Защита металла от коррозии ингибиторы

Для любого хозяйства, которое вынуждено выживать в условиях высокой конкуренции, на первый план выступают вопросы экономичности. Это в полной мере относится и к защите металлов от коррозии, когда путём небольших вложений в специальные защищающие материалы — ингибиторы можно существенно продлить срок службы различных металлоконструкций, отдельных изделий, узлов, механизмов и агрегатов из металлов.

Ингибиторы коррозии металла

Ингибиторы коррозии представляют собой химические вещества, которые, когда находятся в коррозийной среде в определённых количествах, существенно замедляют либо вовсе останавливают коррозионные процессы. Эффективность действия этих химических веществ оценивается по двум основным показателям. Первый — степень защиты, а второй — защитный эффект ингибитора.

Если степень защиты приближается к значению 100%, то это означает, что металл полностью защищён от коррозии, а скорость коррозии асимптотически стремится к нулю.

Останавливаясь на видах ингибиторов, то по типу среды среди них можно выделить: игнибиторы атмосферной коррозии, нефтяных, кислых, нейтральных сред, а также сероводородной коррозии.

По способу воздействия они бывают пассивирующими и адсорбционными.

При этом пассивирующие ингибиторы способствуют созданию на защищаемой поверхности металла специальной защитной плёнки, а адсорбционные, которые представляют собой ПАВы или другие органические соединения, дополнительно усиливающие свойства имеющейся на металле защитной плёнки. Взаимодействуя с поверхностью металла, они способствуют эффективному торможению коррозийных процессов.

Следует отметить, что ингибиторы коррозии Компании КрасКо удовлетворяют всем современным требованиям, предъявляемым к этим материалам. Это достигается использованием в качестве сырья высококачественных составляющих, применением современных технологий и проведением постоянных испытаний, которыми достигаются максимально возможные значения степени защиты и защитного эффекта.

Консервация металла

• Компания КрасКо предлагает следующие ингибиторы:
• Ингибирит — консервирующий ингибитор, обеспечивающий надёжную консервацию металлических изделий из различных сталей и чугуна сроком до тридцати дней.
• Этот ингибитор коррозии представляет собой однородную, практически прозрачную жидкость, которая применяется для того, чтобы придать антикоррозийные свойства технической воде, охлаждающим и смазочным жидкостям, техническим моющим средствам.
• Сегодня Ингибирит в качестве защитного ингибирующего средства широко применяется на предприятиях машиностроения, энергетики, коммунального хозяйства и во многих других отраслях.

Он достаточно стабилен к воде, не разлагается, не токсичен и хорошо растворим в воде комнатной температуры.

Особо следует отметить, что Ингибирит не нужно удалять при переходе к следующим технологическим операциям или при расконсервации. Данный препарат поставляется в виде концентрата.

1. Ингибирит-П — пассивирующий состав, который эффективно препятствует коррозийным процессам, благодаря образуемой невидимой плёнки и демонстрирует превосходные эксплуатационные характеристики, такие как простота в применении, безопасность и высокая степень экономичности.
2. Ингибирит-П представляет собой высококонцентрированное щелочное соединение и применяется для предупреждения развития коррозии во время между операциями с металлами, при складском хранении либо во время транспортировки.
3. Он проявляет свою эффективность независимо от жёсткости воды и абсолютно безвреден для человека.

Ингибирит МС-01 — консервация металла, специальное ингибированное масло для длительной защиты от коррозии. Это масло эффективно препятствует появлению коррозии, обеспечивает стойкость в коррозии до пяти лет и проявляет высокую атмосферостойкость.

Сегодня сложно назвать отрасль промышленности, в которой это средство бы не использовалось. Это машиностроение, энергетика, коммунальное хозяйство, транспорт и множество других.

Ингибированное масло с успехом применяется там, где нужна надёжная консервация и защита изделий из чёрных и цветных металлов, из углеродистой стали, консервация металлоизделий, а также узлов автотранспорта для зимнего хранения, защита промышленного оборудования во время простоя, а также во многих других случаях, где нужна надёжная защита металла от коррозии.

Принцип действия Ингибирит МС-01 достаточно прост. Масло создаёт довольно прочный защищающий антикоррозийный слой, который препятствует появлению царапин и возникновению отдельных очагов коррозии. Этот защитный слой уже через час после нанесения образует липкое водоотталкивающее, похожее на пластмассу покрытие.

Важно отметить, что все ингибиторы коррозии Компании КрасКо соответствуют установленным стандартам, имеют необходимые сертификаты и поставляются в фирменной упаковке.

Все они экологически безопасны, имеют высокую степень пожаробезопасности, просты в применении и экономичны, что немаловажно при необходимости защиты большого количества металлоконструкций и изделий из металла.

Ингибиторы коррозии и консервация металла — на сайте krasko.ru.

Подробнее об ингибиторах коррозии серии Ингибирит можно ознакомиться на нашем сайте.

Антикоррозионные составы

Состав ингибиторов коррозии

Ингибиторы коррозии широко используются в производственном процессе благодаря их высокой эффективности. В статье будут рассмотрены  составы типичных ингибиторов коррозии.

