Інгібітор корозії: види, склад і способи застосування
Для захисту металевих поверхонь від ураження корозією застосовується широкий спектр механічних, хімічних і електрохімічних коштів. Більшість з них використовується в безпосередній зв’язці з цільовою заготівлею, що забезпечує ізоляційний ефект. Але існує і окрема група хімічних сполук у вигляді інгібіторів корозії, принцип дії яких орієнтується і на зниження активності самого реагенту, що провокує небажані процеси.Що таке інгібітор? Це спеціальні речовини або комбінації певних хімічних елементів, які вносяться в робочу середу в достатній кількості для уповільнення або запобігання корозійних процесів. Ефективність даної захисту оцінюється за двома показниками: коефіцієнтом зупинки корозії і ступеня захисту самого металу. При цьому кінцевий ефект буде залежати не тільки від самого хімічного з’єднання, але і від навколишніх умов, серед яких властивості реакції, характеристики агресивного середовища і фізико-хімічні параметри металу. Переважно інгібітори корозії діють у тих випадках, коли має місце ланцюгова реакція між активним центром і агресивними частинками. Захисне з’єднання діє цілеспрямовано на активні елементи, затримуючи, блокуючи або руйнуючи їх. Характер цього ефекту і результативність практично в кожному випадку індивідуальні, але схеми сегментуються в залежності від типу використовуваного засобу.Склади інгібіторівЧастіше всього використовують склади на основі нітриту натрію, які додаються до силікатів і фосфатам натрію, соляних розчинів, бихроматам натрію, сульфоокисям, аміни, танину і т. д. Причому, використовуючи той або інший інгібітор, важливо враховувати, що реакція захисту передбачає його витрата, тому періодично необхідно вносити в агресивне середовище нові порції активного елемента. Наприклад, типовий склад інгібітору корозії на нитрите натрію вводиться в обсязі до 0,05 %. Також активні групи сполук по-різному ведуть себе в певних середовищах. Так, якщо стоїть завдання окислення, то за основу береться гідрохінон, а для затримки процесів іржі стосовно до сталевих сплавів рекомендується використання технецію. До спеціалізованим складам можна віднести інгібітори для захисту в середовищах з хлором і воднем. В даному випадку застосовують тріхлорід азоту, але в мінімальних дозах. Як правило, для припинення негативного взаємодії вистачає тисячної частки від загальної кількості реагентів. Класифікація за механізмом дії інгібіторівПринцип і характеристики утворення захисної середовища обумовлюються хімічною природою конкретної рецептури. У цьому сенсі відзначаються наступні групи складів з антикорозійним ефектом:Адсорбційні. На поверхні предохраняемой конструкції або деталі утворюється мономолекулярная плівка, яка поступово зупиняє негативні електрохімічні процеси. Серед таких речовин часто зустрічаються поверхнево-активні композиції — Пави.Органічні інгібітори. Представляють засоби, що дають змішаний ефект. Вони здатні гальмувати анодні і катодні руйнівні реакції корозії. Органічний інгібітор нерідко використовується при металевому травленні, полегшуючи подальші процеси зачищення поверхонь від забруднень і окалини. При цьому сама структура металу залишається незмінною і не деформується.Неорганічні інгібітори. Велика група сполук, заснованих на фосфатах, силікатах і поліфосфатів. Комбінуючи елементи хімічної композиції цього типу, можна отримувати практично універсальні засоби для зниження інтенсивності процесу руйнування структури. Складність полягає лише в підборі підходящого активного елемента для конкретних завдань.Пасивуючі інгібітори. Утворюють на поверхні заготовки захисну плівку, що надає ефект пасивування. Іншими словами, виконується окислювальна реакція (з допомогою нітритів і хроматів, наприклад), при якій корозійний потенціал зводиться до позитивної неактивній стороні. Інгібітори нейтральних середовищХімічні інгібітори, які захищають від корозії, відносно нейтральних середовищ класифікуються наступним чином:З окисними властивостями. Можуть окремо або в комбінованих складах застосовуватися хромати, нітрити і склади, що містять нітро — та карбоксильні елементи.Засоби, що сприяють генерації важкорозчинні зв’язок, але без окисного дії. Це можуть бути розчини інгібіторів корозії на основі боратів і фосфатів.Інгібітори з ослабленим окислювальним ефектом. Відмінністю цієї категорії можна назвати вміст аніонів зразок ванадатов і молибдатов.Інгібітори кислотних середовищ Це речовини й елементи, які знижують швидкість корозійного процесу, що відбувається в кислотах при помірній концентрації на рівні 5 г/л. Функцію антикорозійного захисту такого типу найчастіше виконують органічні сполуки. Їх задіюють при травленні металів для усунення окалини з поверхні. Ефективність уповільнення іржі залежить від характеристик конкретної кислоти. Інгібітор корозії на основі сірки, кисню і азоту вважається найбільш дієвим. Спеціально для сталі, алюмінію, цинку і залізних виробів застосовуються катіонні інгібітори типу катапина, КПІ-9, КПІ-1 і ін. До універсальних засобів захисту металу в кислоті відносяться склади ХОСП-10, КИ-1, ПБ-8 та інші продукти, які демонструють високу здатність до самозахисту в агресивних середовищах.