Ингибиторы коррозии металлов в кислых средах - Иванов Е.С.
Скачать (прямая ссылка):
В [92] изучено ингкбирующее действие галоидных солей бензилхинолиния (БХ) в 1—5М растворах НС1. Исследования УФ-спектров кислых растворов БХ показали, что БХ' образует продукт гидрирования — тетрагидрохинолин, который, так же как и БХ, обладает ингибирующими свойствами.
Защитные свойства известного ингибитора в кислых средах уротропина обусловлены не самим веществом, а продуктами его распада, в результате которого образуется целая гамма соединений: CH3NH2, CH2 = NH, (СНз^ИН, NH3, CH20, (CH3)3N. Продукты кислотного расщепления уротропина видимо обладают синергетическим эффектом.
Таким образом, многочисленные экспериментальные факты говорят о том, что в большинстве случаев ингибирование в кислых средах связано с образованием продуктов превращения исходных веществ. Знание химизма этих превращений помогает понять механизм ингибирования и подходить к выбору ингибиторов с научно обоснованных позиций.
3.6. ВЛИЯНИЕ КИСЛОРОДА И ОКИСЛИТЕЛЕЙ
НА ИНГИБИРОВАНИЕ КОРРОЗИИ В КИСЛЫХ СРЕДАХ
В аэрированных кислых средах, наряду с водородной деполяризацией может протекать кислородная, что приведет в целом, к увеличению скорости коррозии. В присутствии кислорода эффективность большинства ингибиторов значительно . снижается, .что связывается с тем, что на скорость реакции выделения
Рис. 26. Изменение коррозионного процесса в кислых средах при введении -ингибитора: 1, /' — анодный процесс без ингибитора и с ингибитором соответственно. 2 — катодное выделение водорода, J — катодное восстановление водорода, 4 — суммарный катодный процесс
кислорода ингибитор оказывает намного меньшее влияние, чем на скорость выделения водорода. По мнению Антропова Л. И. [93], «повышение доли кисло-Родной деполяризации является естественным результатом применения ингибиторов в кислых средах». Как видно из диаграммы [93] (рис. 26), доля кисло-Родной деполяризации увеличивается, как в случае, когда ингибитор сильно влияет на катодную реакцию выделения водорода (кинетическая область), так и в случае действия его на анодную реакцию растворения металла. Коррозионный потенциал стали при этом может смещаться в ту или иную сторону в за-
53
ТАБЛИЦА 12. ВЛИЯНИЕ КИСЛОРОДА НА ЭФФЕКТИВНОСТЬ НЕКОТОРЫЕ ИНГИБИТОРОВ В 0,5 М H2S04 (ЕСТЕСТВЕННАЯ АЭРАЦИЯ, ПЕРЕМЕШИВАНИЕ
Ингибитор
Скорость коррозии, г/(м2-ч)
Доля кислородной деполяризации, %
Без ингибитора
8,88
34,4
0,1 М, КВг
2,08
67,5
1 ммоль/л [(C4H11)4N]aS04
3,50
57,0
3 ммоль/л K.CNS
0,1 М КВг+
0,133
100
1 ммоль/л [(C4Hn)4N]2S04
ТАБЛИЦА 13. ВЛИЯНИЕ НЕКОТОРЫХ ИНГИБИТОРОВ НА КОРРОЗИЮ СТАЛИ 10 В НАСЫЩЕННЫХ КИСЛОРОДОМ И АЭРИРОВАННЫХ РАСТВОРАХ I М НС1 [80, с. 59] •
Потеря массы, г/м2, в атмосфере
Ингибитор, концентрация, %
кислорода
водорода
Без ингибитора
6,48
9,36
1,0 И-1-А
2,14
0,355
0,3 Каталин К
2,12
0,84
0,3 Пропаргиловый спирт
1,915
0,925
висимости от влияния ингибитора на парциальные электродные реакции, Hi скорость коррозионного процесса в целом должна увеличиться. Это подтверя дается данными Анощенко и. П. (табл. 12). ,
С увеличением эффективности действия ингибитора доля кислородной д гголяризации растет и в присутствии наиболее эффективных ингибиторов корр< зия протекает только с кислородной деполяризацией.
В табл. 13 показано влияние кислорода на эффективность некоторых пнп биторов при коррозии стали в соляной кислоте. Видно, что кислород в 2— раз ускоряет растворение стали.
Многочисленными исследованиями установлено, что в присутствии кпсл рода в кислых средах эффективность производных пиридина, хинолина, аиилиш имидазолика, фосфор- и серусодержащих соединений значительно понижаете Для большинства из них снижение эффективности связано с участием кнсл<
ТАБЛИЦА 14. ЗАЩИТНЫЕ СВОЙСТВА ФОСФОНИЕВЫХ СОЛЕЙ (5-10~* М)
ПО ОТНОШЕНИЮ К СтЗ В 1 м н
SOt ПРИ
25 °С
Ингибитор
Шифр
Естественная аэрация
Деаэрированная среда
V0i
D
V
Р
V
H2S04
[(СеН5)3РС6Н5]1
[(С6Н5)3РСН2С6Н6]1
Г(СвН5)зРСН3]1
[(QHsbPQHuIl
[(СвН5)3РСвН4СНз-п]1
ТФФ ТФБ - ТФМ ТФГ ТФТ
22,5 0,598 0,559 0,630 0,502 0,514
37,7 40,4 36,7 44,8 43,8
15,8 0,103 0,247 0,279 0,094 0,202
153,0 64,2 56,8
168,5 78,3
5,80 2,30 2,25
5,33 2,54
Примечание, р — скорость коррозии, г/(ма,ч); у — нигибнторный эффект» = Ро/р; V0TH — относительный иигибиторный эффект, V0TH=Va3p/Vneagp.
54
ТАБЛИЦА 15. ВЛИЯНИЕ ОКИСЛИТЕЛЕЙ НА ЗАЩИТНЫЕ СВОЙСТВА ИНГИБИТОРОВ ПО ОТНОШЕНИЮ К АРМКО-ЖЕЛЕЗУ В 10 М НС1 (ДИСК, и = 30000 МИН"1)
Скорость растворения, мг/(см2-мни) в присутствии окислителей
Ингибитор
без окислителя
нитробензол, 5 ммоль/л
FeCls 20 ммоль/л
!>ез ингибитора К1
!1ропаргиловый спирт БА-6
0,190 0,049 0,014 0,005
0,314 0,144 0,064 < 0,006
0,292
0,180 - 0,160 0,120
рода в катодной деполяризующей реакции. Однако для некоторых соединений, как например фосфониевых солей [94, 95], снижение эффективности в качестве ингибиторов кислотной коррозии, обусловлено высокой чувствительностью их к окислению.