Вступление

Травление широко используется в различных производственных процессах, таких как удаление ржавчины с металлических труб, плит и проводов, а также с изделий в металлургической и механической промышленности, очистка от накипи теплообменного оборудования и холодильного оборудования.

Снижение концентрации солей в проточной воде поможет предотвратить поломку оборудования. Чтобы избежать коррозии и образования накипи на оборудовании в циркуляционную охлаждающую воду часто необходимо добавлять стабилизатор воды.

Проблема коррозии труб и оборудования для добычи нефти является очень серьезной, так при бурении нефтяных скважин часто используются 15–28%-ые растворы соляной кислоты, поэтому металлические изделия подвергаются воздействию различных кислотных сред во время производства, хранения, транспортировки и использования.

Ингибитор коррозии является антикоррозийным химикатом; он может быть добавлен в агрессивную среду, чтобы вызвать физическое и химическое взаимодействие с поверхностью металла, тем самым значительно уменьшить коррозию металлического материала.

В то же время использование ингибитора коррозии не требует специального оборудования и не требует изменения свойств металла.

По сравнению с другими антикоррозийными методами ингибиторы коррозии просты в использовании, экономичны и широко используются в промышленном производстве и общественной жизни.

В последние годы страны во всем мире уделяют большое внимание исследованиям и применению ингибиторов коррозии, которые можно использовать отдельно или в сочетании с другими антикоррозийными материалами.

Ингибиторы для растворов кислот

Кислые газы и жидкости являются сильными агрессивными средами.

Скорость коррозии металла в кислой среде намного выше, чем в других средах, особенно это касается серной кислоты, соляной кислоты, азотной кислоты, фосфорной кислоты, плавиковой кислоты, лимонной кислоты и сульфаминовой кислоты.

Кроме того, высокий уровень H2S (сероводорода) и CO2(углекислого газа) в нефтяных и газовых скважинах также является агрессивной кислотной средой, так как образуется большое количество кислого газа, что неизбежно ухудшает условия труда.

Следовательно, во время травления должен быть добавлен подходящий ингибитор коррозии, чтобы предотвратить коррозию металла в кислой среде, уменьшить количество используемой кислоты, улучшить эффект травления и продлить срок службы оборудования. В таблице 1 приведены обычно используемые ингибиторы коррозии в агрессивной кислотной среде.

Таблица 1. Условия эксплуатации и свойства некоторых распространенных ингибиторов коррозии.

Антикоррозионные присадки (ингибиторы коррозии)

• Назначение антикоррозионных присадок к маслам — защита от коррозионного поражения и разрушения деталей, изготовленных из металлов и их сплавов.
• Металлические изделия при хранении и эксплуатации под воздействием окружающей среды подвергаются коррозии и разрушению.
• Нефтяные масла без присадок не могут обеспечить длительную и надежную защиту металлов от коррозии, поэтому в масла вводят маслорастворимые органические вещества: антикоррозионные присадки (ингибиторы коррозии) для защиты металлических поверхностей от воздействия агрессивных веществ, содержащихся в маслах, и защитные присадки (ингибиторы атмосферной коррозии), препятствующие коррозии металлов в условиях атмосферного воздействия.

1. Существует несколько видов классификации антикоррозионных присадок.
2. По происхождению:
3. Естественные — природные азотистые основания, нафтеновые кислоты, смолы и пр.
4. Синтетические, полученные в результате реакций окисления, сульфирования, нитрования, восстановления, алкилирования, оксиэтилирования и оксипропилирования, этерификации и др.
5. По растворимости в жидких средах: водорастворимые, маслорастворимые, водомаслорастворимые.
6. По механизму защитного действия:
7. Хемосорбционного типа:
8. • анодные или пассивирующие (донорного типа)
9. • катодные (акцепторного типа)
10. • смешанные анод но-катодные.
11. Экранирующего (адсорбционного) действия.
12. По способу и области применения:
13. · контактные, летучие, универсальные
14. · ингибиторы атмосферной, кислотной, щелочной коррозии
15. · ингибиторы коррозии в нейтральных средах.
16. Основные соединения
17. В качестве антикоррозионных присадок применяют:
18. Азотные соединения:
19. • третичные амины и их соли бензойной, салициловой и других кислот;
20. • иминоэфиры;
21. • аминокарбоновые кислоты и их алканоламиновые соли;
22. • амиды жирных кислот;
23. • бициклические замещенные имидазолины;
24. • нитрованные масла;
25. • гидразексы и гидразиды;
26. • имидазолы.
27. Производные фосфорных и дитиофосфорпых кислот.
28. Полиоксиэтилированныс фенолы.
29. Производные карбоновой и алкспиляптарной кислот, например, арилсульфонамидокарбоиовая кислота или многоосновная карбоновая кислота.
30. Аминовые бораты.
31. Принцип действия
32. Поскольку коррозия металлов под действием внешних факторов имеет, главным образом, электрохимическую природу, то механизм действия присадок сводится к следующим процессам: торможению анодного и катодного коррозионных процессов разрушения металлов, вытеснению воды (электролита) с поверхности металла и удержанию воды в объеме нефтепродукта.

