Классификация ингибиторов коррозии металлов

Классификация ингибиторов коррозии металлов

При контакте с атмосферными осадками и агрессивными веществами на поверхности металла появляется ржавчина. Материал теряет эксплуатационные свойства и эстетическую привлекательность. Если не предпринимать никаких мер, деградация дойдет до крайней точки. Результатом станет разрушение вещества. Ингибитор коррозии образует на поверхности защитную пленку. Химические реакции прекращаются.

Классификация ингибиторов коррозии металлов

Механизм ржавления

Классификация ингибиторов коррозии металловПроцесс коррозии

Существует несколько механизмов ржавления. В качестве примера приведен самый распространенный — атмосферный вариант. Его можно наблюдать в повседневной жизни. Достаточно оставить стальную заготовку на улице во время дождя, чтобы спустя пару дней на поверхности появились коричневые пятна. Порой металл получает повреждения в помещении, если внутри высокий уровень влажности.

Все начинается, когда на поверхность материала попадает вода. Вот химическая формула появления коррозии: 4Fe+6H2O+3O2→4Fe(OH)3

Железо, входящее в состав стали, реагирует с водой. Плюс добавляется кислород из атмосферного воздуха. В результате железо соединяется с водородом и кислородом. Образуется гидроксид железа. На поверхности появляется порошкообразный налет. Материал постепенно разрушается.

Что такое ингибиторы

Классификация ингибиторов коррозии металловЕмкость с ингибитором

Реакцию с образованием ржавчины можно затормозить. С этой задачей способны справиться химические вещества — ингибиторы коррозии. Термин произошел от латинского inhibere, что значит «задерживать». Защитные вещества оценивают по двум показателям:

  1. Степень защиты. Максимальное значение составляет 100 %. Но таких цифр добиться сложно. Уровень 80 % — уже хороший результат.
  2. Коэффициент торможения. Показатель дает оценку во сколько раз замедляется процесс ржавления при воздействии ингибитора на материал.

 

Первые составы для защиты металла появились в 1930-х годах. В их состав входил свинцовый сурик. Он оказался слишком токсичным и вредным для экологии. Поэтому в середине XX века от него решили отказаться. Со временем химики разработали новые вещества, которые не оказывали негативного воздействия и надежно защищали материалы от ржавления.

Виды химических веществ

Классификация ингибиторов коррозии металловВиды ингибиторов

Классифицировать ингибиторы можно по нескольким принципам. Основной из них — происхождение:

  • адсорбционные;
  • пассивирующие.

 

Первые собираются на поверхности металла и образуют защитную пленку. В результате скорость электрохимических реакций замедляется. Порой толщина поверхностного слоя составляет всего 1 молекулу. Но даже этого достаточно. Адсорбционные ингибиторы — органические соединения и ПАВ — поверхностно-активные вещества. Чем больше кислорода на поверхности, тем устойчивее оксидная пленка.

Пассивирующие ингибиторы — неорганические вещества с окисляющими свойствами. Это хроматы, молибдаты и нитриты. После их нанесения, металл становится «пассивным», коррозионные процессы затухают.

Важно правильно подобрать концентрацию. При повышении нормы, например, бихромата калия, процесс деградации металла ускоряется.

Потому что пассивация обеспечивает прямое взаимодействие с продуктами ржавления.

Параметры среды

Классификация ингибиторов коррозии металловЩелочные, нейтральные и кислотные

Во время протекания электрохимических реакций, на поверхности стали возникают положительные и отрицательные потенциалы. Катодные ингибиторы замедляют «плюсовое» взаимодействия с катализаторами коррозии. Анодные задерживают процесс деградации «минусовых» участков. Смешанные защитные составы действуют на оба полюса. По механизму работы в средах ингибиторы делятся на три вида:

  1. Щелочные. Включены в состав моющих средств. При взаимодействии разрушают электролиты. Например, раствор соды разлагает серную кислоту на кислотный остаток, воду и газ. В результате сила тока уменьшается, коррозия замедляется.
  2. Нейтральные. Сульфаты, хроматы, нитриты и фосфаты. Выполняют свои задачи в условиях водной среды. Типичные варианты использования — защита корпуса морских судов от появления ржавчины. Также применяются для обработки несущих конструкций.
  3. Кислотные. Это альдегиды, вещества с серой в составе, спирты и амины. Незаменимы в газовой и нефтяной промышленности. Их добавляют в трубопроводы, по которым циркулируют пропан, метан и углеводороды. Веществами обрабатывают запорную арматуру.

