Методы снижения коррозионной активности среды. Ингибиторная защита. Эффективность действия ингибиторов. Ингибиторы коррозии в нефтяной промышленности.
Методы снижения коррозионной активности среды.Наиб. распространенные агрессивные среды - вода, водные р-ры к-т и щелочей, атмосфера, почва. Агрессивность водных сред зависит от растворенных в них О2 и СО2, удаление к-рых является одним из методов борьбы с коррозией железа, стали, меди, латуни, цинка, свинца. Физ. удаление О2 и СО2 достигается нагревом воды при пониж. давлении или продувкой инертным газом, химическое - пропусканием через слой железных или стальных стружек, обработкой восстановителем (сульфатом натрия, гидразином). В энергетике и нек-рых отраслях техники воду освобождают также от стимуляторов локальной коррозии, напр., хлоридов. Эффективно снижают агрессивность водных сред небольшие добавки (редко более 1%) ингибиторов коррозии, защитное действие к-рых обусловлено образованием прочно связанных с пов-стью нерастворимых продуктов коррозии. Обычно применяют анодные ингибиторы гидроксид, карбонат, силикат, борат, фосфаты, нитрит и бензоат натрия и катодные (сульфаты цинка, бикарбонат натрия и нек-рые др.). Анодные ингибиторы в недостаточной концентрации вызывают питтинговую коррозию. Они более эффективны в смеси с катодными ингибиторами, причем совместное действие часто превосходит сумму отдельных эффектов. В кислых средах используют специфические, гл. обр. орг. ингибиторы. Особый класс составляют ингибиторы-пассиваторы, переводящие металл в пассивное состояние посредством смещения его электродного потенциала в более положит. область. Это окислители, чаще пероксидного типа, а также соед. благородных металлов, обменное осаждение к-рых на защищаемом металле способствует достижению потенциала пассивации. Агрессивность атмосферы сильно зависит от ее влажности и от того, является ли район промышленным, сельским, морским и т. п. (см.Атмосферная коррозия).Для любого металла в зависимости от гигроскопичности продуктов его коррозии и пылевых частиц, попадающих на пов-сть, имеется нек-рая критич. относит влажность, ниже к-рой он не подвергается атм. коррозии; для Fe, Cu, Ni, Zn она находится в пределах от 50 до 70%. Поэтому в открытой атмосфере целесообразна периодич. очистка пов-сти изделия от гигроскопич. загрязнений. Гигроскопичность продуктов коррозии стали уменьшают легированием медью в небольших кол-вах. Для изделий, имеющих историч. ценность, т-ру их хранения иногда искусственно поддерживают несколько выше точки росы. В полостях и упаковках ценных изделий пониж. относит. влажность поддерживают с помощью поглотителей влаги. Весьма эффективны также летучие ингибиторы коррозии, напр., карбонат или нитрат циклогексиламина, к-рые, медленно испаряясь, осаждаются на защищаемой пов-сти с образованием независимой адсорбц. пленки. Однако, защищая сталь, такие ингибиторы могут усиливать коррозию др. металлов. Поэтому для 3. от к. изделий, включающих разл. металлы, необходимы спец. составы. Распространены упаковочные материалы (бумага, картон, пленка), содержащие подходящий ингибитор коррозии. Агрессивность пром. атмосферы определяется в осн. продуктами сгорания топлив и др. выбросами (SO2, CO2, H2S, NO2, NH3, сажа, взвеси солей). Из них главным стимулятором коррозии является SO2, превращающийся на пов-сти металла во влажной атмосфере в серную к-ту. В закрытых объемах стимуляторами коррозии оказываются пары орг. к-т (муравьиной, уксусной, пропионовой), выделяющиеся из нек-рых сортов древесины, пластмасс, клеев, красок. Единственный путь снижения агрессивности пром. атмосферы - устранение выбросов, в помещениях кондиционирование и фильтрация поступающего воздуха. Коррозионная агрессивность почвы определяется содержанием в ней О2, влажностью, электрич. проводимостью, рН (см. Подземная коррозия).В кислых почвах куски извести вблизи зарытого в почву металла могут долго создавать рН, достаточный для поддержания металла в пассивном состоянии.
• Влияние внешних и внутренних факторов
• Внешними называют факторы, связанные с составом коррозионной среды и условиями коррозии (температура, давление, скорость перемещения коррозионной среды и т.д.).
• Внутренними называют факторы, связанные с составом, структурой, внутренними напряжениями в металле, качеством обработки поверхности металла и др.
• Состав сплава - применительно к наиболее важным конструкционным сплавам – сплавам на основе железа, можно отметить следующее для случая газовой коррозии.
1. При высоких температурах (более 800оС) с увеличением содержания углерода в стали скорость ее окисления и обезуглероживания уменьшается вследствие более активного образования СО, что снижает окислительный потенциал газовой фазы.
2. Сера фосфор, никель, марганец практически не влияют на скорость окисления железа.
3. Титан, медь, кобальт, бериллий заметно снижают скорость окисления железа.
4. Хром, алюминий, кремний сильно замедляют окисление железа.
5. Ванадий, вольфрам и молибден могут значительно ускорить окисление стали, которое иногда носит катастрофический характер.
Структура сплава - анализ экспериментальных данных свидетельствует о том, что чем меньше в сплаве структурных составляющих, тем выше его жаростойкость.
• Применительно к сплавам железо – углерод, наиболее устойчивой
является аустенитная структура.
• Стали с двухфазной аустенитно – ферритной структурой менее
устойчивы против окисления. Их меньшая жаростойкость
связывается с большей неоднородностью образующейся
защитной пленки, что приводит к ее разрушению при росте
(неоднородность возникающих внутренних напряжений).
• Хромо - никелевые стали с однофазной аустенитной структурой
более устойчивы против окисления, чем двухфазные: Х12Н12М2Т,
Х12Н9Т ведут себя лучше, чем ОХ21Н5МД2Т, 1Х21Н5Т.
• На жаростойкость чугунов кроме их состава влияет и структура.
Существенное влияние оказывает форма графитных
включений:при шаровидной форме графита стойкость против
окисления выше ,чем при пластинчатой.
Катодные ингибиторы По защитному действию эти вещества отличаются меньшей эффективностью в сравнении с анодными. Их действие базируется на том, что местное подщелачивание среды приводит к формированию на катодных участках нерастворимых продуктов, изолирующих часть поверхности от раствора. В качестве такого вещества может выступить, к примеру, бикарбонат кальция, выделяющий в подщелоченной среде карбонат кальция в виде осадка, трудно подвергающегося растворению. Катодный ингибитор коррозии, состав которого зависит от среды использования, не приводит к усилению разрушительных процессов даже при недостаточном содержании