Образование продуктов коррозии при разном pH средыОбразование продуктов коррозии при разном pH средыСхема действия анодных (а) и катодных (б) ингибиторов коррозииСхема действия анодных (а) и катодных (б) ингибиторов коррозии

Коррозия деталей двигателя в системе продукт-металл протекает по смешанному механизму. Антикоррозионные присадки предотвращают коррозию, образуя на поверхности металла прочные инертные защитные пленки сульфидов и фосфидов, которые исключают непосредственный контакт металла с коррозионно-активным веществом, изменяют его электрохимический потенциал, не разрушаются в процессе трения и при действии моющих присадок, а также не растворяются в продуктах окисления масла.

Пленка образуется в результате простой адсорбции или хемосорбции. В зависимости от природы связи присадки с металлом, присадки подразделяют на хемосорбционные и химические.

Присадки хемосорбционного типа представляют собой молекулы с длинными алкильными цепями и полярными группами, такими как амино-, амидо-, имидо-, нитро- и другие. Присадки адсорбируются на поверхности металла с образованием плотно упакованного ориентированного гидрофобного слоя.

Схема образования адсорбированных пленок: а — высокомолекулярные линейные ингибиторы; 6 — низкомолекулярные линейные ингибиторыСхема образования адсорбированных пленок: а — высокомолекулярные линейные ингибиторы; 6 — низкомолекулярные линейные ингибиторы

Концентрация антикоррозионной присадки в масле должна быть достаточной для образования пленки на основе адсорбционно-десорбционного равновесия.

Химические ингибиторы образуют защитные слои, реагируя с металлом. К химическим ингибиторам относятся жирные кислоты и полисульфиды.

Кроме, собственно, ингибиторов коррозии антикоррозионное действие в разной степени оказывают многие полярные присадки, обладающие поверхностной активностью, в том числе антиоксиданты, противоизносные, детергентно-диспергирующие и другие виды присадок.

Антиокислительные присадки дополнительно снижают коррозионную агрессивность масел, уменьшая количество опасных продуктов в масле; моюще-диспергирующие присадки нейтрализуют кислоты, образующиеся в результате окисления масла.

Ингибиторы коррозии

Рассмотрим основные химические вещества, которые добавляют в воду, чтобы исключить ее коррозионное воздействие на металл. Их также называют пассиваторами.

В отличие от подробно описанных методов, применение ингибиторов коррозии не действует на содержащиеся в воде химические соединения, а способствует образованию на металле тонкой защитной пленки, которая, исключая контакт между металлом и водой, предотвращает коррозию, обусловленную данным контактом. Для этой цели применяют большое число реагентов.

Простые ингибиторы

Пленкообразующие ингибиторы

К ним относятся соединения, которые имеют сильное сродство к твердым поверхностям, на которых они адсорбируются. Находясь в воде в виде суспензии или очень слабого раствора, эти соединения покрывают стенки пленкой, похожей на покрытие краской.

Наиболее известные из этих веществ — пленкообразующие амины: жирные амины, содержащие 4—18 атомов углерода, в которых один конец молекулы гидрофильный, а другой гидрофобный.

Располагаясь параллельно друг другу и перпендикулярно поверхности металла, молекулы образуют «ллошйуЮ водонепроницаемую пленку, которая предотвращает контакт между водой и металлом и, таким образом, исключает какую-либо возможность возникновения коррозии.

Дозы пленкообразующих ингибиторов составляют от 2 до 20 г/м3, однако их применение и необходимый аналитический контроль весьма трудоемки.

Применение аминов особенно рекомендуется для защиты трубопроводов возврата конденсата, когда выделяется большое количество СО2 т. е. расход нейтрализующих аминов достаточно велик.

Когда применяемые конструкции систем мешают образованию сплошной пленки, не следует использовать пленкообразующие ингибиторы, поскольку все коррозионные токи будут концентрироваться на незащищенных участках поверхности, вызывая язвенную или даже сквозную коррозию.

Химические ингибиторы

Действие химических ингибиторов основано на использовании разности электрических потенциалов (коррозионные элементы) на металле. В результате образуется защитный слой или немедленно подавляется образование этих коррозионных элементов.

Одни ингибиторы действуют на анодные участки (хроматы), другие — на катодные участки (соли цинка), а некоторые на анодные и (или) катодные участки в зависимости от условий их применения (фосфаты). Действие ингибиторов заключается в изменении или потенциала, или поляризационных кривых электродов.

Полифосфаты. Из-за того, что стабильность этих соединений снижается с повышением температуры, область их применения ограничена системами, в которых максимальная температура на стенках не очень высока.

Полифосфаты обычно применяют для обработки вод, содержащих кислород, при pH порядка 6,5 дозами 5—50 г/м3; эти дозы повышают с увеличением жесткости воды. При торможении коррозии они оказывают двоякое действие.

Силикаты обеспечивают защиту от коррозии обычной стали в мягкой и жесткой воде при дозах, не превышающих допустимые для питьевой воды (во Франции максимальная доза 10 г/м3 SiO2). Силикаты поставляются в жидкой или стеклообразной форме.

Хроматы являются анодными ингибиторами с высокой теплоустойчивостью, которые, однако, нельзя использовать для обработки питьевой воды. При использовании без дополнительных реагентов доза хроматов составляет несколько граммов на литр; в этом случае область их применения ограничена закрытыми контурами, в которых расход добавочной воды очень мал.