 

При подготовке поверхности к порошковому окрашиванию, в основном используют кислотные ингибиторы. У них низкий расход. Достаточно несколько миллиграммов вещества для обеспечения надежной защиты.

Типичный пример — раствор «КИ-1». Он на 25 % состоит из уротропина и на 25 % из катапина.

Если в него тонкой струйкой добавить кислоту и поместить в жидкость ржавую деталь, следы коррозии растворятся, а металл останется нетронутым.

Преобразователь ржавчины

Классификация ингибиторов коррозии металловКанистра с преобразователем

Вещества относятся к ингибиторам коррозии. Но действуют эффективнее. После контакта с гидроксидом железа, они расщепляют его, превращая в защитную пленку. Ржавчина становится липким слоем, который обеспечивает водонепроницаемость. Деструктивные реакции замедляются или полностью останавливаются.

Преобразователь ржавчины избавляет поверхность от известняка, окислов и карбонатов. Состав применяют для очистки теплового оборудования: трубопроводов, бойлеров, радиаторов. В емкости находится бесцветная или светло-желтая жидкость. Водородный показатель, он же Ph, находится на кислотном уровне: 4-6 единиц.

Основное преимущество преобразователя состоят в том, что он не токсичен. Раствор не горит и не взрывается. Зато образует на поверхности защитную пленку. Состав подходит для черных и цветных металлов.

Сначала нужно надеть перчатки, затем с помощью губки нанести вещество на поверхность. Спустя 3-5 минут ржавчина станет фосфатом. Перед окрашиванием останется обработать проблемный участок водным обезжиривателем с концентрацией действующего вещества 5 %. После высыхания все готово для окрашивания.

Группа компаний «Центр порошковых покрытий Радар» создана на базе Казанского национального исследовательского технического университета имени А. Н. Туполева. Организация производит химикаты для подготовки металлических поверхностей с 1993 года. Поэтому качество продукции не вызывает сомнений.

Популярные категории:

Ингибитор коррозии — что это такое? Классификация, применение и свойства

Коррозии подвержены металлы и некоторые другие материалы. Если коррозия разрушает структуру материала, тогда изделие теряет свои эксплуатационные качества, что приводит к аварийно-опасным ситуациям. Одним из средств решения этой проблемы являются ингибиторы коррозии металлов.

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.

Классификация ингибиторов коррозии металлов

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.

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.

Классификация ингибиторов коррозии металлов

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.
Читайте также:  Названия металлов цвета цветные

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.

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.

https://www.youtube.com/watch?v=qCUl7OBxy1Q\u0026t=267s

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.

Классификация ингибиторов коррозии металлов

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.

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.

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.

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.

Смешанные ингибиторы коррозии

Смешанные добавки – это хроматы. Хроматы значительно тормозят анодную и катодную реакцию вместе, поэтому они являются наиболее эффективными. Процесс такой реакции протекает по окислительному типу.

Классификация ингибиторов коррозии металлов

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.

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.

Классификация ингибиторов коррозии металлов

Свинцовая краска красного цвета

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.

Заключение

В целом, ингибиторы коррозии металлов увеличили срок работоспособности изделий и техники. С их помощью появилась возможность четко провести границу между элементом и окружающей средой и надолго приостановить развитие коррозии. Теперь это все доступное защитное средство, имеющее широкий выбор и различный ценовой диапазон.

Характеристика ингибиторов коррозии: виды, состав, свойства

Согласно стандартному определению, ингибитор коррозии — это химическое вещество, которое, если оно присутствует в системе при подходящей концентрации, снижает скорость коррозии без значительного изменения концентрации какого-либо коррозионного агента.

Обычно такие составы эффективны в небольших концентрациях.

Это исключает применение в данном качестве веществ, которые снижают скорость повреждения либо за счет существенного изменения pH, либо поглощением кислорода и сероводорода, с последующим их удалением из зоны влияния.

