Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ВЫСШЕГО И СРЕДНЕГО СПЕЦИАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ УЗБЕКИСТАН

НАЦИОНАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ УЗБЕКИСТАНА ИМЕНИ МИРЗО УЛУГБЕКА

Химический факультет

Кафедра физической и коллоидной химии

Курсовая работа

По теме: Исследование эффективности полимерных ингибиторов коррозии металлов

Бегматова Гульмира Абдугаппаровна

Принял: доц. Таджимухамедов Х.С.

Ташкент - 2010 г

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение

Основные методы и способы защиты металлов от коррозии

Ингибирование коррозии в различных средах

Список литературы

ВВЕДЕНИЕ

Анализ патентной и научно-технической литературы показал, что имеются десятки компаний, специализирующихся по разработке ингибиторов и технологии их применения. Несмотря на то, что производство и ассортимент ингибиторов из года в год расширяются, их состав, технология получения, объем производства тщательно оберегаются зарубежными фирмами. Ингибиторы коррозии используются для создания стойких покрытий и химических соединений, связывающих кислород или другие ионы, служат в качестве добавок в композициях, для создания покрытий в циркулирующих водных системах, в сетях водоснабжения, нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленностях, в любых энергетических установках, для защиты микроэлектроники и современной военной техники, их вводят в топлива, масла, смазки, строительные материалы. В настоящее время в республику импортируются ингибиторы российского и германского производств и потребность в них огромна, особенно в химической, электрохимической, нефте-химической, газовой промышленностях, в сетях водоснабжения и циркулирующих водах.

Создание многокомпонентных ингибиторов полимерного типа, являющихся новым классом соединений эффективной ингибиторной защиты металлов от коррозии и исследование механизма ингибирования коррозии стали.

Двухкомпонентные ингибиторы полимерного типа на основе фосфорсодержащих и азотсодержащих соединений и полиэлектролитов, установление механизма ингибирования и выявление общих закономерностей, присущих такого рода ингибиторам.

Созданы эффективные и экономически целесообразные ингибиторы коррозии стали на основе местного сырья, а также отходов и побочных продуктов химического и горно-металлургического производств. Полученные данные являются определенным вкладом в формирование нового научного направления эффективной ингибиторной защиты металлов, основанной на способности образования самоорганизующихся поверхностных слоев. К настоящему времени такое модифицирование поверхности металлов является мало изученной областью.

Предложен механизм защитного действия ингибиторов полимерного типа. Определены значения тока и скорости коррозии, степени защиты, коэффициента торможения в зависимости от рН среды, температуры, состава и концентрации ингибиторов и найдены оптимальные условия, обеспечивающие максимальную защиту. Установлена степень заполнения поверхности электрода, скорость растворения и определены константы адсорбционного равновесия и коэффициенты взаимного влияния компонентов в смесевых ингибиторах методом поляризационных кривых.

Основные методы и способы защиты металлов от коррозии

металл коррозия ингибирование полимерный

Электрохимическими и гравиметрическими методами исследовано влияние солей алифатических аминов (ацетатов и хлоридов) на коррозионное поведение стали Ст.20 в растворах с различным содержанием хлорид-ионов. Показано, что с увеличением длины углеводородного радикала увеличивается защитный эффект аминов. Обсуждено влияние времени выдержки образца на защитное действие аминов [1].

В настоящее время водооборотные циклы (ВОЦ) на химических и коксохимических предприятиях эксплуатируются с низкими коэффициентами упаривания оборотной воды. Расчеты показывают, что увеличение коэффициента упаривания с 1,5 до 2,0 позволит уменьшить потребление речной воды на подпитку водооборотного цикла в 3 раза, а сброс продувочных вод в 5...7 раз. Учитывая большую мощность оборотных систем водяного охлаждения, такое изменение режима их работы приведет к огромной экономии воды и уменьшению расходов сбрасываемых стоков [2]. Увеличение коэффициента упаривания оборотной воды приводит к пропорциональному увеличению ее солесодержания, щелочности, жесткости, концентрации взвешенных веществ, органических и неорганических соединений. В результате этого в системе оборотного водоснабжения интенсифицируются процессы биологических обрастаний, нарушается стабильность оборотной воды и повышается ее коррозионная активность. Нарушение стабильности оборотной воды приводит к выделению карбоната кальция из раствора в твердом виде и отложению его на теплообменных поверхностях. В системах оборотного водоснабжения протекают также процессы коррозии теплообменного оборудования и биологических обрастаний. Твердые продукты этих процессов, а также грубодисперсные примеси, вносимые в систему с воздухом (в градирнях) и с добавочной водой, отлагаются на теплообменных поверхностях одновременно с карбонатом кальция, образуя отложения, толщина которых часто достигает нескольких миллиметров. Эти отложения обладают низкой теплопроводностью и существенным образом ухудшают процесс теплопередачи. Вследствие этого снижается производительность технологических установок, ухудшается качество продукта, увеличиваются потери сырья и т. п.

Таким образом, простое увеличение коэффициента упаривания оборотной воды ухудшает тепловой режим работы теплообменного оборудования, увеличивает число остановок его на чистку, сокращает срок службы. Поэтому в практике водоснабжения особую актуальность приобрела проблема сохранения стабильности оборотной воды, уменьшения ее коррозионной активности и склонности к биогенным обрастаниям. В настоящее время наиболее эффективным путем ее решения является обработка оборотной воды ингибиторами коррозии и солеотложении [3].

Увеличение коэффициента упаривания оборотной воды и применение для этой цели ингибиторов коррозии и солеотложении в системах оборотного водоснабжения с открытыми охлаждающими элементами (градирнями) связано с двумя негативными моментами. Первый - это появление компонентов ингибитора в оборотной воде, выводимой из системы для стабилизации минерального состава оборотной воды. Эта вода называется продувочной и сбрасывается в ливневую канализацию промышленного предприятия. Второй негативный момент связан с выбросом капельной влаги в атмосферу промышленной площадки из градирен ВОЦ, следовательно, с дополнительным загрязнением атмосферного воздуха.

Поэтому ингибиторы, применяемые в системах оборотного водоснабжения, наряду с высокой эффективностью защиты теплообменного оборудования от коррозии и отложений солей жесткости должны обладать низкой токсичностью [4].

В отсутствии фосфонатов коррозия углеродистой стали в нейтральных средах имеет преимущественно язвенный или питтинговый характер. При введении в водную среду фосфонатов процесс коррозии становится равномерным [5].

Коррозионное разрушение нефтепромыслового оборудования определяется физико-химическими свойствами водного и углеводородного компонентов системы, их составом, количественным соотношением, наличием растворенных газов (сероводорода, углекислого газа, кислорода и т.д.). При больших скоростях движения потока, обеспечивающих интенсивное перемешивание фаз, образуется эмульсионная система типа масло в воде или вода в масле. При их отстаивании происходит разделение на две несмешивающиеся фазы. Во всех случаях коррозионной средой является вода [6].

Ингибирование коррозии в различных средах

Наиболее распространенными и проблемными сейчас для нефтяной промышленности сейчас являются: углекислотная коррозия, сероводородная коррозия, водородное охрупчивание и др. [7]. Опыт борьбы с коррозией свидетельствует о том, что надежная работа технологического оборудования может быть обеспечена путем применения ингибиторов [8].

Азотсодержащие ингибиторы коррозии давно и успешно применяются в нефтедобыче и транспортировке. Наибольшее распространение получили: первичные, вторичные, третичные алифатические, замещенные соединения пиридина, хинолина, имидазолина и четвертичные аммониевые соединения, в том числе, имеющие в своей структуре различные кислородсодержащие группы [9].

На основе б-олефинов и оксиэтилированных нонилфенолов синтезированы серии новых N,N-диэтил-N [нонилфеноксиполи(этиленокси) карбонилэтил] аминов, а также N, N-диэтил-N-[изоалкилоксикарбонилметил] -N-[нонилфеноксиполи (этиленокси) карбонил-этил] аммониевых соединений с хлорид анионом или анионами органических кислот и проведено систематическое исследование их антикоррозионных свойств. Установлено, что среди синтезированных соединений имеются эффективные ингибиторы коррозии в углекислотных средах [10].

Гравиметрическим методом изучена коррозия металлофторопластовых образцов в водно - нейтральных средах с применением ингибиторов (хроматы, силикаты, нитриты, фосфаты). Лучшими ингибиторами коррозии являются нитрит натрия и двухзамещенный фосфат натрия [11].

В электролитах с полифосфатными комплексами М (II), M(III), (ПКМ) при напряжении искрения на алюминии, его сплавах и титане сформированы анодные покрытия, содержащие компоненты электролита. Элементный состав покрытий зависит от концентрации полифосфатного комплекса и величины молярного отношения n=[полифосфат]/[катион М] в электролите. Возможный механизм встраивания компонентов электролита в покрытия - термолиз в около пробойных областях гидратированных полифосфатов металлов, осаждающихся на анод. Однако, фазовый состав покрытий не определен.

Работа [12] посвящена исследованию фазового состава анодно-искровых покрытий на основе сплавов алюминия, содержащи фосфор (V), магний, марганец (II) или цинк.

Приводится новый состав покрытий на основе нерастворимых солей для защиты металлических поверхностей. На основе экспериментальных данных установлено, что данный состав защищает поверхность металлов на 99,5% [13].

Кватернизацией 2-ацетилаллилхлоридом пиридина и его -метил- и -бензоилзамещенных, трибутил-, триэтанол- и диметилбензиламинов, N-метилпиридина, хинолина, N,N-диметиланилина и его n-бром- и n-метилзамещенных синтезированы аммонийные соли с выходом 62,5-98% и исследовано их ингибирующее действие при коррозии стали 08КП и цинка в растворах серной кислоты [14].

Разработаны композиции для ингибирования коррозии металлов с использованием нетехнологического сырья химического и коксохимического производств. Изучено ингибирующиее действие разработанных композиций в растворах кислот и средах, содержащих сероводород [15].

Изучено ингибирующее действие ряда ароматических (п-броманилин, анилин, п-толудин, п-анизидин) и алифатических (фракции С10-С14 и С17-С20) аминов на общую коррозию и наводороживание стал Ст3 в 5 мМ водных растворах HCl, содержащих 6 ммоль/л H2S. Исследована связь природы замедлителей с кинетикой парциальной электродной реакции, кажущейся энергией активации в интервале температур 20-80 0С. Получены количественные характеристики коэффициента подавления наводороживания и доли атомарного водорода, диффундирующего в металл в общем процессе стока Надс. Ряд экспериментально наблюдаемых закономерностей связан с величиной константы Гамета аминов [16-17].

Алифатические ацетиленовые спирты в протонированной форме сами по себе относительно стабильны в кислотах и вступают в различные реакции только в присутствии электроактивной металлической поверхности. В настоящее время не вызывает сомнений, что алкинолы сначала восстанавливаются, затем подвергаются дегидратации и полимеризации, а защитная пленка, образованная ими, состоит из продуктов не только полимеризации, но и других химических превращений. Показано, что склонность алкинолов к электрохимическому восстановлению коррелирует с их способностью полимеризоваться на железе в кислотах. Согласно данным работы [18] ингибирующее действие алкинолов можно усилить, если ацетиленовый водород заменить на галоген. Небольшая анодная поляризация железа в 1 М растворе НСl облегчает формирование хемосорбционного слоя, тогда как катодная ускоряет рост полимерной пленки.

Ароматические ацетиленовые спирты реакционноспособны уже в самой кислоте. Они часто образуют продукты, также являющиеся эффективными ингибиторами, и вступают в дальнейшие реакции, в результате которых сталь покрывается полифенилкетонной защитной пленкой.