Нитриты обеспечивают хорошую защиту стали от коррозии, но мало эффективны по отношению к сплавам меди и алюминию. Доза порядка 1 г/л.

Сложные ингибиторы

Часто возникает необходимость стабилизировать, усилить или дополнить действие ингибиторов коррозии с помощью других химических соединений типа буферных солей, катализаторов или диспергаторов.

Товарные ингибиторы коррозии обычно представляют собой комбинации различных соединений. Комбинированное применение двух ингибиторов обеспечивает более эффективную защиту от коррозии, чем сумма эффектов при их раздельном применении: имеет место синергетический эффект.

Это дает возможность значительно снизить необходимые дозы ингибиторов.

Сложные ингибиторы особенно эффективны для обработки воды в охлаждающих системах с открытыми градирнями, в которых потребление воды, а следовательно, и ингибитора велико. Для закрытых контуров, где количество добавочной воды мало, часто удобнее применять большие дозы ингибитора, так как это. упрощает контроль.

Ингибиторы для закрытых циркуляционных контуров

Применяют ингибиторы двух видов: на основе буферных растворов хроматов и нитритов.

Ингибиторы на основе хроматов обеспечивают высокую степень защиты для всех обычных металлов до температур порядка 150 °С.

Типичным ингибитором является RD8 — комплекс, который применяют дозами от 2 до 5 г/л, возрастающими с повышением концентрации хлоридов.

В таких системах следует использовать обессоленную, умягченную воду или, в крайнем случае, воду с низкой жесткостью. Хроматы нельзя применять совместно с антифризами.

Ингибиторы на основе нитритов обеспечивают эффективную защиту от коррозии стали и чугуна. Они обычно содержат вещества, которые защищают медь и алюминий. Эти ингибиторы совместимы с антифризами. Типичный ингибитор данного типа RD11—комплекс. Необходимая доза 2—20 г/л в обессоленной и умягченной воде или, в худшем случае, в воде с низкой жесткостью.

Ингибиторы для полузакрытых контуров

Поскольку невозможно привести исчерпывающий список, классифицируем эти ингибиторы по их основным составляющим (добавки могут изменяться в различных товарных продуктах).

Хромат-фосфатные. По внешнему виду представляют собой желтый порошок. Необходимые дозы от 30 до 80 г/м3 товарного продукта или от 15 до 40 г/м3 по СЮ4. Значение pH воды около 6,5. Хромат-фосфатные ингибиторы обеспечивают эффективную защиту от коррозии, но обладают описанными ниже недостатками хроматов и фосфатов

Фосфаты цинка (тип 2106) также очень эффективны особенно в мягких водах, содержащих хлориды. По внешнему виду представляют собой белый порошок. Необходимые дозы от 12 до 60 г/м3. Значение pH воды 6,5—7. Достоинства фосфатов цинка: продувка системы обычно не вызывает проблем, связанных с токсичным действием ингибиторов.

Недостатки: как и для всех полифосфатов скорость гидролиза возрастает с повышением температуры.

Их применение связано с введением в систему легко усваиваемого фосфора, который способствует развитию водорослей и бактерий.

Хроматы цинка обеспечивают очень эффективную защиту от коррозии стали и всех обычных металлов. По внешнему виду представляют собой желтый порошок. Необходимые дозы: от 25 до 40 г/м3 или 6—10 г/м3 по CrO4. Значение pH воды 6,4—6,8.

Достоинство хроматов цинка состоит в том, что они замедляют развитие водорослей и бактерий и экономичны. Их недостаток — непосредственный сброс продувочной воды из системы невозможен.

Цинк-органические соединения — это различные органические соединения, но главным образом те, в молекулу которых включен фосфор.

https://www.youtube.com/watch?v=qCUl7OBxy1Qu0026t=49s

Характеристика реагентов: жидкие, кислые. Необходимые дозы: 30—100 г/м3. Значение pH воды 6,5—8,5. Достоинство цинк-органических соединений состоит в том, что они обладают высокой устойчивостью при повышенных температурах. Не возникает проблем, связанных с токсичностью, при продувке систем.

Однако они имеют несколько меньшую эффективность и несколько большую стоимость.

Ингибиторы для распределительных систем. Даже для защиты производственных систем распределения воды список ингибиторов может быть значительно сокращен двумя следующими требованиями:

• ингибиторы не должны содержать токсичных веществ;
• они должны быть эффективны при дозах, достаточно низких, чтобы их применение было экономически оправданным.

Для питьевой воды (горячей или холодной) на применение ингибиторов должно быть получено разрешение.

В настоящее время можно использовать только некоторые соединения типа фосфата цинка; допускаемые дозы 10—20 г/м3.

Качественные и надёжные железобетонные изделия. Железобетонные изделия от производителя по выгодным ценам.

9.1.2 Защита металлов от коррозии ингибиторами

Ингибитором
коррозии называется вещество, присутствие
которого в малых количествах в агрессивной
среде предотвращает или значительно
уменьшает скорость коррозии металлов.

Сначала
ингибиторы применялись главным образом
в замкнутых системах с постоянным или
мало обновляемым объемом растворов,
например, в системах охлаждения двигателей
внутреннего сгорания. В дальнейшем, по
мере развития техники, ингибиторы
получили более широкое распространение.