Классическими барьерами для окисления считались хроматы и нитриты металлов. Однако от их применения в настоящее время в значительной степени отказались. Причиной являются опасения по поводу их токсичности.

Исключение составляют случаи, когда данный процесс может создавать серьезные проблемы для безопасности человека (например, в авиационной промышленности или при строительстве зданий).

К этому классу относятся также неокисляющие вещества — вольфраматы и молибдаты, которые проявляют свой пассивирующий эффект только в аэрированных растворах.

Вещества, способные создавать защитные поверхностные плёнки, представляют собой химические вещества, образующие такие плёнки в результате реакции с растворами.

Основными представителями являются фосфонаты и полифосфаты, образующие защитные плёнки или с водорастворимыми ионами кальция или с защищёнными ионами металлов (например, с бензотриазолом меди).

Эти плёнки — пористые и плохо прилегают к поверхности, что обеспечивает хорошую защиту.

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

Классификация ингибиторов коррозии металлов

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

Основные свойства

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

  • Пассивирующую;
  • Осаждающую;
  • Адсорбционную.

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

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

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

Классификация ингибиторов коррозии металлов

Классификация ингибиторов

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

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

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

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

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

Катодные

Уменьшают коррозию, замедляя скорость реакции повреждаемой ячейки. Это достигается блокировкой участков с противоположным электрохимическим потенциалом. В состав катодных ингибиторов часто входят сурьма и висмут – химические элементы, уменьшающие процесс интенсивности восстановления водородом.

Отсутствие кислорода в коррозионной среде обеспечивает снижение скорости процесса коррозии. Поэтому при защите часто используют сульфит натрия или гидразин, активно реагирующие с кислородом, и, в конечном счёте, удаляющие его из раствора.

Активно применяются также технологические процессы вакуумной деаэрации или кипячения.

Классификация ингибиторов коррозии металлов

На практике блокирующее воздействие ингибиторов катодного типа реализуется следующими способами:

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

Анодные

Увеличивают поляризационные процессы, протекающие в анодной области и, следовательно, способствующие смещению коррозионной разницы напряжений в направлении катода. В результате резко снижается интенсивность коррозионных процессов, которые протекают в анодной области.

В результате формируются малорастворимые соединения, электрохимический потенциал которых не позволяет проводить какие-либо реакции со свободными ионами. К анодному типу ингибиторов относят некоторые неорганических соединения, в числе которых ортофосфаты и/или силикаты. Некоторые из них обладают нежелательными свойствами, ухудшающими экологию окружающей среды.

Например, применение ингибиторов коррозии такого типа в малых количествах способно интенсифицировать процессы точечной коррозии.

Смешанные

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

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

Органические и неорганические

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

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

Кислотные ингибиторы и их разновидности

Они снижают степень водородной хрупкости, предохраняют металлы от точечных коррозионных повреждений, но, главное — уменьшают выделение кислотных паров, возникающих в результате реакции между кислотой и металлом.

Тем самым снижается расход кислоты и уменьшается интенсивность поверхностных повреждений, поскольку образующийся слой замедляет протекание нежелательных процессов в области катода, анода или обоих электродов одновременно.

Применение в нефтегазовой промышленности

Ингибиторы коррозии используются для процессов:

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

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

Применение ингибиторов при обработке техники

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

Классификация ингибиторов коррозии металлов

Ингибитор коррозии

  • Ингибиторы для металла
  • Состав
  • Свойства
  • Защита
  • Применение

В переводе с латинского ингибиторы переводятся как задерживать. Он и нашли широкое применение в современной промышленности.

Ингибиторы коррозии металла

Классификация ингибиторов коррозии металлов

Ингибитор не является каким-то конкретным веществом. Так называют целуют группу веществ, которые направлены на остановку или задержку протеканий каких-либо физических или физико-химических процессов. В большинстве своем он направлен на задержку ферментативных процессов.

Ингибиторы в основном действуют в тех случаях, где имеется цепная реакция или процессы с активными центрами и частицами. Ингибитор действует на активные вещества. Он либо их блокирует, либо задерживает. В некоторых случаях он вступает в реакцию с активными частицами и из-за этого образуются свободные радикалы.

