зависит от температуры и площади зеркала травильного раствора в ванне. На один квадратный метр зеркала травильного раствора (при температуре травильной ванны до 50 °С) расход ингибитора ЧМ (Р + П) составляет около 0,5 кг. При температуре выше 50 °С – вводят 1 – 1,5 кг/м2.

Регулятор травления – вязкая темная жидкость, отличающаяся специфическим неприятным запахом. Вещество практически нерастворимо в воде. Количество регулятора травления, которое вводится в ванну с травильным раствором составляет около 0,2 – 0,5%. Регулятор травления в количестве 0,5% вводят при условиях повышенной температуры (выше 50 °С) и достаточно сильном загрязнении изделий из черного металла окалиной.

Регулятор травления и пенообразователь вводятся в травильную ванну последовательно и при подливании в процессе травления кислоты, вводится  соответственное количество этих добавок.

Ингибитор ЧМ (Р + П) уже устаревший. Используется очень редко, на старых предприятиях. Обусловлено это его токсичностью и малоэффективностью (ингибитор загрязняет поверхность травимого изделия, имеет небольшой температурный интервал действия и не устраняет в процессе травления наводораживания.

Пеназолин (ПАВ-446)

Пеназолин (ПАВ-446) – ингибитор двойного действия. Кроме ингибирующих свойств пеназолин  (ПАВ-446) образует на поверхности растворов плотную и густую пену (к тому же еще и устойчивую).  Пеназолин нетоксичен. Рекомендуется применять в растворах серной и соляной кислот. Благодаря плотной пене на поверхности травильного раствора, в воздух цеха не попадают пары кислоты.

В состав пеназолина входят имидазолины и аминоамиды с алкильным радикалом. На вид это воскообразное вещество от  светло-желтого до  светло-коричневого цвета.

Ингибитор пеназолин применяется при температурах от 20 до 95 °С. С увеличением температуры плотность пены только возрастает, что делает пеназолин более эффективным. Эффективность данного ингибитора также увеличивается при накоплении на дне ванны солей железа и  выработке кислотного раствора (при этом образуется более густая пена).

Концентрация пеназолина в растворах соляной кислоты должна составлять около 0,01%, в растворах серной кислоты 0,01 – 0,05%. Концентрацию ингибитора выбирают в зависимости от его назначения, т.е. если необходимо, чтоб было больше пены – берется минимальная концентрация ПАВ-446, если более важны ингибирующие свойства – максимальная.

Для повышения эффективности травильных растворов достаточно единоразово ввести небольшое количество ПАВ-446. Расход пеназолина – 20 г/т металла, т.е. вещество достаточно экономично.

Пеназолин значительно улучшает показатели процесса травления, способствует более эффективному удалению окалины с поверхности металла и не влияет на качество последующих технологических операций.

Ингибитор КИ-1

Ингибитор КИ-1 относится к комбинированным ингибиторам, которые состоят с нескольких составных частей, в данном случае это водный раствор  25%  катапина и 25% уротропина. КИ-1 - это немного мутная или прозрачная  жидкость от желтого до коричневого цвета, плотностью 1,15 – 1,18 г/см3 при температуре 20 °С. Изготавливается по стандарту ТУ 6-04689381.006-97 (Россия). Срок хранения вещества – 1 год.

Ингибитор КИ-1 применяют для защиты от кислотной коррозии некоторых цветных металлов и черных. Вещество эффективно в растворах фосфорной и серной кислот (концентрацией до 50%), а также плавиковой и соляной (концентрацией до 30%).

КИ-1 рекомендовано применять при температурах до 100 °С при кислотной очистке оборудования теплоэнергетического, скважин от различных загрязнений. Также используется ингибитор для травления черных металлов в серной кислоте (на НТА и ваннах периодического действия). Применяется ингибитор КИ-1 при травлении электротехнических, низко и высоколегированных сталей в растворах серной кислоты. Также для защиты от коррозии арматуры железобетонных изделий, а автомобильной промышленности ингибитором КИ-1 обрабатывают стальные изделия перед нанесением гальванического покрытия или предстоящей покраской.

При травлении Ст3 в ванне, содержащей 20%  раствор серной кислоты и  0,5% ингибитора КИ-1, температуре 80 °С, скорость коррозии данной марки стали уменьшается на 99%!

К недостаткам ингибитора КИ-1 можно отнести нарушение работы регенерационных установок, загрязнение в некоторых случаях поверхности металла, кристаллов железного купороса.

Аналогами ингибитора КИ-1 являются ингибиторы: ПБ-5, ПКУ-Э, Синол-ИКК и БА-6.

Ингибитор ХОСП-10

Ингибитор ХОСП-10 очень хорошо подходит для травления в соляной, серной и органических кислотах  изделий из цветных и черных металлов. Ингибитор ХОСП-10 – это синергетическая смесь технических продуктов. ХОСП-10 хорошо растворим в фосфорной, соляной, серной, уксусной, муравьиной кислотах, но совершенно не растворяется в щелочах.

