Ингибиторы кислотной коррозии металлов

Действие большинства ингибиторов кислотной коррозии связано с их адсорбцией на границе раздела фаз металл-кислота, что приводит к торможению анодного или катодного процесса и уменьшает скорость коррозии. Адсорбция ингибиторов существенно зависит от величины приведенного потенциала   на поверхности корродирующего металла, которая определяется как разность стационарного потенциала стац и потенциала нулевого заряда o :

                                           = стац - o .

Величина и знак потенциала металла в приведенной шкале указывает на преимущественную адсорбцию на его поверхности анионов или катионов поверхностно-активных веществ. Если >0, то на поверхности металлов преимущественно адсорбируются анионы, которые тормозят коррозию. При <0 происходит преимущественная адсорбция катионов, которые также способны уменьшить скорость коррозии. Значения приведенных потенциалов некоторых металлов при стац = о по Л.И. Антропову приведены в табл. 4.3.1.

                                                                     Таблица 4.3.1.

         Значения приведенных потенциалов металлов

Ингибиторы кислотной коррозии широко применяются в технологических процессах, где в качестве рабочих сред используются кислоты или различного рода кислые среды:

- при травлении металлов с целью удаления технологической окалины, ржавчины и оксидов металла, например, перед нанесением гальванических покрытий или лакокрасочных матеоиалов;

- при снятии накипи и минеральных отложений в паровых котлах, теплообменниках, с внутренних поверхностей различного оборудования технического водо- и теплоснабжения.

В химической и нефтехимической промышленности большинство процессов протекает в кислых средах или с образованием кислот.

Химическая обработка металлоизделий, проката, труб и проволоки в кислых средах вызывает интенсивное растворение металла и значительные безвозвратные потери его. Считают, что при травлении горячекатанной стали теряется от 2 до 4% металла.

Задача ингибиторов травления - снижать скорость растворения чистого металла, не препятствуя удалению с поверхности металла продуктов коррозии и других загрязнений.

В качестве ингибиторов кислотной коррозии металлов применяют различные органические и неорганические соединения. Эффективность органических ингибиторов зависит от размера молекулы, её изомерного состояния, характера и расположения функциональных групп. Наиболее эффективными органическими замедлителями являются соединения, содержащие азот или серу.

По механизму действия ингибиторы классифицируются на:

1. анодные - тормозящие преимущественно анодные процессы: нониламин - C9H19-NH2, мочевина - CH4N2O, тиомочевина - CS(NH2)2, бихромат калия K2Cr2O7 и др;

2. катодные - тормозящие катодные процессы: трибутиламин (C4H9)3N, дибензилсульфоксид - (C6H5CH2)2SO, сернокислый висмут Bi2(SO4)3 и др;

3. смешанные, т.е. снижающие скорость и анодных и катодных процессов (анодно-катодные): бензиламин - C6H5CH2NH2, катамин CH3(CH2)nCH2C6H4CH2NC5H5 и др.;

4. экранирующие - алкиламины (CH3-CH2-NH2, (CH3CH2)NH); акрилонитрил CH3CN, галоидные соли натрия и калия NaCl, KCL, NaJ, KJ и др.

Широко применяют ингибиторы коррозии железа для серной и соляной кислот: катамин, КПИ-1, КПИ-3, СП-1, ЧМ, ИФХИ, ХОСП-10, КОС-1, КС-8, КХ, ОБ-1, ОР-С, олазол, ПБ-5, пенизолин, ПКУ-М. Промышленные ингибиторы представляют собой, как правило, композицию из нескольких органических соединений, обладающих синергетическим эффектом.

В России выпуск ингибиторов ограничен, большинство заводов по их производству было сосредоточено на Украине и в Прибалтике.

В ИрГТУ, на кафедре МТиРМ А.Н. Баранов разработал новые ингибиторы кислотного травления, являющиеся продуктами взаимодействия формалина с аминами и относящиеся к классу оксазолидинов - ИКТ-1, ИКТ-2 и ряд других.

Ингибиторами коррозии для травления металлов в растворах азотной кислоты являются восстановители: мочевина, тиомочевина, гидроксиламин, гидразин и др.