Важно: Ингибитор следует вводить в систему реагирования двух веществ в небольшом количестве. Оно не должно превышать объем элементов, между которыми должна быть реакция.

Состав ингибиторов коррозии

Ингибиторы представлены следующими веществами:

  • Гидрохинон. Данный ингибитор относится к разряду ингибитора окисления.
  • Соединения технеция. Данный ингибитор служит для задержки образования коррозии на стальных материалах.
  • Трихлорид азота. Он применяется в реакции хлора с водородом.

Внимание: При реакции хлора с водородом следует вводить данный ингибитор в минимальном количестве. Одной тысячной доли от общего объема реагентов будет достаточно для прекращения процесса взаимодействия.

Ингибиторы могут действовать двумя разными принципами на взаимодействие двух веществ:

  • Обратимый. При этом молекулы ингибиторов не изменяю молекулы реагирующих другу с другом веществ.
  • Необратимый. В результате данного действия ингибитора оказывается влияние на молекулярный состав одного из реагирующих веществ.

Свойства ингибиторов коррозии

Таблица 1. Физико-химических свойств ингибиторов коррозии

№ п/пМарка ингибитораОбщая характеристикаПлотность при 20 °С, г/см3Содержание, %Вязкость при 50 °С, сСтТемпература, °Сосновного азота, в пределахсмол, не болеемехани-ческих примесейзасты-ваниявспышкисамовоспла-менения
1 И-1-А* (ТУ 38-103246-87) Вязкая темно-коричневая жидкость с характерным запахом пиридинов, почти не растворяется в воде, хорошо растворяется в органических растворителях, а также в соляной, серной и других сильных кислотах 1,0…1,1 7,0…9, 5 5 0,2
2 И-1-В* (ТУ 38-103-238-74) Темно-коричневая жидкость с характерным слабым запахом, легко растворимая в кислотах и в воде 1,25…1,35 3,0
3 «Север-1» (И-2-А)* (ТУ 38-103-201-76) Легкоподвижная темно-коричневая жидкость, хорошо растворяется в бензоле, спирте, ацетоне, соляной и серной кислотах 0,93…1,05 4,90…6,65 3,5 0,2 7…12 -65 +23 +385
4 И-З-А* (ТУ 38-403-29-73) Темно-коричневая жидкость с характерным запахом, хорошо растворимая в полярных органических растворителях и минеральных кислотах 0,99…1,07 8,3…11,0 3,5 0,2 15 -33…-45 +76 +413
5 И-4-А* (ТУ 38-403-44-73) Темно-коричневая жидкость с характерным запахом, хорошо растворимая в бензоле, спирте, ацетоне, соляной, серной кислотах и ряде других продуктов 0,94…1,00 4,9…6,65 3,5 0,2 3…7 -50…-75 +15 +413
6 И-4-Д (ТУ 38-403-46-73) Темно-коричневая вязкая жидкость с характерным запахом, эмульгируется в водных растворах, растворяется в толуоле, хлороформе, четыреххлористом углероде и некоторых других средах 0,85…0,95 65…95 -12…-15 +81 +239
7 «Тайга-1» (И-5-ДНК) (ТУ 38-403-47-73) Легкоподвижная темно-коричневая жидкость с характерным запахом, эмульгируется в водных растворах, растворяется в углеводородах 0,92…0,96 -50 +20 +340
8 И-2-Е Легкоподвижная темно-коричневая жидкость со слабым характерным запахом, растворимая в воде, спирте, кислотах 1,0…1,1 8…10 -50
9 «Тайга-2» (И-5-ДТМ) ТУ 38-403-78-78) Легкоподвижная темно-коричневая жидкость, растворимая в спирте, бензоле, дихлорэтане и других органических растворителях 0,87…0,89 3,9… 4,0 -45
10 И-21-Д (ТУ 38-403-101-78) Легкоподвижная темно-коричневая жидкость, растворимая в спирте, бензоле, дихлорэтане и других органических растворителях 0,8…0,9 5,0 -16
11 И-30-Д (ТУ 38-403-79-76) Легкоподвижная темно-коричневая жидкость, эмульгируется в воде, растворяется в спирте, бензоле, дихлорэтане 0,85… 0,87 5,0 -40
12 И-К-10 (ТУ 38-403-68-75) Легкоподвижная коричневая жидкость, растворяется в воде, спирте, кислотах 1,06…1,1 8…11 -50
13 И-К-40 (ТУ 38-403-75-75) Легкоподвижная коричневая жидкость, растворяется в воде, спирте, кислотах 0,95…1,15
Читайте также:  Арматура для сливного бачка старого образца с боковой подводкой схема