Ингибитор ХОСП-10 улучшает качество поверхности металла, пластические свойства сталей, предотвращает наводораживание и расслаивание.

При травлении изделий из черных металлов при температуре 20 – 90 °С  в растворе 20% серной кислоты рекомендуется применять 0,025 – 0,05 % ингибитора. При травлении в 20% соляной кислоте изделий из цветных металлов при температуре 20 - 50 ° С. При температуре около 90 °С в 20% серной кислоте степень защиты ингибитора, концентрацией 0,05% составляет более 99%!

Ингибитор ХОСП-10 отличается высокой эффективностью при  травлении (при повышенной температуре раствора) в серной кислоте высокоуглеродистых сталей.

В некоторых случаях рекомендуется совместно с ингибитором ХОСП-10 добавлять в раствор 0,5%   NaCl. Это применимо для инструментальной стали У10А, легированной стали ШХ-15 и низколегированных сталей при травлении их в серной кислоте.

Для одного цикла работы травильной ванны достаточно единоразово ввести ингибитор (при изменении концентрации серной кислоты от 20% до 1-2%).

Одним из достоинств ингибитора ХОСП-10 является то, что он обладает еще и пенообразующими свойствами, что очень удобно при травлении в ваннах открытого типа (не требуется дополнительно вводить различные пенообразователи).

Ингибитор ХОСП-10 способствует улучшению поверхности сталей и не увеличивает наводороживание  средне и низкоуглеродистых сталей.

Применяется ингибитор ХОСП-10 при сернокислотном травлении. Вещество можно считать экономичным, т.к. его требуется в 2-4 раза меньше, чем ингибиторов ЧМ, И-1-В.Ингибитор малоэффективен при травлении высокоуглеродистых сталей.

Ингибитор С-5

Ингибитор С-5 применяют для травления в растворах серной кислоты (концентрацией до 40%) мало-, средне- и высокоуглеродистых сталей при повышенной температуре (95 – 99 °С). Ингибитор С-5 относится к комбинированным ингибитором и обладает синергетическим действием. Хорошо растворяется в воде, водных растворах щелочей и кислот.

Применять ингибитор С-5 можно не только в растворах серной кислоты, но и в очень  слабом растворе азотной (до 15%) при температуре не выше 35 °С. При температуре 80 °С в 20% растворе серной кислоты степень защиты ингибитора (данные для Ст3) составляет 98%. При 25 °С в 12% азотной кислоте степень защиты 99,8%.

Ингибитор С-5 успешно применяют на некоторых трубопрокатных, метизных, сталепрокатных заводах. С-5 достаточно эффективен при травлении (в растворах любой выработки) легированных и углеродистых сталей. Вещество не ухудшает условий регенерации растворов, не загрязняет железный купорос.

Так как ингибитор эффективно работает и при повышенных температурах – его можно применять при травлении в НТА листового проката.

Ингибитор БА-6

Это нерастворимый в воде технический продукт. В органических растворителях (спирт, ацетон, эфир и др.), а  также кислотах (фосфорная, соляная, серная) ингибитор коррозии БА-6 растворяется хорошо. Так как данный ингибитор является устойчивым к воздействию кислот, то его можно применять для их перевозки, хранения и в процессах травления. Его применяют при травлении в растворах соляной кислоты черных металлов. Рекомендуемая концентрация  0,1 – 0,5%.  Если же кислота концентрированная, а температура около 60 – 80 °С, то его эффективность невелика.  При температуре 100 °С в 4 н. соляной кислоте степень защиты стали составляет 97,8% (содержание ингибитора 0,1%). В присутствии солей железа ингибитор не коагулирует, он остается  стабильным.

При травлении ингибитор коррозии БА-6 не оказывает влияние на сам металл, не замедляет растворение окалины. Кроме того, он не загрязняет поверхность металла.

Применяется ингибитор БА-6 для защиты при соляно-кислой обработке  оборудования нефтяных и газовых скважин. Его концентрация должна составлять около 0,5 – 1%. Также вещество используется для защиты от коррозии емкостей с соляной кислотой (при перевозке). Концентрация ингибитора БА-6  также 0,5 – 1%.

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.

Катодные, анодные, смешанные ингибиторы

В большинстве случаев ингибиторы защищают изделие от коррозии по электрохимическому механизму, т.е. воздействуя на скорость прохождения катодного, анодного, либо обоих коррозионных процессов. Суть ингибирования заключается в замедлении этой скорости.

Анодные ингибиторы коррозии

Анодные ингибирующие добавки  воздействуют на анодную реакцию. Это соединения, обладающие окислительным воздействием (нитриты, хроматы). Они способствуют образованию на анодной части металлического изделия очень тонкой пассивной пленки, которая значительно замедляет скорость коррозии на этом участке.  Анодные ингибиторы называют еще пассиваторами. Механизм действия анодных ингибиторов: за счет образования пассивной пленки площадь анодной поверхности уменьшается; торможением анодного перехода основного металла в раствор.

Большинство анодных ингибиторов коррозии считается опасными, т.к. при передозировке или их недостатке  в растворе может наблюдаться эффект, обратный защитному (увеличение скорости коррозии). К анодным ингибиторам относятся фосфаты, силикаты, карбонаты щелочных металлов, гидрофосфаты и многие другие. При недостаточных концентрациях в коррозионной среде анодных ингибиторов коррозии наблюдается локализация коррозионных процессов, увеличение скорости растворения металла на отдельных участках.

Катодные ингибиторы коррозии

Катодные ингибиторы замедляют катодную реакцию, растворение металла. Стационарный потенциал системы сдвигается  в отрицательную сторону, идет уменьшение коррозионного тока.  На поверхности образуется адсорбционная пленка. Проходит химическая реакция, в результате которой связывается деполяризатор. На поверхности защищаемого металла образуются труднорастворимые соединения, которые замедляют коррозию, блокирую поверхность. Катодные ингибирующие вещества менее эффективны, чем смешанные или анодные, поэтому их использование ограничено. Катодные, как и анодные, не применяются в кислых средах, т.к. в них малоэффективны. К ним  относятся сульфит натрия, гидразин.

Смешанные ингибиторы коррозии

Смешанные ингибиторы коррозии тормозят анодную и катодную реакцию. Поэтому считается, что смешанные ингибиторы более эффективны. Большинство таких соединений работают по окислительному типу.

Ярким примером данного вида веществ можно считать хроматы.

www.okorrozii.com

Ингибитор коррозии: виды, состав и способы применения :

Для защиты металлических поверхностей от поражения коррозией применяется широкий спектр механических, химических и электрохимических средств. Большинство из них используется в непосредственной связке с целевой заготовкой, что обеспечивает изоляционный эффект. Но существует и отдельная группа химических соединений в виде ингибиторов коррозии, принцип действия которых ориентируется и на понижение активности самого реагента, провоцирующего нежелательные процессы.

Что такое ингибитор?

Это специальные вещества или комбинации определенных химических элементов, которые вносятся в рабочую среду в достаточном количестве для замедления или предотвращения коррозийных процессов. Эффективность данной защиты оценивается по двум показателям: коэффициенту остановки коррозии и степени защиты самого металла. При этом конечный эффект будет зависеть не только от самого химического соединения, но и от окружающих условий, среди которых свойства реакции, характеристики агрессивной среды и физико-химические параметры металла. Преимущественно ингибиторы коррозии действуют в тех случаях, когда имеет место цепная реакция между активным центром и агрессивными частицами. Защитное соединение действует целенаправленно на активные элементы, задерживая, блокируя или разрушая их. Характер данного эффекта и результативность практически в каждом случае индивидуальны, но схемы сегментируются в зависимости от типа используемого средства.

Составы ингибиторов

Чаще всего используют составы на основе нитрита натрия, которые добавляются к силикатам и фосфатам натрия, соляным растворам, бихроматам натрия, сульфоокисям, аминам, танину и т.д. Причем, используя тот или иной ингибитор, важно учитывать, что реакция защиты предполагает его расход, поэтому периодически необходимо вносить в агрессивную среду новые порции активного элемента. Например, типовой состав ингибитора коррозии на нитрите натрия вводится в объеме до 0,05 %. Также активные группы соединений по-разному ведут себя в определенных средах. Так, если стоит задача окисления, то за основу берется гидрохинон, а для задержки процессов ржавчины применительно к стальным сплавам рекомендуется использование технеция. К специализированным составам можно отнести ингибиторы для защиты в средах с хлором и водородом. В данном случае применяют трихлорид азота, но в минимальных дозах. Как правило, для прекращения негативного взаимодействия хватает тысячной доли от общего количества реагентов.

Классификация ингибиторов по механизму действия

Принцип и характеристики образования защитной среды обуславливаются химической природой конкретной рецептуры. В этом смысле отмечаются следующие группы составов с антикоррозийным эффектом:

  • Адсорбционные. На поверхности предохраняемой конструкции или детали образуется мономолекулярная пленка, которая постепенно останавливает негативные электрохимические процессы. Среди таких веществ часто встречаются поверхностно-активные композиции - ПАВы.
  • Органические ингибиторы. Представляют средства, дающие смешанный эффект. Они способны тормозить анодные и катодные разрушительные реакции коррозии. Органический ингибитор нередко используется при металлическом травлении, облегчая дальнейшие процессы зачистки поверхностей от загрязнений и окалины. При этом сама структура металла остается прежней и не деформируется.
  • Неорганические ингибиторы. Обширная группа соединений, основанных на фосфатах, силикатах и полифосфатов. Комбинируя элементы химической композиции этого типа, можно получать практически универсальные средства для снижения интенсивности процесса разрушения структуры. Сложность заключается лишь в подборе подходящего активного элемента для конкретных задач.
  • Пассивирующие ингибиторы. Образуют на поверхности заготовки защитную пленку, оказывающую эффект пассивирования. Иными словами, выполняется окислительная реакция (с помощью нитритов и хроматов, к примеру), при которой коррозионный потенциал сводится к положительной неактивной стороне.

