Ингибиторы коррозии металлов в кислых средах - Иванов Е.С.
Скачать (прямая ссылка):
Соответственно увеличивается выход ионов железа и марганца. Выход ионов; хрома при растворении напряженной стали в 1,5—2'раза ниже, чем при растворе-; нии ненапряженной стали; при увеличении напряжений от 98 до 294 МПа наб.то-j дается тенденция к возрастанию выхода хрома. Содержание марганца и хрома в! чистых растворах НС1 на два порядка ниже, чем железа, т. е. суммарная скорость растворения стали почти полностью определяется скоростью растворенш .железа.
0 200 t00 600
б, МПа
Рис. 29. Зависимость степени увеличения скорости 0 (Р=Ра/
/р0) коррозии стали ЗОХГСНА в 20 % H2S04 U) и в 20 % H2S04 + + 30 г/л NaCl (2) от растягивающего напряжения а
Интенсивное растворение железа при замедленном переходе в раствор' хрома и марганца в условиях воздействия растягивающих напряжений приводит к появлению питтингов, локальных коррозионных поражений, которые хорошо наблюдаются визуально. Наблюдения показали также, что питтинги являются местом зарождения трещин.
Считают [105, 106], что в кислых средах не только растягивающие, но • сжимающие напряжения увеличивают скорость коррозии, однако действие п
ТАБЛИЦА 21. ВЛИЯНИЕ НАПРЯЖЕНИЙ НА РАСТВОРЕНИЕ СТАЛИ ЗОХГ SB 4М НС1 [107]
Напряжение а, МПа
Скорость выхода р, г/(м2-ч), в раствор иоиое
Fe
Сг
Мп
2,66
- 0,051
0,030
2,75
0,026
0,024
Напряжение а, МПа
Скорость выхода р, г/(м2-ч), в раствор ноио
Fe
Сг
Мп
О 98
196 294
3,51 3,62
0,032 0,035
0,031 0,032
-62
I
следних существенно зависит от анионного состава среды [103]. Так, при ежи* мающих напряжениях добавление ионов хлора к 20 %-ной H2SO4 замедляет растворение стали ЗОХГСНА.
Пластическая деформация увеличивает скорость растворения углеродистых, сталей [105] в серной и соляной кислотах. Увеличение степени наклепа стали, создаваемого, например, кручением проволоки также приводит к возрастанию скорости коррозии.
На скорость коррозии в кислых средах заметно влияют циклические напряжения, с увеличением которых скорость коррозии возрастает [109, 140]. Так скорость коррозии стали 1Х8Н10Т в 10 %-ном растворе H2S04 при воздействии циклических напряжений более 200 МПа значительно увеличивалась [140]. Деформированный металл в кислой среде корродирует быстрее, чем отоженный' [105, 106].
Приложение растягивающих напряжений при деформации металла приводит к возрастанию скорости коррозии вследствие увеличения химического потенциала стали, что вызывает некоторое понижение его термодинамической стабильности, а также вследствие изменения поверхностного заряда металла [110, 111], что сказывается в конечном счете на адсорбции компонентов раствора, участвующих в процессе растворения металла. Изменение заряда напряженного металла обусловлено перетеканием электронов из сжатой области в растянутую (при приложении растягивающих напряжений путем изгиба), вследствие чего растянутые области имеют отрицательный заряд, а сжатые — положительный [111].
Данные о влиянии ингибиторов на коррозию стали под напряжением в кислых средах немногочисленны.
По данным Ф. Ф. Ажогина, введение в 10 %-ный раствор НС1 50 г/л уротропина значительно снижает скорость стали ЗОХ ГСНА при напряжении 700 МПа.
В табл. 22 показано влияние ингибиторов БА-6, гжтилового эфира триэта-ноламина (ТЭА-1) и тиомочевины (ТМ) на выход в раствор ионов железа,, марганца, хрома при растворении напряженной стали ЗОХГСА в 4М НС1.
В присутствии ингибиторов БА-6 и ТЭА-1 наблюдается значительное торможение выхода ионов железа и марганца. Коэффициенты торможения выхода ионов железа в присутствии этих ингибиторов примерно одинаковы (5—6,5), для марганца они несколько ниже (3—5). И те и другие мало зависят от напряжения. Для хрома коэффициенты торможения этими ингибиторами значительно ниже и составляют 1,5—1,7 для БА-6 и 2,5—3,0 для ТЭА-1. Визуально-на поверхности стали в присутствии этих ингибиторов питтинги не наблюдались.
ТАБЛИЦА 22. ВЛИЯНИЕ ИНГИБИТОРОВ НА КОЭФФИЦИЕНТ ТОРМОЖЕНИЯ
ПЕРЕХОДА ИОНОВ В РАСТВОР у ПРИ РАСТВОРЕНИИ СТАЛИ ЗОХГСА и 4М НСЛ [107]
Ингибитор, концентрация
(Т, МПа
•VFe
vMn
БА-6, 5 г/л ТЭА-1, 0,01 М. Тиомочевина, 0,01 М
О
98 196 294 О 98 196 294 0
98 196 294
5,04 4,75 6,40 5,97 5.44 4.98 6,60 6,50 2.03 1,62 0,92 0,75
3,85 2,87 3,33 3,52 4,81 5,08 4.21 4,89 1,71 0,78 0,50 0,69
6*
ТАБЛИЦА 23. ВЛИЯНИЕ ИНГИБИТОРОВ (0,2 %) НА КОРРОЗИЮ НАПРЯЖЕННО <ЧИСЛИТЕЛЬ) И НЕНАПРЯЖЕННОЙ (ЗНАМЕНАТЕЛЬ) СТАЛИ 1Х18Н9 в 5М РАСТВОРЕ НС1 ПРИ 18 °С [112]
Ингибитор
Скорость коррозии, г/(м2-ч)
Коэффициент торможения
Ингибитор
Скорость коррозии, г(м2-ч)
Коэффициен: торможения
Без ингибитора ПБ-5
0,590/0,464 0,135/0,110
4,37/4,20
Катапйн К1
0,098/0,075 0,204/0,137
5,98/6,10• 2,60/3,36
Тиомочевина стимулирует растворение напряженной стали. Так, при ш пряжении 196 МПа растворение железа увеличивается в 1,2 раза, а марганца и хрома — в 2 раза по сравнению с их выходом в соляной кислоте. Суммарная скорость растворения напряженной стали с тиомдчевиной, как и в чистых ра-> створах НО, определяется растворением железа. В присутствии тиомочевины наблюдается интенсивное питтингообразование, что связано с увеличением ско4 рости растворения железа. ?