Сейчас они применяются для защиты
металлов от атмосферной коррозии, от
коррозии в морской воде (в замкнутых
системах).

Известно, что некоторые
нефтяные и газовые месторождения не
могли быть пущены в эксплуатацию по
причине интенсивной коррозии оборудования
до тех пор пока не были найдены и применены
эффективные ингибиторы.

Весьма
эффективно применяются ингибиторы и в
металлургической промышленности при
травлении стальных изделий с целью
удаления окалины и ржавчины. Широко
начали вводить ингибиторы в смазки,
масла, топливо, тормозные жидкости, в
жидкости теплообменных систем. Длительное
хранение техники и ее дальние морские
перевозки немыслимы-без ингибиторов
коррозии.

В
настоящее время известно более 3000
веществ, являющихся ингибиторами
коррозии металлов в различных природных
и искусственных средах. Однако практическое
применение нашли несколько десятков
ингибиторов. Это обусловлено тем, что
ингибиторы должны отвечать многим
требованиям:

• —
  обладать высокой устойчивостью против окисления и. термостабильностью;
• — моментально действовать при введении в коррозионную среду;
• —
  иметь определенный максимум защитного
  действия при минимальной концентрации;
• — изготовляться на основе дешевого и доступного сырья.

По
механизму своего действия на процесс
электрохимической коррозии ингибиторы
можно разделить на анодные, катодные и
смешанные. По составу ингибиторы делятся
на органические и неорганические.

По
эффективности действия ингибиторы в
зависимости от рН среды можно разделить
на кислые, щелочные и ингибиторы для
нейтральных сред.

По условиям применения
ингибиторы можно разделить на
предназначенные для растворов и на
летучие вещества, дающие защитный эффект
в условиях атмосферной коррозии.

Из-за
большого разнообразия ингибиторов
данная классификация является весьма
условной.

9.1.3 Механизм защитного действия ингибиторов

Ингибитор
с окружающей средой не взаимодействует.
Он взаимодействует только с поверхностью
металла, которая по сравнению со всем
количеством агрессивной среды является
сравнительно небольшой.

Механизм
действия ингибиторов очень сложен, и
его не удается объяснить при помощи
одной универсальной теории.

В настоящее
время действие ингибиторов объясняется
адсорбционной и пленочной теориями,
которые были рассмотрены при изучении
пассивности металлов.

Сначала ингибитор
адсорбируется на поверхности металла,
а в дальнейшем образует с металлом
химическое соединение в виде пленки.
Пленка обнаруживает хорошие защитные
свойства лишь тогда, когда она является
труднорастворимым соединением в данной
среде.

1. Электрохимический
   коррозионный процесс включает две
   сопряженные реакции: анодное растворение
   металла и катодную ассимиляцию электронов
   каким-либо деполяризатором. Введенный
   в агрессивную среду ингибитор может
   уменьшить коррозию металлов:
2. — торможением анодного процесса (анодный
   ингибитор);
3. — торможением катодного процесса (катодный ингибитор);
4. —
   торможением анодного и катодного
   процессов одновременно (смешанный
   ингибитор).

Поляризационные
кривые (рисунок 29), полученные для данного
металла в растворе с ингибитором и без
него, позволяют выяснить, какой процесс
преимущественно тормозится.

Ингибитор
вызывает уменьшение плотности
коррозионного тока и, следовательно,
уменьшение скорости коррозии.

В
нейтральных средах большинство
ингибиторов тормозят анодный процесс,
в кислых средах преимущественно тормозят
катодный процесс.

• а—анодный
  ингибитор; б — катодный ингибитор; в
  — ингибитор
• смешанного
  действия; 1—
  без ингибитора; 2
  — с
  ингибитором
• Рисунок
  29 — Влияние ингибиторов на поляризационные кривые
• Анодныеингибиторы
  увеличивают анодную поляризацию металла,
  вследствие чего коррозионный потенциал
  сдвигается в сторону более положительных
  значений (рисунок 29, а).

Действие
анодных ингибиторов основано на
пассивации анодных участков корродирующей
поверхности металла.

Торможение коррозии
сводится к уменьшению скорости перехода
ионов металла в раствор и уменьшению
площади анодных участков за счет их
изоляции защитными пленками.

Анодные
ингибиторы нередко называют пассиваторами.
Любой пассиватор является анодным
ингибитором, катодный ингибитор может
и не быть пассиватором.

К
анодным ингибиторам относятся: нитриты
NаNО2
— соли азотистой кислоты НNО2;
нитраты NaNО3
— соли азотной. кислоты НNО3;
хроматы К2СгО4
— соли хромовой кислоты Н2СгО4;
бихроматы К2Сг2О7
— соли бихромовой кислоты Н2Сг2О7.

Хроматы
и бихроматы натрия и калия используются
как ингибиторы коррозии железа, меди,
латуни и алюминия в промышленных водных
средах.

К
анодным ингибиторам относятся фосфаты
натрия Nа2РО4,
Nа2НРО4,
NаН2РО4,
силикат натрия Nа2SiO3,
бораты и другие вещества, образующие
труднорастворимые соединения на
поверхности металла.

Их ингибирующее
действие проявляется только при наличии
растворенного кислорода, который и
играет роль пассиватора.

Фосфаты,
адсорбируясь на поверхности стали,
образуют с ионами железа экранирущие
пленки, состоящие из смеси γ-Fe2O3

и FеРО4·
2Н2О.

Анодные
ингибиторы коррозии относятся к категории
опасных, так как при определенных
условиях они из замедлителей коррозии
превращаются в ее стимуляторов.
Концентрация анодного ингибитора не
должна быть ниже определенной величины,
иначе пассивация может не наступить
или будет неполной. При концентрации
ниже минимального значения ингибитор
способен ускорить коррозию.

1. Катодные
   ингибиторы
   уменьшают скорость коррозии:
2. — торможением отдельных стадий катодного
   процесса за счет затруднения доступа
   деполяризатора к поверхности металла
   или за счет уменьшения концентрации
   деполяризатора вследствие взаимодействия
   с ингибитором;
3. — за счет сокращения площади катодных участков, которое достигается путем
   образования нерастворимых защитных
   пленок.

Изменение
поляризационных кривых в присутствии
катодных ингибиторов показано на рисунке
29,
6. Ингибитор
понижает плотность коррозионного тока
и снижает скорость коррозии.

• Для
  защиты, например, стальных трубопроводов
  водяных систем используют бикарбонат
  кальция Са(НСО3)2
  как самый дешевый катодный ингибитор.
  Вследствие протекания деполяризующей
  реакции восстановления
• О2
  +
  2Н2О
  + 4е = 4ОН
  —
• растворенного
  в воде кислорода происходит подщелачивание
  воды у поверхности металла и образование
  пленки карбоната кальция СаСО3,
  затрудняющей дальнейший процесс
  коррозии.

Катодными
ингибиторами в кислых средах являются
в большинстве своем органические
вещества — декстрин, уротропин и др.
Катодные ингибиторы по защитному
действию менее эффективны, чем анодные.
Однако они совершенно безопасны для
металла, так как не вызывают усиления
коррозии при их недостаточной концентрации.

https://www.youtube.com/watch?v=qCUl7OBxy1Qu0026t=70s

Ингибиторы
смешанного действия являются наиболее
эффективными. Влияние этих ингибиторов
на форму поляризационных кривых показано
на рисунке 29, в.

Эти ингибиторы уменьшают скорости
анодной и катодной реакций, результатом
чего является, уменьшение скорости
коррозии. К ингибиторам смешанного
действия относятся силикаты n·SiO2··Ме2О
и полифосфаты (Ме·РОз)n.

Растворимые в воде силикаты натрия и
калия называются жидким стеклом.

Говоря
об ингибиторах коррозии, необходимо
рассматривать конкретную коррозионную
систему (металл и среда), так как
универсальных ингибиторов не существует.
Определенное химическое соединение
может быть ингибитором коррозии одного
металла и одновременно в той же среде
стимулировать коррозию другого металла.

Ингибитор коррозии — что это такое, виды, марки

Описание ингибиторов

Что такое ингибитор коррозии? Ингибиторы коррозии – это специальные вещества, которые приостанавливают (задерживают) процесс химических и физических реакций. Ингибиторы коррозии занимают особое место в ряду таких веществ.

К ингибиторам относят средства, которые образуют на поверхности металла особую защитную пленку, которые получается в процессе реакции раствора ингибитора и продуктов коррозии.

Появление соединений, которые замедляют коррозийные процессы, стало прорывом. На данный момент, большинство способов защиты – это защита с помощью ингибиторов. В этом качестве наиболее популярны, такие вещества как амины, азотсодержащие вещества, мочевина, сульфиды, альдегиды и др.

Эффективность защитных процессов с участием ингибиторов, напрямую зависит от металла, особенностей внешней среды, давления на материал и т.п.

Стоит отметить, что работа ингибиторная защита от коррозии не постоянно, попадая в раствор, добавка постепенно растворяется, поэтому в будущем необходимо добавлять его в агрессивную среду небольшими порциями.

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.

Виды и применение ингибиторов коррозии металлов

К основным видам ингибиторов относят:

• Катодные – уменьшают скорость катодного взаимодействия.
• Анодные – тормозят растворение анода.
• Смешанные – добавки, которые замедляют реакции и катодные, а анодные.

Существует классификация ингибиторов по происхождению:

• Органические – это органические вещества, которые являются более универсальными, так как уменьшают скорость катодных и анодных реакций. К ним можно отнести азот, серу, кислород, ароматические соединения. Главным преимуществом и отличием от неорганических ингибиторов выступает тот факт, что органические вещества адсорбируются только на поверхности материала, не вступая в реакцию с ржавчиной.
• Неорганические ингибиторы коррозии, что это такое? Они содержат неорганические вещества в составе ингибитора. Особенность работы с неорганическими частицами в ингибиторе заключается в том, что при неверно подобранной концентрации, они могут не защитить металл, образовав на нем тончайшую пленку, а наоборот вступить в реакцию с продуктами коррозии и ускорить процесс разрушения. Относятся хроматы, бихроматы натрия и калия, бикарбонат кальция и т.д.