Ингибиторы нейтральных сред

Химические ингибиторы, защищающие от коррозии, в отношении нейтральных сред классифицируются следующим образом:

  • С окислительными качествами. Могут по отдельности или в комбинированных составах применяться хроматы, нитриты и составы, включающие нитро- и карбоксильные элементы.
  • Средства, способствующие генерации труднорастворимым связок, но без окислительного действия. Это могут быть растворы ингибиторов коррозии на основе боратов и фосфатов.
  • Ингибиторы с ослабленным окислительным эффектом. Отличием этой категории можно назвать содержание анионов наподобие ванадатов и молибдатов.

Ингибиторы кислотных сред

Это вещества и элементы, которые снижают скорость коррозийного процесса, происходящего в кислотах при умеренной концентрации на уровне 5 г/л. Функцию антикоррозийной защиты такого типа чаще выполняют органические соединения. Их задействуют при травлении металлов для устранения окалины с поверхности. Эффективность замедления ржавчины зависит от характеристик конкретной кислоты. Ингибитор коррозии на основе серы, кислорода и азота считается наиболее действенным. Специально для стали, алюминия, цинка и железных изделий применяются катионные ингибиторы типа катапина, КПИ-9, КПИ-1 и др. К универсальным средствам защиты металла в кислоте относятся составы ХОСП-10, КИ-1, ПБ-8 и другие продукты, которые демонстрируют высокую способность и к самозащите в агрессивных средах.

Ингибиторы атмосферной коррозии

В данной группе можно выделить контактные и летучие ингибиторы. Первые используются непосредственно на металлической поверхности, причем в зависимости от состава может достигаться и эффект пропитки. К контактным составам относятся композиции с содержанием нитритов, бензоатов и др. Преимущественно это неорганические соединения, оказывающие влияние на электродную кинетику. Что касается летучих ингибиторов коррозии, то к этому сегменту относят соли аминов и других слабых кислот. В частности, среди них можно выделить нитриты, бензоаты, фосфаты и т.д. Все они склонны адсорбироваться произвольно на поверхности заготовки, но при этом находятся в летучем состоянии в условиях нормального температурного режима.

Катодные и анодные ингибиторы

Составы катодного типа замедляют электрохимические реакции, которые могут вызывать коррозийные процессы на фоне растворения металлов. Происходит снижение коррозионного тока в результате сдвижения стационарного потенциала катода в отрицательную сторону. На поверхности материала формируются труднорастворимые химические пленки, связывающиеся деполяризатор. В свою очередь, анодные ингибиторы коррозии металлов считаются более эффективными, так как они оказывают и окислительное воздействие. Благодаря их поддержке образуется тонкий слой пассивной анодной пленки, уменьшающей площадь распространения коррозии. По сути, разрушительные процессы блокируются. Но важно учитывать, что аноды могут быть опасны при условии передозировки. Скорость развития коррозии будет снижена, но темпы растворения металла увеличатся.

Применение ингибиторов в бытовых условиях

Для обычных пользователей наиболее доступным средством защиты от коррозии с помощью ингибиторов будет укладка грунтующего состава на целевую поверхность. Это легкое по своему воздействию ингибирующее покрытие, действие которого заключается в предотвращении прямого контакта воды или агрессивного раствора с поверхностью металла. Нередко и лакокрасочные средства содержат подобные ингибиторы коррозии. Вещества, которые используются в подобных целях, вырабатываются в заводских условиях. К ним можно отнести свинцовый сурик для той же грунтовки, растворы ортофосфатов цинка или железа, фосфатные покрытия и т.д.

Применение ингибиторов при обработке техники

Наиболее остро проблемы защиты технических средств стоят в сельском хозяйстве, где атмосферная среда негативно влияет не просто на металлические поверхности, а конкретно на сварочные соединения. Задачи обработки уязвимых участков защитными средствами усложняются в силу их нахождения внутри полостей. Поэтому применение ингибиторов коррозии обычно происходит в рамках планового ремонта консервационными составами. Для временной защиты от биологического и атмосферного воздействия машины обрабатывают пластичными смазками, маслами, восковыми дисперсиями, бензино-битумными составами, противокоррозионными присадками и т.д.

Применение ингибиторов в нефтегазовой промышленности

В основном нефте- и газопроводные трубные магистрали подвергаются коррозийным разрушениям, но не только. Металлические конструкции и сооружения перерабатывающих заводов, скважинное оборудование, буровые установки и вспомогательные приспособления постоянно взаимодействуют с сероводородом, двуокисью углерода и органическими кислотами. Очевидно, что и в этом случае необходимо использование специализированных защитных средств. В частности, задействуются ингибиторы коррозии в виде смесей, содержащих серу, азот и метанол. Сужение спектра доступных для использования в данной сфере химически активных антикоррозийных средств обуславливается тем, что ингибиторы не должны никак влиять на технологические процессы нефтегазовых предприятий (добычу, сбор, подготовку, переработку сырья). Кроме этого, они должны иметь приемлемые показатели токсичности по отношению к окружающей среде.

