Ингибиторы коррозии металлов в кислых средах - Иванов Е.С.
Скачать (прямая ссылка):
Широко применяют ингибиторы в теплоэнергетике для кислотных промывок оборудования от различного рода минеральных отложений, накипи, что позволяет значительно увеличить теплопередачу и повысить эффективность работы станций.
Используют ингибиторы и в пищевой промышленности, при кислотных очистках оборудования сахароваренных заводов, емкостей, предназначенных для хранения и перевозки молочных и других пищевых продуктов.
Можно отметить и такие случаи, когда создание специальных ингибиторов определяло развитие той или иной отрасли техники. Так, использование сильных окислителей в ракетной технике стало возможным лишь благодаря разработке ингибиторов, эффективно подавляющих коррозию металла корпуса ракеты, а создание некоторых видов химических источников тока — после разработки ингибиторов, предотвращающих коррозию электродов.
Краткий исторический очерк
Применение различных веществ в качестве ингибиторов коррозии известно давно. Еще древние оружейные мастера при изготовлении оружия использовали раство-
7
ры кислот для снятия окалины, в которые добавляли пивные дрожжи, крахмал. Уральские оружейники для этой цели приготовляли так называемые «травильные супы» — растворы серной кислоты, в которые добавляли отруби. Конечно, они и не подозревали, что используют ингибиторы, однако главная цель — предотвращение растравливания стали, сохранение прочности за счет снижения водородной хрупкости — достигалась благодаря добавкам таких веществ.
В конце прошлого — начале нашего веков бурное развитие металлургии и широкое использование травления с целью очистки железа от окалины выдвинуло задачу поиска веществ, замедляющих растворение металла и предотвращающих появление так называемых травильных пузырей.
Вначале в качестве таких добавок к травильным растворам использовали преимущественно вещества органического происхождения. В период с 1900 по 1930 г. были запатентованы и стали применяться при травлении стали в качестве ингибиторов такие вещества, как крахмал, декстрин, желатин, животный клей, жмых, патока, различные углеводороды, вытяжки растений, экстракты древесной и каменноугольной смолы и т. п.
В СССР в 1923 г. была предложена первая синтетическая присадка для травления «Антра» — продукт сульфирования антрацена. В 1929 г. А. И. Кип-рианов разработал ингибитор, названный им ТМ — тяжелые фракции масел, получаемые при разгонке каменноугольной смолы. В 1932 г. был предложен ингибитор КС, представляющий собой продукт сульфирования белковых отходов мясомолочной промышленности. Начиная с 30-х годов проводятся систематические поиски и исследования новых ингибиторов.
В 40-х годах в нашей стране проводятся систематические работы по созданию и исследованию ингибиторов. В МГУ И. Н. Путиловой, С. А. Балезиным, В. П. Баранником создается на основе экстрактов растений серия ингибиторов под общим названием «Уникод» (У-2, У-К, МН). Эти ингибиторы широко использовались в первые годы войны для очистки стрелкового оружия от ржавчины в сернокислых растворах. В последующие годы под руководством С. А. Ба-лезина были созданы синтетические ингибиторы ПБ-У, ЧМ, ПБ-5, которые нашлн широкое применение для солянокислотных обработок скважин, при перевозках соляной кислоты в негуммированных цистернах, очистки котлов от накипи и отложений. Ингибиторы ЧМ и ПБ-5 применяют н до настоящего времени.
С 50-х годов начинаются систематические работы по исследованию механизма действия ингибиторов, что стало возможным благодаря развитию электрохимической теории коррозии. Создаются крупные научные школы по разработке н исследованию ингибиторов коррозии в Москве (Институт физической хнмин АН СССР, Московский государственный университет, Московский государственный педагогический институт им. В. И. Ленина), Киеве (Политехнический институт), Днепропетровске (Металлургический институт), Перми (Пермский государственный университет) н других городах. Широкое использование в коррозионных исследованиях импедансных и потенциостатических методов стало возможным благодаря работам НИФХИ им. Карпова, по инциативе которого были разработаны и созданы первые отечественные потенциостаты, мосты переменного тока, другие приборы и оборудование. Резко повысился теоретический и экспериментальный уровень проводимых исследований, возросло число фундаментальных работ, посвященных механизму коррозионных процессов, ингибированию их, исследованию закономерностей адсорбции ингибиторов и компонентов агрессивной среды, кинетики. В разработку теоретических основ коррозионных процессов большой вклад внесли школы А. Г. Акимова, Я- М. Колотыркина (В. М. Нова-ковский, В. Н. Княжева, Г. М. Флорианович), работы В. П. Батракова, Н. Д. То-машова, В. В. Скорчеллетти.
В результате работ Л. И. Антропова, С. А. Балезина, В. П. Баранника, В. В. Батракова, В. П. Григорьева, Н. П. Жука, 3. А. Иофа, В. В. Кузнецова, М. А. Лошкарева, И. Н. Путиловой, Н. И. Подобаева, И. Л. Розенфельда, Ю. В. Федорова установлено, какие классы химических соединений могут быть использованы в качестве ингибиторов кислотной коррозии, какие функциональные группы ответственны за ингибирование, какие созданы новые более эффективные ингибиторы коррозии для различного рода кислых сред.