Принцип действия ингибиторов

Классификация ингибиторов по механизму действия

Основные типы:

• Работающие в кислотной среде — амины, ацетиленовые спирты, серосодержащие соединения, альдегиды. Данный тип веществ применяется в газо- и нефтедобывающей промышленности, ими покрываются трубопроводы, по которым идет газ или нефтепродукты, а также изделия, участвующие в этих процессах. Ингибитор коррозии кислотной среды активно борется с катодным и смешанным разрушением.
• Ингибиторы для нейтральных сред – фосфаты, нитриты, аминокислоты, хроматы, алкилфосфаты, сульфонаты. Наибольшее применение нашли в сфере водоснабжения, охлаждения, применяются на морских судах. Здесь также как везде, раствор ингибитора используется в качестве защитного покрытия любых изделий перечисленных отраслей, емкости, несущие конструкции, отдельные элементы.
• Протекающие в щелочной среде. Вещества участвуют в составах специальных моющих средств. Действие их основано на том, что они уменьшают силу тока в его химических источниках. Ингибиторы для таких целей чаще всего используют совместно с катионами.

Распространенные типы кислотных ингибиторов

Наиболее экономичный антикоррозийный ингибитор — кислотный. Его расход в процессе травления металла минимален, что влечет за собой снижение себестоимости продукта и процедуры защиты в целом.

https://www.youtube.com/watch?v=qCUl7OBxy1Qu0026t=88s

К свойствам кислотных ингибиторов так же можно дописать тот факт, что при нанесении их на материал, он еще и очищает его от образовавшихся окалин и различных оксидных пленок. Также добавка не меняет своих свойств, не трансформируется, не разрушается при увеличении температуры внешней среды.

На отечественном рынке чаще всего можно встретить такие ингибиторы коррозии как И-5-В и И-5-ВМ. Данные добавки предназначены для изделий из низкоуглеродистых, среднеуглеродистых и высокоуглеродистых и легированных сталей. Они эффективно применяются в промышленности, а также оба ингибитора можно совмещать друг с другом.

Применение ингибиторов коррозии с таким составом снижает угар металла, способствует очищению поверхности протравленного материала, а также благоприятно влияет на санитарно-гигиенические условия труда.

Свойства ингибиторов коррозии

Все свойства ингибиторов сводятся к антикоррозийной защите металлических изделий. Механизм работы прост: ингибитор в составе раствора наносится на поверхность элемента и защищает его от внешнего влияния агрессивных сред.

Защита создается с помощью адсорбции (увеличения концентрации ингибитора в растворе и на поверхности материала, соответственно) на металлическом элементе. После появления защитной пленки, главная ее задача – быть полностью нейтральной к воздействиям извне, не менять своих свойств под давлением, температурой и т.д.

, только в таком случае, ингибитор сможет проявить свои свойства в полной мере и защитить конструкцию в целом.

  Важные моменты при работе с осцилляторами

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.

Ингибитор коррозии катодный

Данный тип добавок замедляет растворение металл при катодном процессе.

Потенциал системы из своего обычного нейтрального состояния уходит в отрицательную сторону, что приводит к уменьшению коррозийного тока, и на поверхности образуется антикоррозийная пленка.

Эта пленка является трудно растворимой не только для нормальных условий, но и для многих агрессивных сред. Она становится барьером между внешней средой и металлом, сохраняя его целостность.

https://www.youtube.com/watch?v=qCUl7OBxy1Qu0026t=156s

Катодная ингибиторная защита от коррозии, что это? Чаще всего это соединения, которые увеличивают кислотность среды, что снижает возможность растворения металла.

Катодные добавки не применяются в кислых средах, так как там они не эффективны.

Как отмечалось ранее, ингибитор перед применением должен быть растворен в каком-либо веществе, самый простой – вода. Специалистами подбирается верная концентрацию добавки в данном объеме воды.

Стоит отметить, что данный тип веществ является наименее эффективным, в сравнении с анодными и смешанными ингибиторами.

Классификация ингибиторов

• Пассиваторы. Ингибиторы такого рода (уротропин, гексамин, хроматы и др.) не адсорбируясь на поверхности, вступают в реакцию с металлом, создавая нерастворимые пленочные соединения. Металлическая поверхность, подвергнутая пассивации, почти невосприимчива к коррозии. Однако следует отметить, что при несоответствии кислотности среды, неправильно подобранной концентрации или при наличии ионов хлора, пассиваторы могут усилить коррозийные процессы, вызвав точечную коррозию.
• Адсорбционные ингибиторы – образуют устойчивую адсорбционную или фазовую пленку на поверхности металла, которая, в свою очередь, замедляет электрохимические реакции.

Анодные ингибиторы коррозии

Данные вещества являются пассиваторами – вещества, переходящие из активного состояния в пассивное и образующие пленку. Эта пленка защищает металлический элемент. Коррозия замедляется вследствие уменьшения скорости перехода ионов металла в раствор, а также уменьшается площадь анодных участков, покрытых пленкой, за счет их разделения.

  Высверливание точек контактной сварки

Именно анодные добавки, если с ними переборщить, могут не уменьшить, а ускорить коррозионное разрушение материала. Популярны карбонаты, силикаты, фосфаты, нитрит натрия, как ингибиторы анодной коррозии.

