Влияние некоторых факторов на эффективность действия ингибиторов

В реальных коррозионных системах упомянутые факторы могут взаимодействовать между собой, что затрудняет выявление меха­низма действия ингибиторов и проектирование ингибиторной за­щиты.

Концентрация ингибитора является важным параметром, определяющим эффективность защиты. В принципе максимальный коэффициент ингибирования должен достигаться при введении в коррозионную среду ингибитора в количестве, достаточном, чтобы покрыть поверхность металла мономолекуляр­ным слоем.

Для большинства органических ингибиторов характерно, что по мере роста их концентрации до какого-то предельного значе­ния наблюдается увеличение защитного действия, при дальней­шем же увеличении их концентрации эффективность действия не меняется. Известны случаи, когда по мере роста концентрации ингибитора его защитное действие возрастает, достигая максимума, а затем уменьшается (например, в воде этот эффект обнаруживают полифосфаты, в серной кислоте — тиомочевина). При увеличении концентрации некоторых ненасыщенных органических соедине­ний (например, производных ацетилена, находящихся в кислых средах) наблюдается постоянный рост защитного действия.

Совсем другая зависимость между защитным действием и кон­центрацией ингибитора обнаруживается в случае неорганических анодных ингибиторов — пассиваторов. При малых концентрациях этих ингибиторов наблюдается рост скорости общей коррозии (ингибиторы действуют как деполяризаторы катодного процесса), и только после достижения некоторой критической концентрации наступает резкое уменьшение скорости коррозии вследствие пас­сивации металла.

Для каждой конкретной системы оптимальную концентрацию ингибитора определяют эмпирически. Установленная в лаборатор­ных исследованиях концентрация ингибитора может оказаться недостаточной в промышленных условиях, так как ингибитор мо­жет абсорбироваться на образующихся в работающих аппаратах продуктах коррозии, может разрушаться (например, микроорга­низмами), осаждаться из раствора или испаряться. Поэтому на практике в первый момент «пуска» ингибиторной защиты вводят в коррозионную среду избыточное количество ингибиторов, а в дальнейшем контролируют их концентрацию и по мере необходи­мости восполняют убыль.

Кислотность среды, т. е. значение рН, тоже важно учитывать — подавляющее число ингибиторов действует эффек­тивно только при определенном значении рН. Это связано со стой­костью защитных пленок или ингибитора. Пленкообразующие (экранирующие) ингибиторы проявляют защитное действие только в таких средах, в которых возможно образование труднораство­римых осадков. Для неорганических карбонатов и фосфатов реак­ция среды должна быть близкой к нейтральной. Стабильность многих соединений, в частности окислителей, зависит от рН среды. Так, например, хроматы, стабильные и эффективные в нейтраль­ных средах, в кислых восстанавливаются на поверхности ме­талла

ускоряя катодную реакцию и, соответственно, коррозию ме­талла.

Эффективное действие в кислых средах проявляет множество органических соединений — так называемых ингибиторов травления.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Приготовление растворов.

В ходе данной лабораторной работы используют растворы с различными концентрациями. В качестве исходного раствора берут 0,25 Н HCl.

В качестве ингибиторов коррозии стали в соляной кислоте выбрают тиомочевину, формальдегид и т.д. Готовят рабочие растворы на основе 0,25 Н HCl с концентрацией ингибиторов, равной 0,01; 0,1; 0,5; 1,0; 2,0 г/л. (Рабочие растворы могут быть уже готовыми).

Подготовка образцов стали.

В качестве исследуемого образца используют сталь-20 нарезанную в форме дисков. Диски перед каждым опытом зачищают наждачной бумагой, промывают дистиллированной водой и затем обезжиривают спиртом и взвешивают на весах с точностью до второго знака после запятой (m₀).

Методика эксперимента.

Диски, подготовленные согласно пункту 2.2. помещают в стакан с коррозионной средой, в которую добавлен ингибитор различной концентрации. В качестве контроля используют стакан с неингибированной 0.25н HCl. Объём раствора в стакане составляет 100 - 150 мл. Длительность опыта составляет не менее 5-ти суток.

После окончания испытания образцы взвешивают (m), результаты заносят в таблицу 1, рассчитывают скорость коррозии. Окончательный результат представляют графически в виде диаграммы зависимости скорости коррозии от концентрации ингибитора в растворе, отмечая на этой диаграмме точку, соответствующую скорости коррозии в чистой неингибированной кислоте согласно данным контрольного опыта. Пользуясь значением этой скорости, рассчитывают величины коэффициентов Z и γ, характеризующих эффективность действия ингибиторов.

υ_i - скорость коррозии в присутствии ингибитора

υ - скорость коррозии в эталоне 0.25н HCl

Таблица 1.

На основании полученных данных построить график зависимости скорости коррозии от концентрации ингибитора υ_i=f(c).

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Понятие «коррозия».
2. Электрохимическая коррозия, виды электрохимической коррозии. Кислотная коррозия.
3. Механизм кислотной коррозии железа и сталей.
4. Основные способы защиты стали от коррозии.
5. Меры предотвращения коррозии стали.
6. Ингибиторы коррозии, основные способы применения ингибиторной защиты.
7. Катодные, анодные и смешанные ингибиторы. Механизм их действия.
8. Основные характеристики эффективности действия ингибиторов.
9. Факторы, влияющие на эффективность действия ингибиторов.

ПРИМЕР РАСЧЁТОВ

Таблица 1.

Образец	Масса 1, г	Масса 2, г	Концентрация ингибитора, г/л	Скорость коррозии, г/сутки	Z, %
	37,78	37,63		0,03		2,03
	37,95	37,83		0,024		2,5
	37,85	37,71	0,5	0,028		2,1
	37,34	37,25	0,1	0,018		3,4
	37,74	37,59	0,01	0,03		2,03

Вычисление:

1. Определение потери массы образца.

2. Расчет скорости коррозии.

3. Степень эффективности ингибиторного действия.

=0,061г/сутки

4. Коэффициент ингибирования.

Рис. Зависимость скорости коррозии стали от концентрации ингибитора в 0,25н HCl .

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: