Виды и применение ингибиторов коррозии

Содержание

1 Классификация
2 Описание ингибиторов
- 2.1 Нейтральных сред
- 2.2 Атмосферные
- 2.3 Кислотные
- 2.4 Катодные
- 2.5 Анодные
3 Расчет эффективности

Ингибиторы являются веществами, которые подавляют или задерживают протекание физико-химического процесса. В обработке металла – ржавчины.

Ингибиторы металла – это элементы, которые осуществляют замедление или полное прекращение процесса ржавления. Для веществ свойственно протекание каталитической и цепной реакции с задействованием активных частиц.

Классификация

По виду среды выделяют ингибиторы коррозии:

нейтральных сред;
атмосферные;
кислых сред;
сероводородные;
нефтяных сред.

В различных средах один и тот же ингибиторный элемент может иметь абсолютно отличающиеся эффекты.

По принципу действия выделяют ингибиторы:

пассивации;
адсорбции.

По методу защиты:

на анодах;
на катодах;
смешанные.

По происхождению:

летучие;
органика;
неорганика.

Ингибиторы адсорбции адсорбируются на металле, который защищают, формируют пленочку, затормаживают электрохимическое взаимодействие. Сюда относятся активные поверхностно элементы, органика. Воздействуя на металл, они значительно улучшают показатели защиты оксидной пленочки. Ввиду этого становится очевидно, что присутствующий в среде коррозии кислород приводит к улучшению защитных качеств ингибиторов адсорбции. Если оксидная пленочка неустойчивая, ингибиторный элемент не может адсорбироваться на металлическом изделии.

Пассивирующие ингибиторные элементы представлены неорганикой, располагающей хорошими показателями окисляемости (нитритные, молибдатные, хроматные вещества). При обрабатывании металла данными соединениями потенциал коррозии смещается в положительном направлении. Пассивирующие элементы эффективнее прочих.

Ингибиторная неорганика распространеннее всего. К ней причисляются образующие пленочку и пассивирующие ингибиторы, а также катодные и анодные элементы. Антикоррозийное действие подобных веществ обусловлено компонентами, содержащимися в них. Определенные анионы уменьшают быстроту ржавления.

К ингибиторной неорганике причисляются фосфатные, бихроматные, хроматные, нитритные, полифосфатные, силикатные вещества.

Ингибиторная органика действует смешанно. Она обеспечивает замедление реакции анодов и катодов. Нередко ее применяют при кислотном травлении. Разная грязь, ржа, окалина устраняется с изделия, при этом металлическая поверхность не подвергается растворению. Защитное действие органики зависимо от ее концентрации, температуры, происхождения компонентов.

Обыкновенно ингибиторная органика заключает в себе кислородные, азотные, серные элементы. Адсорбция данных веществ протекает на металлическом изделии. Кроме того, к органике причисляются определенные летучие соединения, амины, кислоты, соли, тиолы.

Описание ингибиторов

Нейтральных сред

Ингибиторы коррозии металла этого типа делятся на:

со свойствами окисления (хроматные, нитритные компоненты);
образующие соединения, которые трудно растворяются (боратные, силикатные, фосфатные, карбонатные, гидратные компоненты);
слабоокислительные (ванадатные, вольфраматные, молибдатные компоненты).

Нитритные. Чаще всего применяется натриевый нитрит. Его обыкновенно используют, чтобы защищать сталь в воде. При увеличении температурного уровня действенность натриевого нитрита снижается. Нередко данный ингибитор коррозии используется, чтобы защищать металл между операциями. Для этого на металлическую поверхность наносят десятипроцентный раствор нитрита.

Концентрация нитрита зависима от числа хлорных ионов в жидкости, должна превышать его в десять раз. Этот ингибитор нельзя использовать для того, чтобы защищать медные и цинковые изделия.

Фосфатные. Часто используются для того, чтобы ингибировать охлаждающие комплексы энергоустановок. Фосфаты – эффективные ингибиторные компоненты, которые совершенно не токсичны. Главное – не использовать их слишком много. Если сделать это, ржавление ускорится. Фосфатные вещества формируют на стальной поверхности соединения, которые труднорастворимы. Они постепенно становятся плотнее, изолируют изделие. Десяти миллиграмм фосфатного ингибитора на один литр воды будет вполне достаточно.

Хроматные. Хроматные компоненты причисляются к универсальным соединениям, потому как используются для того, чтобы защищать практически любые металлы. Весьма эффективно применять их для того, чтобы ингибировать водные среды. Качество защиты зависимо от хлорных ионов, ухудшающих его. Содержание хроматных элементов должно быть больше концентрации хлорных ионов минимум в два раза. С увеличением температурного уровня действенность хроматных компонентов сильно снижается. Наибольшей эффективностью располагает хроматная органика (метиламиновые, циклогексиламиновые, изопропиламиновые, гуанидиновые соединения).

Атмосферные

Контактные. Нанесение осуществляется прямо на металлическую поверхность. Сюда причисляются хроматные, нитритные, бензоатные, фосфатные и иные соединения. Большей частью они представляют из себя неорганику, которая состоит из компонентов, действующих на кинетику взаимодействия электродов. Список всех атмосферных ингибиторов и советы по их использованию возможно отыскать в государственном стандарте. Контактные ингибиторные элементы не слишком летучи при обычных температурных условиях. Они обеспечивают гидрофобизацию металлического изделия, его пассивацию.

Летучие. Что такое ингибиторы коррозии летучего типа? При их применении осуществляется самопроизвольная адсорбция на металлической поверхности, воздействие на кинетику взаимодействия электродов. Сюда причисляются соли слабых кислот, аминов (бензоатных, нитритных, фосфатных, китонных, нитрофенолятных, нитробензоатных и иных соединений).

В зависимости от вида ингибитора он может увеличивать скорость взаимодействия катодов или уменьшать скорость взаимодействия анодов и катодов. Ингибиторный эффект зависим от структуры ингибитора, испарительного процесса, компрессии насыщенного пара, характеристик адсорбции изделия.

Кислотные

Ингибитор кислотной коррозии представляет собою соединение, способное при небольшом его содержании в кислоте или кислой среде сильно снижать быстроту ржавления. Будет достаточно пяти грамм на литр воды. Ингибиторная защита такого типа обыкновенно обеспечивается органикой. Применяются подобные вещества, к примеру, для того, чтобы снимать окалину с металлического изделия. Их открыли еще в Средние Века. Тогда кузнецы добавляли в травильную смесь дрожжи, муку, отруби, иные продукты.

Если в травильном процессе не использовать вспомогательных элементов, которые уменьшают коррозию, может разрушиться до пяти процентов металла. Это довольно много, нельзя допускать этого.

Кислотные ингибиторные соединения затормаживают коррозию посредством повышения поляризуемости реакции анодов, катодов.

Катодные

Притормаживают взаимодействие катодов, не дают изделию растворяться. Стационарный потенциал металла смещается в отрицательном направлении, ток коррозии сильно уменьшается. На металле появляется пленочка адсорбции, замедляющая ржавление, а также блокирующая изделие.

Анодные

Подобные соединения влияют на взаимодействие анодов. Еще их называют пассиваторами. Большая часть таких компонентов опасна, так как если добавить их слишком много/мало в раствор, то можно значительно ускорить ржавление металла.

Расчет эффективности

О том, насколько эффективен тот или иной элемент, судят по 2 характеристикам: уровню защиты (Z, измеряется в процентах) и индексу приостановки ржавления (защитное действие).

Уровень защиты вычисляется по следующей формуле:

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

K1, K2 – быстрота ржавления металла без ингибиторного элемента и с ним;

i1, i2 – плотность тока коррозии без ингибиторного вещества и с ним.

Уровень защиты является стопроцентным лишь тогда, когда материал целиком защищен. Быстрота ржавления в этом случае равняется нулю.

Защитное действие возможно посчитать таким образом:

? = K1/K2 = i1/i2

Индекс приостановки коррозийного воздействия обозначает, во сколько раз ингибиторный элемент снижает быстроту появления ржавчины. Между ним и уровнем защиты есть зависимость, которая определяется так:

Z = (1 – 1/ ?)•100

Коррозийные ингибиторы считаются одним из наиболее эффективных средств для защиты металлических изделий от ржавления. Главное – выбрать подходящее соединение, которое за минимальную цену обеспечит максимальную защиту.