Состав на основе органики и неорганические смеси

Состав на основе органики изделия, которые могут заржаветь, не впитывают. Органическое вещество остается в верхнем слое металлического материала, сдерживая образование коррозии.

Поэтому его используют методом кислотного травления ржавых пятен на металлических конструкциях систем отопления.

Компоненты, входящие в состав органики, обеспечивают стопроцентный антикоррозионный результат. К ним относятся субстанции ароматические и алифатические.

В композицию ингибиторов коррозии этой группы входят атомы серы, азота, а также кислорода.

В субстанции кислот и солей органики есть гидроксильные и аминоксильные соединения. Они отлично защищают от ржавчины элементы таких систем, где среда насыщена кислотами, маслами или электролитами.

Тиолы и сульфиды защищают металлические конструкции систем на высоком уровне. В эту группу входит бензотриазол и другие алифатические соединения органики.

Ингибиторы, приемлемые по цене – это амины. Они защищают металл в кислотной или водной среде систем отопления, сводя на нет реакцию анодов или катодов. Но их результативность ниже, чем у тиолов.

В структуре неорганических соединений содержатся анионы РО, NO, SiO, а также катионы кальция, мышьяка, висмута.

Ингибиторы-аноды, чья природа неорганическая, создают на металлической поверхности защитную оболочку. Пленка совсем тонкая, всего 0,01 мм. Но ее плотность не дает железу превращаться в раствор.

Видео:

Пленка, которую создают фосфаты, предохраняет от коррозийной порчи металлические и стальные коммуникации систем стоков воды.

Катодные ингибиторы могут образовывать состав на микрокатодах, который не подвергается растворению. Это вещество создает защитный изолирующий слой.

Сейчас наиболее известным катодным ингибитором является бикарбонат кальция. Он образует щит от электролитов. На производство этого вещества уходит не много средств, поэтому он стоит недорого.

ВАЖНО ЗНАТЬ: Технология хромирования в домашних условиях

Применение ингибиторов в нефтегазовой промышленности

Нефть и газ являются достаточно агрессивными средами, так как в них находятся едкие вещества, которые способны разъедать материалы и пагубно влиять на здоровье человека.

Исходя из этого, специальные добавки для защиты металлических конструкций, применяют на любой стадии добычи, транспортировки, хранения и эксплуатации нефти и газа.

Важным аспектом является то, что ингибитор на всех этих стадиях желательно применять один и тот же.

Кроме защиты металла, в сами нефтепродукты могут добавляться примеси, которые делают ее менее агрессивной средой: антикоррозийные ингибиторы парафинообразования, антивоспламенители и антивспениватели. Наиболее распространенное вещество для защиты магистральных нефте- и газопроводов – соединения на основе аминов.

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.

Читать также: Как точить цепь на электропилу

Применение ингибиторов в бытовых условиях

Процессы коррозии поражают не только металлические изделия промышленных и строительных производств, но и любые металлические изделия у нас дома, а также машины и приборы.

Самое простое домашнее средство с ингибитором – это грунтовка. Как всегда, поверхность необходимо подготовить, а потом загрунтовать шпателем или кисточкой. Грунтовка создает на изделии защитный слой, разделяя металл и окружающую среду.

Некоторые лакокрасочные покрытия также имеют в своем составе ингибиторы.

Наиболее простые и понятные ингибиторы для домашнего обихода – сурик (свинцовая краска красного цвета) добавленный в грунтовку, добавленные в раствор ортофосфаты железа или цинка и т.п.

  Учимся приваривать петли на ворота – пошаговая инструкция

Свинцовая краска красного цвета

Классификация

Классифицируются эти вещества по разным признакам.

По механизму действия бывают пассивирующие и адсорбционные ингибиторы.

По защитному действию: анодные, катодные, смешанные. Анодные и катодные ингибиторы замедляют соответствующие электрохимические реакции, а смешанные — оба вида реакций.

По виду среды, в которой они действуют, бывают замедлители коррозии:

Для кислых сред. Применяются при кислотном травлении. Они уменьшают скорость разрушения металла в кислой среде. И предотвращают снижение его прочности за счёт уменьшения выделения водорода.

Для щелочных сред. Применяются в моющих составах, при обработке щелочными растворами амфотерных металлов, для защиты выпарного оборудования.

Для нейтральных сред. Применяются для защиты систем охлаждения, водоснабжения, металлических изделий при транспортировке и хранении. В последнем случае их наносят на поверхность в виде раствора или используют в составе защитного воскового или лакокрасочного покрытия.

Применение ингибиторов при обработке техники

Коррозия в технике является наибольшей угрозой для жизни человека. Зачастую коррозирующий участок в большом элементе не так страшен, как коррозия на участке болтового соединения или сварного шва.

Чаще всего, конечно, с проблемой ржавчины сталкиваются владельцы авто и везут свои машины на СТО для того, чтобы там специалисты сами обработали материал и нанесли антикоррозийное покрытие с применением ингибиторов или нет.

Разрушение техники сложно приостановить, так как участки, подверженные разрушению обычно труднодоступны, затруднительна обработка ингибитором коррозии, и очистка пораженного участка. В малодоступных местах стараются применять жидкие составы для их лучшего нанесения и распределения – масла, битумные горячие составы, мягкие смазки и т.д.