Ингибитор коррозии

Ингибитор коррозии — это эффективный материал, который останавливает или замедляет разрушение металла вследствие его соединения с оксидами кислорода (т.е. коррозии). Он противодействует изменению физических и химических свойств защищаемого сплава.

Ингибитор или замедлитель коррозии – это вещество специально помещается в растворы с водой или маслом для полного предотвращения или понижения воздействия коррозии на металлические поверхности деталей.

Он может состоять из одного или нескольких компонентов.

Правильно подобранный состав и его концентрация позволяет подавить вредоносные процессы, которые вызываются технологическими условиями в виде высокой температуры и влажности.

Эффективность

Коэффициент эффективности ингибитора зависит от двух показателей. К ним относятся:

  1. процент защиты от коррозии приравненный к «0» обозначает, что ее нет;
  2. процент эффекта защиты указывает на замедление процесса коррозии.

Эти показатели составляют общую эффективность применяемого вещества.

Классификация

Широко используется классификация по типу среды:

  • Ингибиторы нейтральной среды;
  • Атмосферной среды;
  • ингибиторы кислой среды;
  • сероводородной коррозии;
  • ингибиторы нефтяных сред.

Разделение по нейтральной среде

Существуют различные виды ингибиторов для нейтральной среды. Согласно теории Розенфельда они делятся на:

  • компоненты, имеющие окислительные свойства;
  • вещества, образующие труднорастворимые соединения без окислительных свойств;
  • средства, имеющие небольшое окислительное воздействие с анионами.

Наиболее распространен нитрит натрия, используемый при взаимодействии металла и воды. Увеличение температуры понижает его действие, что требует увеличения концентрации. Его деятельность зависима от объема хлоридов. В охладительных системах используются нетоксичные фосфаты.

Эффективность этого материала не зависит от наличия хлоридов. Хроматы являются универсальным средством, используются в отношении любого сплава. Их деятельность сильно падает при повышении температурного режима. Понадобится увеличивать концентрацию в двое на каждые +30°С.

Проявление атмосферной коррозии

Для сбережения железа от влияния атмосферы и коррозии нужны контактные или летучие ингибиторы. Их отличительные способности:

  1. Ингибитор контактный напыляется на внешнюю сторону изделия, им могут пропитываться материалы. Сюда относятся не органические соединения, влияющие на кинетическую энергию в электродах. С ними можно ознакомиться в ГОСТ 9.014–78. Отличительной характеристикой является малая летучесть материала. Они защищают металлическую поверхность или делают ее пассивной к негативному воздействию.
  2. Летучие — адсорбируются на металле сами по себе. В стандартном температурном режиме они имеют летучее состояние. Имеют прямое воздействие на кинетическую энергию в электродах. Сюда входят соли органических и неорганических кислот, а также аминов. На железе они размещаются в качестве однородного слоя молекул, где взаимодействуют с металлическими деталями. Они перевоплощают металл в пассивное состояние, замедляют действие реакции. Их влияние зависит от состава антикоррозийного средства и его строения, а также способа испарения. Производятся в строгом соответствии с ГОСТ 16295-77. Выпускаются в моделях УНИ-14-40, УНИ-22-80 и УНИ-14-80. Представляют собой равнозначное соединение уротропина и нитрита натрия, где 2 первые цифры обозначают вес в граммах. Способны уберечь черные металлические сплавы, сталь с хромом и оксидами.

Каждый из ингибиторов обладает своими особенностями. Это дает возможность подбора веществ для достижения желаемого результата.

Для кислотной среды

В кислотной среде ингибиторы значительно занижают коррозионное влияние. Особенность заключается в следующем:

  • среднестатистическая концентрация 5 г/л;
  • могут использоваться органические и неорганические соединения, первые применяются чаще;
  • основная задача использования является травление металла.

