Інгібітори корозії
Відповідно до стандарту ISO 8044-1986 інгібіторами корозії (ІЧ) називають хімічні сполуки, які, присутні у корозійній системі достатньої концентрації, зменшують швидкість корозії без значної зміни концентрації будь-якого корозійного реагенту. Інгібіторами корозії можуть бути композиції хімічних сполук. Вміст інгібіторів у корозійному середовищі має бути невеликим.
Інгібітори корозії поділяються:
• за механізмом своєї дії - на катодні, анодні та змішані; • за хімічною природою - на неорганічні, органічні та леткі; • за сферою свого впливу — у кислому, лужному та нейтральному середовищі.
Дія інгібіторів корозії обумовлена зміною стану поверхні металу внаслідок адсорбції інгібітора або утворення з катіонами металу важкорозчинних сполук. Захисні шари, що створюютьсяінгібіторами корозії, завжди тонше покриттів, що наносяться. Інгібітори корозії можуть діяти двома шляхами: зменшувати площу активної поверхні або змінювати енергію активації корозійного процесу.
Катодні та анодні інгібітори уповільнюють відповідні електродні реакції, змішані інгібітори змінюють швидкість обох реакцій. Адсорбція та формування на металі захисних шарів обумовлені зарядом частинок інгібітора та здатністю утворювати з поверхнею хімічні зв'язки.Катодні інгібітори корозії уповільнюють катодні реакції або активне розчинення металу. Для запобігання локальній корозії ефективніші аніонні інгібітори. Часто для кращоїзахисту металів від корозіївикористовують композиції інгібіторів із різними добавками.
При цьому може спостерігатися: • адитивнедія, коли інгібуючий ефект окремих складових суміші підсумовується; • антагонізм, коли присутність одного з компонентів послаблює інгібуючу дію іншого компонента; • синергізм, коли компоненти композиції посилюють інгібуючу дію один одного.
Неорганічні інгібітори корозії. Здатністю уповільнювати корозію металів в агресивних середовищах мають багато неорганічних речовин. Інгібуюча дія цих сполук обумовлюється присутністю в них катіонів (Са 2+ , Zn 2+ , Ni 2+ , As 3+ , Bi 3+ , Sb3+ ) або аніонів (CrO 2- 4, Cr20 2- 7, NO - 2, SiO 2-3, PO 3-4).
Екрануючі катодні інгібітори корозії- це сполуки, які утворюють на мікрокатодах нерозчинні сполуки, що відкладаються у вигляді ізолюючого захисного шару. Для заліза у водному середовищі такими сполуками можуть бути ZnSO4, ZnCl2, а частіше Са(НС03)2. Бікарбонат кальцію Са(НС03)2 — найдешевший катодний інгібітор, що екранує, застосовується для захисту від корозії сталі в системах водопостачання. Бікарбонат кальцію в підлуженому середовищі утворює нерозчинні сполуки СаСОз, що тримають в облозі на поверхні, ізолюючи її від електроліту.
Анодні неорганічні інгібітори корозії утворюють на поверхні металу тонкі (
0,01 мкм) плівки, що гальмують перехід металу в розчин. До групи анодних сповільнювачів корозії відносяться хімічні сполуки — плівкоутворювачі та окислювачі, які часто називають пасиваторами. Катодно-анодні неорганічні інгібітори, наприклад KJ, КВr у розчинах кислот, гальмують однаково анодний і катодний процеси за рахунок утворення на поверхні металу хемосорбційного шару. Плівкоутворюючі інгібітори захищають метал, створюючи на його поверхні фазові або адсорбційні.плівки. До них входять NaOH, Na2C03 і фосфати. Найбільшого поширення набули фосфати, які широко використовують для захисту заліза та сталі в системі господарських та комунальних стоків. У присутності фосфатів лежить на поверхні заліза утворюється захисна плівка. Вона складається із гідроксиду заліза, ущільненого фосфатом заліза. Для більшого захисного ефекту фосфати часто використовуються у суміші з поліфосфатами. Пассиваторы гальмують анодну реакцію розчинення металу завдяки утворенню його поверхні оксидів.
Ця реакція може протікати лише на металах, схильних до пасивації. Пасиватори є добрими, але небезпечними інгібіторами. При невірно вибраній концентрації, у присутності іонів Сl - або при невідповідній кислотності середовища, вони можуть прискорити корозію металу, зокрема викликати дуже небезпечну точкову корозію.
Хромати та біхромати натрію та калію використовуються якінгібітори корозії заліза, оцинкованої сталі, міді, латуні та алюмінію у промислових водних системах.
Оксидна плівка складається з 25% Cr203 та 75% Fe203. Нітрити застосовуються як інгібітори корозії багатьох металів (крім цинку та міді) при рН більше 5. Вони дешеві та ефективні у разі присутності іржі. Захисна дія нітритів полягає у освіті поверхневої оксидної плівки.