Заключение

Современные средства защиты материалов от негативных факторов окружающего воздействия все в большей степени ориентируются на тонкие физико-химические реакции и процессы, в результате которых происходят изменения структуры материалов. Именно такой подход в наиболее эффективных моделях защиты демонстрируют ингибиторы. Специальные растворы порой на молекулярном уровне не допускают разрушения металлической поверхности, сохраняя и ее эксплуатационные качества в первоначальном виде. Но есть и другие примеры, среди которых пеназолин (ПАВ) – ингибитор коррозии, оказывающий двойное поверхностное действие. Как и традиционные антикоррозийные покрытия, он формирует грубую густую пленку, физически не позволяющую агрессивным средам воздействовать на металл. То есть практически для любых условий с риском коррозийного поражения современная промышленная химия может предложить достойное средство защиты – остается лишь правильно рассчитать свойства состава и обозначить требования к его применению.

www.syl.ru

ИНГИБИТОРЫ КОРРОЗИИ - это... Что такое ИНГИБИТОРЫ КОРРОЗИИ?

  • Ингибиторы коррозии —         (a. corrosion inhibitors; н. Korrosionsinhibitor; ф. inhibiteurs de corrosion; и. inhibidores de corrosion, sustancia anticorrosiva) вещества, введение к рых в относительно небольших кол вах в агрессивную среду вызывает заметное… …   Геологическая энциклопедия

  • Ингибиторы коррозии — Ингибиторы коррозии, вещества, снижающие скорость коррозии; применяются для антикоррозионной защиты материалов, главным образом металлов. Подробнее см. Ингибиторы химические …   Большая советская энциклопедия

  • ингибиторы коррозии — [corrosion inhibitors] неорганические и органические поверхностно активные вещества, добавление малых количеств которых в коррозионную среду приводит к уменьшению коррозии металлов. Неорганические ингибиторы коррозии водорастворимые вещества с… …   Энциклопедический словарь по металлургии

  • ингибиторы коррозии для растворов на углеводородной основе — — [http://slovarionline.ru/anglo russkiy slovar neftegazovoy promyishlennosti/] Тематики нефтегазовая промышленность EN Nocor 133 203 …   Справочник технического переводчика

  • Ингибиторы химические —         вещества, тормозящие разнообразные химические реакции; находят широкое применение для предотвращения или замедления нежелательных процессов, например коррозионного разрушения металлов, окисления топлив, смазочных масел и пищевых продуктов …   Большая советская энциклопедия

  • Ингибиторы — [inhibitors] (от лат. inhebeo останавливаю, сдерживаю) вещества, тормозящие химические реакции. Характерной особенностью bнгибиторjd является эффективность их в малых концентрациях от тысячных долей процента до нескольких процентов. Ингибиторы… …   Энциклопедический словарь по металлургии

  • ИНГИБИТОРЫ — (от латинского inhibeo задерживаю) вещества, тормозящие химические процессы. Различают ингибиторы: коррозии, полимеризации, окисления. Ингибиторы добавляют в реакционную среду от долей процента до нескольких процентов …   Металлургический словарь

  • Ингибиторы — – в химии – в ва, тормозящие хим. процессы, например коррозию, полимеризацию, окисление (см. Антиоксиданты). относит. масса И., вводимых в реакционную среду, может изменяться от долей % (И. полимеризации) до неск. % (присадки к… …   Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

  • Ингибиторы и замедлители — – вещества, которые либо полностью прекращают процессы полимеризации и поликонденсации, либо замедляют их скорость. Для этих целей используют гидрохимон, серу, ароматические амины, уротропин или гексаметилентетрамин и др. [Словарь строительных… …   Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

  • ИНГИБИТОРЫ — (от лат. inhibeo удерживаю) вещества, снижающие скорость химических, в т. ч. ферментативных, реакций или подавляющие их. Применяют для предотвращения или замедления нежелательных процессов: коррозии металлов, старения полимеров, окисления топлив… …   Большой Энциклопедический словарь

dic.academic.ru

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.

Видео:

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 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).

Видео:

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.

Видео:

(1 оценок, среднее: 5,00 из 5) Загрузка...

plavitmetall.ru

Что такое ингибиторы коррозии металлов и механизм их работы, виды ингибиторов коррозии, основа, свойства ингибиторов коррозии

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.

Свойства ингибиторов коррозии

Ингибиторам коррозии разработчики нашей компании – ведущего производителя ингибиторов в России, придают такие свойства, которые позволяют им создавать механизм защитного действия от ржавчины. Основное свойство ингибиторов коррозии сводится к экранированию внешнего влияния, изолированию металла от воздействий агрессивной внешней среды. Защита обеспечивается за счет адсорбции ингибитора коррозии (ИК) на поверхности металла. Взаимодействуя с ним на молекулярном уровне, ингибитор образует новое химическое соединение, которое в виде пленки покрывает всю защищаемую поверхность. Защитная пленка должна быть максимально нейтральной к влиянию извне, не растворятся в данной среде. Если эти условия соблюдены, все уникальные свойства ингибитора коррозии буду проявлены в полной мере.

Наконец, для полного понимания, что такое ингибиторы коррозии и механизм их работы, вам полезно знать, что ИК, согласно стандарту ISO 8044-1986, это химические соединения, которые присутствуют в коррозионной системе в достаточной концентрации, чтобы уменьшить скорость коррозии. Обязательное условие их успешной работы - концентрация любого коррозионного реагента не должна значительно изменяться. То есть конкретный ингибитор коррозии, с его свойствами и качествами, хорош в конкретных условиях. Поэтому, если вы затрудняетесь с выбором ИК, рекомендуем обратиться к онлайн консультанту на нашем сайте. Вы незамедлительно получите компетентный совет.

Виды ингибиторов коррозии

Принято различать следующие виды ингибиторов коррозии.

На катодные, анодные и смешанные по механизму их действия. Под действием ингибиторов коррозии поверхность металла изменяет свое состояние вследствие его адсорбции (анодная защита) или образует с катионами металла труднорастворимые соединения (катодная защита). В первом случае уменьшается площадь активной поверхности, во втором уменьшается активность коррозионного процесса. Смешенный вид ингибиторов коррозии изменяют скорость обеих реакций.

Катодные ингибиторы коррозии применяются при реализации масштабных работ, так как замедляют активное растворение и коррозий металла за счет химической реакции повсеместно. Анодные ингибиторы более эффективны для предотвращения локальной коррозии. Для лучшей защиты металла от коррозии целесообразно использовать композиции ингибиторов с различными добавками – смешанные.

По химической природе виды ингибиторов коррозии подразделяются на неорганические, органические.

Неорганические ингибиторы коррозии содержат в своем составе неорганические вещества, способные замедлять коррозию металла в агрессивной среде. Ингибирующее свойства таких соединений обеспечиваются присутствием в них катионов (Са2+, Zn2+, Ni2+ , As3+, Bi3+, Sb3+) или анионов (CrO2-4, Cr202-7, NO-2, SiO2-3, PO3-4). Для железа в водной среде экранирующими катодными ингибиторами коррозии могут быть чаще Са(НС03)2, реже ZnSO4, ZnCl2. Самый дешевый катодный ингибитор - бикарбонат кальция Са(НС03)2. Он чаще всего применяется для защиты от коррозии в системах водоснабжения.

Анодные неорганические ингибиторы коррозии часто еще называют пассиваторами коррозии. Они образуют на поверхности металла тончайший, около 0,01 мкм слой пленки, который тормозит переход коррозию металла. К виду пленкообразующих ингибиторов относятся NaOH, Na2C03 и фосфаты. Вам полезно будет знать, что, так называемые, пассиваторы коррозии могут быть опасными при неверно выбранной концентрации. Они способны не замедлить, а напротив ускорить коррозию металла. Следствием их неправильного применения может стать очень опасная точечная коррозия.

Как неорганические ингибиторы коррозии железа, оцинкованной стали, алюминия, меди, латуни в промышленных водных системах используются хроматы и бихроматы натрия и калия. Широкое распространение в промышленности получил гексаметафосфат натрия. Фосфаты и полифосфаты используют в качестве замедлителей коррозии металла в воде и холодильных рассолах. Больший эффект, как свидетельствует многолетний опыт компании Конферум, достигается при совместном использовании фосфатов и хроматов.

Другой вид ингибиторов коррозии – органические. В их состав входят органические соединения, способные замедлить коррозию металла. Органические соединения воздействуют на скорость как катодной, так и анодной реакций, поэтому их принято считать ингибиторами смешанного действия. Главное их отличие от неорганических ингибиторов заключается в способности адсорбироваться только на поверхности металла. Продукты коррозии их не интересуют. Такая особенность органических ингибиторов используется при кислотном травлении металлов для очистки последних от ржавчины, накипи, окалины. К органическим ингибиторам коррозии относятся алифатические и ароматические соединения, имеющие в своем составе атомы азота, серы и кислорода.

Наиболее эффективные в этом ряду ингибиторы коррозии из функционально замещённых четвертично (третично) аммониевых соединений (ФЗЧАС) с производными нонилфенолов, неонолов, алкилфенолов с функциональной группой содержащей имидазолин, триазол, триазин, хинолин, пиридин, которые способны работать в условиях высоких температур кислотных сред.

Современным средством защиты от коррозии являются летучие ингибиторы. Они незаменимы при защите от атмосферной коррозии металлических конструкций и изделий на время их хранения и транспортировки. Принцип действия летучих ингибиторов коррозии основан на испарении и образовании паров, которые оседают на поверхности металла, образуя защитный нано слой.

Виды ингибиторов коррозии еще делятся по сфере своего влияния, они, в зависимости от состава, могут успешно работать — в кислой, щелочной или нейтральной среде.