Эти элементы обладают длинной историей со времен средневековья, когда применялись оружейными умельцами. В то время они использовались в сочетании с мукой и отходами ее производства. Они тормозят процесс коррозии из-за увеличения поляризации анодного, катодного или смешанного процесса. В качестве примера можно привести ингибитор ЧМ, ПАВ-446, КИ-1.

Для сероводородной коррозии и нефтяных сред

Используются на всех этапах добычи, переработки и транспортировки нефти и ее продуктов. Имеют свои отличительные черты:

  • они обладают свойствами образования парафина;
  • препятствуют вспениванию;
  • противодействуют воспламенению.

В качестве примера можно привести ИСА-148, Корексит-6350. Для каждой среды существует свой состав ингибитора. Важно заметить, что одно вещество в различных средах действует по-разному.

Разновидности по способу воздействия

По механизму воздействия они подразделяются на виды:

  1. Пассивирующий ингибитор покрывает деталь пленкой. Зачастую в их роли используют неорганические соединения, которые обладают окислительными свойствами. Таким образом увеличивается потенциал противодействия коррозии. Они являются эффективнее, чем не пассивирующие средства.
  2. Адсорбционные средства на изделие напыляют пленку. Достаточно часто в данном виде выступают активные вещества и органические соединения. Они усиливают эффективность пленки. Таким образом кислород улучшает защитный эффект. Правильный подбор ингибиторов предоставляет большую результативность, что позволяет добиться высокой эффективности.

По способу защитного воздействия

Ингибитор работает в электрическом, химическом механизме. Он действует на анодные, катодные или комплексные процессы влияния коррозии, замедляет их воздействие. Разберем детальнее возможные варианты:

  1. Анодные добавки влияют на реакцию анода. На аноде изделия образуется тонкая защитная пленка пассивного действия. Она замедляет процесс развития коррозии. Имеет название пассиватора. Их деятельность заключена в том, что из-за образовавшейся защитной пленки замедляется переход структуры металла в жидкое состояние. При их использовании важно точно подбирать их количество и состав. При нарушении пропорций воздействие коррозии стает больше. При их малом количестве получается замедление коррозии в отдельных местах и увеличение этого процесса на остальных участках.
  2. Катодные составляющие приостанавливают катодную реакцию, переход железа в состояние жидкости. Потенциал уходит в отрицательную сторону, получается снижение тока коррозии. На поверхности появляется защищающая пленка, прочно связывается деполяризатор. Защитное соединение трудно растворяется, прочно блокирует защищаемую деталь и замедляет процесс коррозии. Они имеют меньшую эффективность в сравнении с анодными либо смешанными веществами. Их применение строго ограничено. В силу недостаточной эффективности, они не работают в кислых средах. К ним относятся гидразин, сульфат натрия.
  3. Смешанный ингибитор притормаживает анодную и катодную химическую реакцию. По этому их считают самыми эффективными в своем роде. Их основная часть работает по окислительному типу. К ним относятся хроматы.

От качества ингибиторов и правильности подбора зависит конечный результат. Наиболее востребованным является вещество смешанного типа.

По химической природе

Разделение по химической природе применения выглядит следующим образом:

  1. Летучие ингибиторы, находящиеся в распыленном виде.
  2. К органическим ингибиторам подходят соединения смешанного типа. Они замедляют анодную, катодную реакцию. Зачастую их применяют в кислотном травлении. Удаляются посторонние предметы в виде окалин и ржавчины. Остается один металл. Качество рабочего процесса зависит от концентрации, температурного режима и других возможностей материалов. Состав этого вещества включает кислород, серу и азот. Размещаются они только на железных изделиях.
  3. Не органический ингибитор используется чаще всего. Сюда входят анодные, катодные, пленкообразующие вещества. Эффективность зависит от их состава и влияет на замедление скорости проявления коррозии.

Как видим, ингибитор необходимо подбирать очень тщательно. Для высокой эффективности своего использования он должен соответствовать ряду требований, заложенных в технических характеристиках.

Только при строгом соблюдении данных требований можно победить коррозию, достигнуть высокой результативности и увеличить срок эксплуатации материала.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector