Ингибиторы коррозии металлов в кислых средах - Иванов Е.С.
Скачать (прямая ссылка):
На рис. 37 представлены результаты испытаний механических свойств стали: ЗОХГСА после травления образцов в HCI, H2SO4, Н3РО4. В соляной кислоте ДО' концентрации 4М ав, ат и б практически не изменяются. Однако при концентрации выше 4М наблюдается значительная потеря пластических (б, Т) и прочностных (ав, От) свойств. В 6М НС1 пластические свойства стали ЗОХГСА снижаются практически до нуля, в ЮМ НС1 предел кратковременной прочности падает на 40 %, предел текучести до нуля.
В фосфорной кислоте при всех концентрациях прочностные свойства по сравнению с исходным состояние мало изменяются. Однако пластические свойства,, начиная с концентрации 2М начинают снижаться и в ЮМ Н3Р04 близки к нулю.
При травлении в H2SO4 прочностные свойства стали ЗОХГСА мало зависят* от концентрации кислоты и близки к исходному уровню. Мало изменяются Ч*" и б в интервале концентраций 2—6М.
Таким образом, наводороживание сталей приводит к изменению их механических характеристик, причв!м наиболее чувствительной характеристикой является относительное сужение Ч1-.
Влияние ингибиторов
на механические свойства сталей
Введение ингибиторов в агрессивные кислые среды в большинстве случаев улучшает механические свойства сталей и сплавов за счет снижения в них содержания водорода. Эффективно тормозят наводороживание многие азотсодержащие соединения (производные пиридина, гексаметиленимина, имидазолины, шиф-фовы основания, триазины, высокомолекулярные амины и полиамины, четвертичные аммониевые соли и т. п.), фосфониевые соли, ацетиленовые соединения. Как правило в присутствии этих добавок улучшаются и механические свойства сталей. Ниже приведены некоторые примеры подобного влияния ингибиторов.
Ранее упоминавшиеся продукты конденсапии гексаметиленимина с альдегидами повышают пластичность СтЗ при травлении в 4М НС1 по сравнению с таковой в чистой кислоте и одновременно снижают содержание водорода в стали
83'.
в 1,5—2 раза (рис. 38) [142]. Необходимо отметить что пластичность стали после травления с ингибитором ГМВ на 5—7 % выше, чем на воздухе, что связано как со снижением содержания водорода в стали, так и с изменением состояния поверхности: стравливаются участки, имеющие большие значения поверхностной энергии, происходит «выглаживание» поверхности, удаляются концентраторы напряжений. Наряду с этим возможен эффект пластифицирующего действия адсорбированными слоями ингибитора [105].
Эффект увеличения пластичности стали 10 на 5—7% после травления в 4М НС1 с добавкой 0,01М трибензилтригндро-симм-трназнна установлен также в работе [143]. Ингибитор БА-6 прн травлении стали 10 в НС1 в интервале температур 20—80 °С сохраняет ее пластичность на исходном уровне.
Л. И. Антроповым показано [144], что катионоактивные ингибиторы КПИ-1, КПИ-3, ИНК-1 повышают пластические свойства армко-железа, сталей 0,10 при травлении в 0,5М H2S04 по сравнению с таковыми в состоянии поставки (рис. 39). Увеличение пластичности в начальный период травления с добавками ингибиторов связывается с уменьшением содержания водорода в стали и улучшением микрогеометрии (снижается шероховатость поверхности). Указанные ингибиторы уменьшают долю сорбированного металлом водорода даже по сравне^
6$,МПа 6в,МПа 1800
то
woo
500
1600
то
то
01 1000
щ% ПЛ
¦ТАБЛИЦА 40. ВЛИЯНИЕ ИНГИБИТОРОВ НА КОЭФФИЦИЕНТ ТОРМОЖЕНИЯ НАВОДОРОЖИВАНИЯ Р. ВРЕМЕННОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ 0"в И ОТНОСИТЕЛЬНОЕ УДЛИНЕНИЕ 6 СтЗ ПОСЛЕ ТРАВЛЕНИЯ В 1 М H2S04 ПРИ 60 "С
Ингибитор, концентрация
15
0"в, МПа
б, %
Без ингибитора
1,0
396
23,3
КХА, 0,5 г/л
1,5
408
26,6
ОР-2, 0,5 г/л
1,2
408
25,6
С-1Т, 1,0 г/л
1,1
405
24,9
КХК-3, 30 мл/л .
0,99
408
24,5
нию с его содержанием в металле в состоянии поставки, т. е. способствуют выходу металлургического водорода нз стали при травлении. Это связано с тем, что основная часть водорода находится преимущественно в приповерхностном слое, сконцентрирована в дефектных местах (дислокации, вакансии) н при травлении этн активные участки стравливаются в первую очередь, что и снижает содержание водорода.
Увеличивают пластические характеристики армко-железа при травлении в H2S04 красители триарилметанового ряда (например, малахитовый зеленый, краситель фиолетовый, снний), производные пиридина (цетилпиридиннйхлорид, Л?-децил-3-оксипириднннй хлорид н др.) [132, с. 98], что также объясняется снижением наводороживания.
Прн травлении сталей У8 и У9А в соляной кислоте сохранение пластических и прочностных свойств достигалось добавками ингибитора олазол, пеназоли-нов [145].
В [132, с. 95] исследовано влияние ингибиторов КХ-А, КХК-3, С-1Т н ОР-2, полученных на основе коксохимического сырья на механические характеристики СтЗ прн растяжении (ав н б) и наводороживание после травления в 1 М H2SO<. Из данных табл. 40 видно, что изученные ингибиторы практически не влияют на предел кратковременной прочности и относительное удлинение, хотя и снижают наводороживание (за исключением КХК-3). Небольшое стимулирование наводороживания КХК-3 обусловлено наличием в его составе роданидов н тиосульфатов.