Ингибиторы коррозии металлов в кислых средах - Иванов Е.С.
Скачать (прямая ссылка):
Применение КИ-1 эффективно также для травления горячекатаных полос электротехнических сталей, особенно склонных к перетраву (для стали ЭО300 при концентрации КИ-1 3 г/л у=2,5, что является удовлетворительным, так как для электротехнических сталей характерна высокая скорость растворения 1750—2500 г/(м2'ч)). Для травления электротехнических сталей используют растворы 14—25% H2S04 с 8—18% FeS04 при 95—100 °С. Использование "ингибитора КИ-1 на Череповецком металлургическом заводе позволило снизить расход кислоты на 1,7 кг/т, съэкономить 0,95 кг/т горячекатаных полос или 1300 т металла в год.
Применение ингибитора С-5 на ЧерМЗ для травления электротехнических сталей на НТА позволило снизить расход h2so4 на 1,02 кг/т, уменьшить выход железного купороса на 2,5 кг/т, что соответствует экономии металла 0,59 кг/т [168]. При этом исключается растравливание по границам зерен, образование шлама.
Для усиления эффективности ингибиторов при сернокислотном травлении практикуется введение в травильные растворы Cl-ионов. Добавка С1-ионов в виде NaCl или nh4ci в серную кислоту увеличивает защитное действие ингибиторов И-I-B, ПБ-5, БА-6, ПКУ-М, катапина К, БПВ, КИ-1, КПИ-1 значительно снижает наводороживание удешевляет стоимость ингнбирования. По данным [100, с. 68], при удалении окалины со сталей 12ХМФ и 15ХМФ в растворе 22 % H2S04 + 5% NaCl при 70—90 °С весьма эффективна добавка 0,5% ингибитора ПКУ. Ингибитор ПКУ более чем в 3 раза замедляет растворение стали, а добавка NaCl сокращает время удаления окалины и улучшает состояние поверхности протравленного металла.
Травление канатной проволоки на заводе «Серп и молот» осуществляют в термотравильном агрегате непрерывного действия в растворе 130—200 г/л H2S04, 20—30 г/л NaCl с добавкой 2,5 г/л ингибитора С-5. Температура травления 80—95"С, продолжительность 0,75—1 мин. Эффективность защиты 90—95 %, при этом улучшается качество поверхности и снижается наводороживание.
Широкое применение для травления углеродистых сталей нашли сернокислотные растворы с поваренной солью и уротропином. Наиболее распространен, раствор: 200 г/л h2so4, 20—30 г/л NaCl и 3—5 г/л уротропина. Температура 30—40 "С, время травления 10—20 мин. Вместо хлорида натрия можно добавлять хлорид аммония в количестве 16—120 г/л.
В [78, с. 62] сообщается о ингибиторе ПКУ-4 и его модификациях, которые эффективно защищают различные марки сталей, в .том числе легированные, при
105
ТАБЛИЦА 51. ЗАЩИТНЫЕ СВОЙСТВА НЕКОТОРЫХ ИНГИБИТОРОВ (5 Г/Л) В 4 М НС1 ПО ОТНОШЕНИЮ К СТАЛИ 10
Ингибитор
Коэффициент торможения V при температуре, °С
Ингибитор
Коэффициент торможения у при температуре, °С
20
60
80
20
60
80
БА-6
15,5
65,0
92,0
ПКУ-4
9,1
61,0
44,2
ГМУ
64,5
36,1
32,3
кпи-з
6,3
41,7
17,8
ГМВ
34,4
154,0
400,0
ттт
5,1
27,8
39,3
сернокислотном травлении. Защитное действие ингибиторов ПКУ-4 при. концентрации 1—3 г/л в 2М H2S04 при 80°С не ниже 97 %, они подавляют наводороживание, устойчивы в присутствии солей железа.
Ингибиторы серии ПКУ, катапин, ХОСП-10, И-2-В, И-З-В, С-5 могут быть использованы и для защиты стали при травлении в соляной кислоте, однако эффективность их ниже, чем в серной. В настоящее время при травлении, а также для защиты стальных цистерн при перевозках соляной кислоты применяют ингибитор ПБ-5. Но этот ингибитор имеет некоторые недостатки, он неустойчив в присутствии солей железа, неэффективен при температурах выше 60 °С.
В последние годы появились новые ингибиторы для соляной кислоты: КПИ-3 [51], ГМУ, ГМВ [142, 147], ПКУ-3, ПКУ-4 [78, с. 62, с. 65], БА-6 [44], ТТТ [64]. Защитные свойства некоторых из них приведены в табл. 51.
Наилучшим из этих ингибиторов является БА-6, обеспечивающий степень защиты углеродистой стали в соляной кислоте на 95—99 %.
Оптимальная защитная концентрация БА-6 в 15—25 %-ной соляной кислоте составляет 1 г/л с увеличением температуры и концентрации соляной кислоты эффективность БА-6 возрастает; ингибитор не чувствителен к солям железа, 'устойчив в течение длительного времени, технологичен. Ингибиторы ГМУ, ГМВ, ТТТ, БА-6, ПКУ введенные в 4М НС1 значительно снижают наводороживание, предотвращают коррозионное растрескивание, не изменяют механических характеристик высокопрочных сталей ЭИ643, ЗОХГСА, 65Г [120, 147] (табл. 52).
Следует отметить, что солянокислотное травление в металлургической промышленности не нашло еще широкого применения. Поэтому многие из разработанных ингибиторов для соляной кислоты не используются в широком масштабе.
На испытательной станции Днепропетровского металлургического института были проведены сравнительные испытания ряда отечественных и зарубежных ингибиторов на сталях СТО и 65Г с технологической окалиной (табл. 53).
ТАБЛИЦА 52. ВЛИЯНИЕ НЕКОТОРЫХ ИНГИБИТОРОВ (5 Г/Л) НА МЕХАНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ, ЦИКЛИЧЕСКУЮ ПРОЧНОСТЬ И КОРРОЗИОННОЕ РАСТРЕСКИВАНИЕ СТАЛЕЙ В 4 М НС1
Среда, ингибитор
ов, МПа
%
[Н], см3/г
ЛМ0-5, при ±0 = 200 МПа