Основа ингибитора коррозии

Как вы теперь поняли, основу ингибитора коррозии составляют химические элементы, способные обеспечить его антикоррозионные качества в определенных условиях. Должны сказать, что производимые компанией Конферум препараты не всегда можно строго отнести к определенному виду ингибиторов коррозии. Наши разработчики, в составе которых ведущие ученые-химики страны, активно используют метод, который носит название синергизм. Если просто и понятно - это удачное смешение различных видов и основ ингибиторов коррозии, способствующее увеличению эффективности их действия. Синергизм обеспечивает достижение большего защитного эффекта, нежели при раздельном применении тех же ингибиторов и способствует удешевлению выпускаемой продукции.

Сотрудничество с нашей компанией и активное использование различных видов ингибиторов коррозии позволит вам, по крайней мере, одно из:

1.Удлинить отрезки времени работы деталей и оборудования между ремонтами. Это обеспечит снижение расходов на ремонт и увеличит, за счет сокращения простоев, выпуск продукции.

2.Удешевить стоимость возводимой конструкции за счет применения углеродистых и низколегированных сталей вместо дорогих коррозионностойких материалов.

3.Сэкономить топливо за счет улучшения теплообмена. Отложения продуктов коррозии на стенках теплообменников ухудшают их свойства и выводят из строя.

4.Уменьшить потери от утечек воды и других жидкостей из-за коррозионных повреждений системы.

В ваших конкретных условиях может быть достигнут другой эффект от грамотного использования уникальных свойств ингибиторов коррозии в повседневной работе. Например, может быть уменьшен расход энергии на преодоление сопротивлений от накипи и других коррозионных отложений в гидравлических системах после применения ингибиторов. В любом случае, вы теперь знаете что такое ингибиторы коррозии металлов и насколько эффективен механизм их работы. Знайте ещё и другое. Среди специалистов широко распространено мнение, что на каждый рубль, потраченный на приобретение ингибиторов коррозии, в результате вы получите пять рублей прибыли.

Средство защиты от коррозии металлических поверхностей

Защита стали от коррозии

Защита магистральных трубопроводов Алазол

Антикоррозийное покрытие металла при хранении

www.conferum.ru

Ингибиторы коррозии металлов – свойства, состав и применение

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.

к содержанию ↑

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.

Мероприятия по консервации с помощью ингибиторов рекомендуется осуществлять при влажности на уровне ниже критической, в условиях чистого воздуха. Не допускается наличие кислых паров в воздухе в помещении (такие пары выделяются во время химической чистки), где проводится консервация.

Адсорбция ингибитора, с образованием мощного защитного слоя, происходит не сразу, а в течение некоторого времени. Продолжительность затраченного времени зависит от характера не только ингибитора, но и обрабатываемого металла. До обработки ингибитором изделия из металла тщательной очищаются от грязи и жира, а потом подвергаются сушке.

Обратите внимание! Перед консервацией металл нельзя трогать голыми руками. Всю работу в дальнейшем нужно делать в резиновых перчатках.

к содержанию ↑

Защита для стальных конструкций

Наиболее популярны водные растворы (в особенности вязкие) нитрита натрия. Этот раствор представляет собой ингибитор контактного типа, наносимый на поверхность изделия (например, системы отопления или другой металлоконструкции).

Добавление в водные растворы нитрита натрия дополнительного компонента, увеличивающего вязкость структуры (оксиэтилцеллюлоза, глицерин, ксилит, крахмал), значительно повышает эффективность вещества. В частности, увеличивается срок гарантированной защиты металла вне зависимости от условий климата. Вязкие составы предохраняют растворы нитрита натрия от засыхания, не позволяют отходить солевым кристалликам от металлической поверхности, а также снижают процент стекания вещества в условиях повышенной влажности.

Чаще всего используется 25% раствор нитрита натрия, — если речь идет об изделиях из стали, и 40% раствор — для защиты чугунных деталей. Металл обрабатывается раствором, разогретым до 65-85 градусов. Возникшие на поверхности кристаллы нитрита натрия в результате конденсирования влаги при хранении (к примеру, при хранении между технологическими операциями), образуют концентрированный раствор ингибиторного вещества.

Именно этот раствор и пассивирует металл. Чтобы нейтрализовать кислые атмосферные компоненты, попадающие на металл с конденсирующей влагой, в раствор нитрита натрия добавляют небольшой процент соды (до 0,6%). Необходимо иметь в виду, что снижения концентрации нитрита натрия до величин, ниже установленного порога, ведет к так называемой местной коррозии. Этот фактор является причиной целесообразности использования при долгосрочном хранении вязких видов растворов.

Среди летучих ингибиторов чаще всего применяется нитрит дициклогексиламин. Данное вещество прекрасно подходит именно для чугуна и стали, но способствует коррозионным процессам в меди и ее сплавах, олове, цинке, свинце, алюминиево-медных сплавах, магнии и кадмии. Летучие защитные вещества не меняют устойчивость к коррозии у алюминия, никеля, хрома, а кроме того, не оказывают влияния на механические характеристики пластика, кожи, резины, красок и лаков.