Інгібітори атмосферної корозії У цій групі можна виділити контактні і летючі інгібітори. Перші використовуються безпосередньо на металевій поверхні, причому залежно від складу може досягатися і ефект просочення. До контактним складів відносяться композиції з вмістом нітритів, бензоатов та ін. Переважно це неорганічні з’єднання, що роблять вплив на електродну кінетику. Що стосується летючих інгібіторів корозії, то до цього сегменту відносять солі амінів та інших слабких кислот. Зокрема, серед них можна виділити нітрити, бензоаты, фосфати і т. д. Всі вони схильні адсорбуватися довільно на поверхні заготовки, але при цьому перебувають у леткій стані в умовах нормального температурного режиму.Катодні та анодні інгібітори Склади катодного типу уповільнюють електрохімічні реакції, які можуть викликати корозійні процеси на тлі розчинення металів. Відбувається зниження корозійного струму в результаті зрушення стаціонарного потенціалу катода в негативну сторону. На поверхні матеріалу формуються важкорозчинні хімічні плівки, що зв’язуються деполяризатор. У свою чергу, анодні інгібітори корозії металів вважаються більш ефективними, так як вони надають і окисне дію. Завдяки їх підтримці утворюється тонкий шар пасивної анодної плівки, що зменшує площу поширення корозії. По суті, руйнівні процеси блокуються. Але важливо враховувати, що аноди можуть бути небезпечні при умові передозування. Швидкість розвитку корозії буде знижена, але темпи розчинення металу збільшаться.Застосування інгібіторів в побутових умовахДля звичайних користувачів найбільш доступним засобом захисту від корозії за допомогою інгібіторів буде укладання грунтуючого складу на цільову поверхню. Це легке по своєму впливу інгібуючу покриття, дія якого полягає в запобіганні прямого контакту води або агресивного розчину з поверхнею металу. Нерідко і лакофарбові засоби містять подібні інгібітори корозії. Речовини, які використовуються в подібних цілях, виробляються в заводських умовах. До них можна віднести свинцевий сурик для тієї ж грунтовки, розчини ортофосфатів цинку або заліза, фосфатні покриття і т. д.Застосування інгібіторів при обробці техніки Найбільш гостро проблеми захисту технічних засобів стоять в сільському господарстві, де атмосферний середовище негативно впливає не просто на металеві поверхні, а конкретно на зварювальні з’єднання. Задачі обробки вразливих ділянок захисними засобами ускладнюються в силу їх знаходження всередині порожнин. Тому застосування інгібіторів корозії зазвичай відбувається в рамках планового ремонту консервационными складами. Для тимчасового захисту від біологічного й атмосферного впливу машини обробляють пластичними мастилами, оліями, восковими дисперсіями, бензино-бітумними складами, антикорозійними присадками і т. д.Застосування інгібіторів у нафтогазовій промисловостіВ основному нафто — і газопровідні трубні магістралі піддаються корозійних руйнувань, але не тільки. Металеві конструкції та споруди переробних заводів, скважинное устаткування, бурові установки та допоміжні пристосування постійно взаємодіють з сірководнем, двоокисом вуглецю і органічними кислотами. Очевидно, що і в цьому випадку необхідно використання спеціалізованих захисних засобів. Зокрема, задіюються інгібітори корозії у вигляді сумішей, що містять сірку, азот і метанол. Звуження спектру доступних для використання в цій сфері хімічно активних антикорозійних засобів обумовлюється тим, що інгібітори не повинні ніяк впливати на технологічні процеси нафтогазових підприємств (добування, збір, підготовку, переробку сировини). Крім цього, вони повинні мати прийнятні показники токсичності по відношенню до навколишнього середовища. ВисновокСучасні засоби захисту матеріалів від негативних факторів навколишнього впливу все більшою мірою орієнтуються на тонкі фізико-хімічні реакції і процеси, в результаті яких відбуваються зміни структури матеріалів. Саме такий підхід найбільш ефективних моделях захисту демонструють інгібітори. Спеціальні розчини часом на молекулярному рівні не допускають руйнування металевої поверхні, зберігаючи і її експлуатаційні якості в первісному вигляді. Але є й інші приклади, серед яких пеназолин (ПАР) – інгібітор корозії, надає подвійне поверхневу дію. Як і традиційні антикорозійні покриття, він формує грубу густу плівку, фізично не дозволяє агресивних середовищ впливати на метал. Тобто практично для будь-яких умов з ризиком корозійного ураження сучасна промислова хімія може запропонувати гідне засіб захисту – залишається лише правильно розрахувати властивості складу та визначити вимоги до його застосування.