Силікати відносяться доінгібіторам корозії змішаної дії, зменшуючи швидкості як катодної, і анодної реакцій. Дія силікатів полягає в нейтралізації розчиненого у воді вуглекислого газу та утворенні захисної плівки на поверхні металу.
Плівка немає постійного складу. За структурою вона нагадує гель кремінної кислоти, у якій адсорбуються сполуки заліза та солі жорсткості. Їїтовщина зазвичай дорівнює близько 0,002 мм. Поліфосфати - розчинні у воді сполуки метафосфатів загальної формули (МеР03)n. Захисна дія поліфосфатів полягає у освіті непроникної захисної плівки на поверхні металу. У водних розчинах відбувається повільний гідроліз поліфосфатів, у результаті утворюються ортофосфати У присутності Са2+ та Fe3+ на поверхні утворюється непроникна захисна плівка.
Найбільшого поширення у промисловості набув гексаметафосфат натрію. Фосфати та поліфосфати знаходять застосування як сповільнювачі корозії сталі у воді та холодильних розсолах. Великий ефект досягається при спільному використанні фосфатів та хроматів.
Органічні інгібітори корозії. Багато органічних сполук здатні уповільнити корозію металу. Органічні сполуки - це інгібітори змішаного впливу, тобто. вони впливають на швидкість як катодної, і анодної реакцій.
Органічніінгібітори корозії адсорбуються лише на поверхні металу. Продукти корозії їх адсорбують. Тому ці інгібітори застосовують при кислотному травленні металів для очищення останніх від іржі, окалини, накипу. органічнимиінгібіторами корозії найчастіше бувають аліфатичні та ароматичні сполуки, що мають у своєму складі атоми азоту, сірки та кисню.Амінизастосовують як інгібітори корозії заліза в кислотах та водних середовищах.Тіоли (меркаптани), а також органічні сульфіди та дисульфіди виявляють сильнішу інгібуючу дію порівняно з амінами. Основні представники цього класу — тіомочевина, бензотріазол, аліфатичні меркаптани, дибензилсульфоксид.Органічні кислоти та їх солізастосовують як інгібітори корозії заліза в кислотах, оліях іелектролітах, а також як інгібітори процесу надорожчання. Наявність в органічних кислотах аміно- та гідроксильних груп покращує із захисні властивості.
У спиртових розчинах, особливо багатоосновних (етиленгліколь, пропіленгліколь), що застосовуютьсяу системах охолодження ефективним інгібітором корозії є КПГ-ПК. Надзвичайно широко застосування інгібіторів у промисловості. У лужних середовищах інгібітори використовуються при обробці амфотерних металів, захист випарного обладнання, в миючих складах, для зменшення саморозряду лужних джерел струму. В останні роки з'явилися новісуміші інгібітори корозії для захисту сталевої арматури у залізобетоні. Ці сполуки - лігносульфонати, таніни, аміноспирти - здатні утворювати з катіонами заліза складні комплекси. Серед них на особливу увагу заслуговують таніни, завдяки їх позитивному впливу на бетон і здатності взаємодіяти з сталлю, що прокородувала. Новий клас інгібіторів - цемігруючі інгібітори корозії. Вони мають здатність дифундувати через шар бетону і адсорбуватися на поверхні сталевої арматури, уповільнюючи її корозію.
З інгібіторів для нейтральних середовищ слід виділити групу інгібіторів корозії для систем охолодження та водопостачання. Чільне місце тут займають поліфосфати, полікарбоксильні амінокислоти, так звані комплексони - ЕДТА, НТА та ін; та їх фосфоровмісні аналоги-ОЕДФ, НТФ, ФБТК. Комплексони захищають метали лише у жорстких водах, де вони утворюють сполуки з катіонами Са2+ та Mg2+.
У водооборотних системах позитивні результати отримані з інгібіторами СП-В. Вони надійно захищають системи, що складаються з різних конструкційних матеріалів (Fe, Сu, Аl та їх сплави).
Летючі інгібіториє сучасним засобом захисту від атмосферної корозії металевих напівфабрикатів та готових виробів на час їх зберігання та транспортування. Принцип дії летких інгібіторів корозії полягає в утворенні парів, які дифундують через шар повітря до поверхні металу, та захищають її. Летні інгібітори корозії раніше використовувалися переважно для захисту від корозії військової техніки та енергетичного обладнання. В останні роки до відомих летючих інгібіторів НДА, КЦА, Г-2, ІФХАН-100, ВНХЛ-49 додалася низка нових — ХНТ, СП-В, КПГ-ПК. Встановлено здатність кращих летких інгібіторів захищати метал від корозії тривалий час (більше 3-х місяців) навіть після видалення їх із пакувального простору – ефект післядії.
Більш детальна інформація про корозію та інгібітори корозії на сайті ingibitory.ru
На сайті використано зображення обладнання COOLTEH