Данный ингибитор применяется в виде растворов спирта. Для нанесения на каждый квадратный метр 1,5-2,5 граммов вещества берется 8,5% раствор спирта. Сразу после обработки деталь герметично упаковывается или размещается в изолированном пространстве.

к содержанию ↑

Защита меди и ее сплавов, а также серебра

Чтобы предотвратить коррозионные процессы на меди и ее сплавах, а также на серебре, применяется ингибитор контактного типа — бензотриазол. Это вещество входит в контакт с солями 1 и 2-валентной меди, в результате чего возникают полимерные соединения, нерастворимые в водной среде и устойчивые к высоким температурам.

За счет возникновения нерастворимых структур, бензотриазол сдерживает так называемую «бронзовую болезнь». Рекомендуется применение бензотриазола для защиты как уже очищенных объектов, так и для предметов, у которых решено оставить коррозионное покрытие или патину без изменений. Бензотриазол также замедляет потемнение предметов из бронзы, меди и серебра.

После очистки от грязи и жира предметы кладутся в 3% раствор бензотриазола. При этом нужно поддерживать температуру, как минимум 20 градусов. Для обработки крупных предметов раствор нужно разогревать до 50 градусов. Далее металл просушивается и вытирается влажной х/б тканью.

Обратите внимание! Бензотриазол относится к канцерогенным веществам. Поэтому нужно избегать непосредственного попадания раствора на кожные покровы. При работе нужно использовать защитные перчатки, фартук и очки.

К числу содержащих серу ингибиторов относится каптакс. В результате обработки каптаксом медных и бронзовых изделий значительно увеличивается устойчивость металлов к коррозии. Наилучших результатов удается достичь при получасовом погружении, если температура раствора составляет 70-80 градусов. В отдельных случаях каптакс дает больший эффект, в сравнении с бензотриазолом.

В числе ингибиторов неорганического происхождения нужно отметить хроматы. Пассивация хроматами относится к самым недорогим методам защиты меди, ее сплавов и серебра от потемнения. Пассивирование осуществляется с помощью катодного тока или же без его использования. Компоненты электролита и режим обработки поверхности при хроматировании могут значительно отличаться, и это не сказывается на защитных характеристиках образующихся пленок. Металлы держат несколько минут в растворе хромовой кислоты (1 грамм на литр). Появляющаяся пленка имеет высокую устойчивость к влажности, а также к воздействию солевых растворов и сероводороду.

Изделия из серебра подвергаются пассивированию наложением катодного тока. При этом электролит включает до 40 граммов бихромата натрия, 20 граммов едкого натра и 40 граммов карбоната калия. Данные количества распределяются на литр жидкости. Плотность тока составляет 0,1 Ампер на квадратный сантиметр, а время выдержки — 60 секунд. Поддерживается комнатная температура раствора.

Даже обычное окунание серебра в хромовый ангидрид или бихромат натрия дает возможность успешного пассивирования. Однако нужно следить, чтобы в растворах отсутствовали посторонние кислоты. Неплохие результаты можно получить после двойной обработки: вначале катодным методом, а затем — окунанием в раствор ангидрида хрома или бихромата натрия.

Обратите внимание! Бихромат натрия и ангидрид хрома опасны для кожных покровов и органов дыхания. Поэтому работать с этими веществами нужно в резиновых перчатках, респираторе и в помещении с хорошей вентиляцией.

к содержанию ↑

Защита при промывании

Промывание водой, особенно если речь идет о промывке чугуна или стали, может приводить к коррозионным процессам в области очищенной поверхности. При этом на агрессивность коррозии оказывает большое влияние жесткость воды. Чем мягче вода, тем выше степень ее воздействия на развитие коррозионных процессов.

Активность коррозии вызывается не только солями, но и уровнем содержащихся в ней сульфатов и хлоридов. Их уровень в воде природного происхождения может разниться от 50 до 5000 миллиграмм на литр.

Используется такая классификация водной агрессивности:

  • слабоагрессивная среда — концентрация сульфатов и хлоридов менее 50 миллиграмм на литр;
  • среднеагрессивная среда — концентрация сульфатов и хлоридов от 50 до 150 миллиграмм на литр;
  • высокоагрессивная среда — концентрация сульфатов и хлоридов свыше 150 миллиграмм на литр.

Согласно ГОСТа, разрешается использовать воду с содержанием солей в следующих концентрациях:

  • сульфаты — до 500 миллиграмм на литр;
  • хлориды — до 350 миллиграмм на литр.

Чтобы уменьшить окисление при промывании, используют восстановители, например, гидразин. Восстановители связывают кислород, находящийся в воде. В результате контакта гидразина и кислорода, возникает азот, который без проблем убирается из водной среды и не несет опасности развития коррозии.

Допустимый уровень ингибитора — 1 грамм на литр. Кислород по большей части удаляется из воды в результате ее кипячения.

к содержанию ↑

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.

kraska.guru


Смотрите также