В этом аспекте актуальным с точки зрения эффективности в научном и практическом плане является выявление перспективных ингибиторов коррозии, обладающих высокой защитной способностью, что и обусловило интерес к исследованию технологических свойств композиций на основе полимерных четвертичных аммониевых солей, обладающих высокими поверхностно - и катионактивными свойствами в качестве ингибиторов [19].

Для повышения антикоррозионных свойств неорганических пигментов в них вводят добавки различных веществ, являющихся хорошими ингибиторами коррозии. В этом направлении особенно эффективно использование так называемых оболочковых или керновых неорганических пигментов. В них ингибирующие вещества образуют внешнюю оболочку частицы пигмента, которая формируется при осаждении ингибитора на наполнитель -- ядро, например на такие пигменты, как красный и желтый железооксид, диоксид титана рутильноые модификации и другие.

Соединения, содержащие редкоземельные металлы, недавно были предложены в качестве альтернативы для применяемых ингибиторов содержащих хромовокислые и азотнокислые ионы. Соли редкоземельных элементов (РЗЭ), в частности лантаноидов, привлекательны для такого использования благодаря их низкой токсичности и безопасности для человека [20].

- использование эффекта внутримолекулярного синергизма, когда в молекулу ингибитора вводят функциональные группы с гетероатомами, например азота и кислорода. В этом случае молекулы ингибитора адсорбируются разными атомами, что приводит к уменьшению сил отталкивания между молекулами на поверхности металла и способствует образованию более плотной пленки.

Эти два направления предполагают получение производных ГМТА с применением методик органического синтеза--сложного и дорогого процесса;

-использование композиции с неорганическими ингибиторами. Известны композиции уротропина с КI и NaNО2. Однако их применение ограничено в связи с высокой восстановительной способностью ионов I- и NO. Кроме того, защитная концентрация NaNО2 сильно зависит от рН раствора, температуры, содержания ионов Сl- и SO42-. Хорошими защитными свойствами обладают хроматы, силикаты, фосфаты. Но разработка и применение композиций с их использованием сдерживается высокой токсичностью хроматов, низкой стабильностью силикатов и фосфатов в водном растворе [21].

Перхлораты редкоземельных элементов в отличие от вышеперечисленных неорганических соединений достаточно стабильны в водном растворе, устойчивы к окислению в агрессивных средах, малотоксичны. В то же время они достаточно безопасны для металлов, так как сами практически не проявляют окислительных свойств в растворе. Ионы редкоземельных элементов обладают высокими координационными числами, что способствует образованию вокруг них большого числа лигандов, благодаря чему возможна иммобилизация ГМТА, предотвращающая его вымывание из защитной пленки. Ион СlO способен к подавлению питтинговой коррозии, так как может предотвращать адсорбцию галогенид-ионов и вытеснять их с поверхности металла [21].

Таким образом, исследованные уротропин перхлораты празеодима (III), неодима (III), гадолина (III), тербия (III), гольмия (III) и лютеция (III) в целом являются хорошими ингибиторами электрохимической коррозии. Эти свойства в сочетании с низкой растворимостью делают изученные комплексные соединения перхлоратов редкоземельных элементов с ГМТА весьма ценными при использовании их в качестве новых антикоррозионных веществ.

Однако, соединения редкоземельных элементов достаточно дороги и это существенно ограничивает применение уротропин-перхлоратов редкоземельных элементов в качестве ингибиторов коррозии при разработке коррозионностойких лакокрасочных покрытий. Поэтому была исследована возможность использования этих веществ в качестве малых добавок к наиболее распространенным неорганическим пигментам и, таким образом, создания корковых пигментов, содержащих внешнюю оболочку из уротропин перхлоратов редкоземельных элементов (0,5 - 1% от массы пигмента), полученную осаждением ингибитора на наполнитель--неорганический пигмент. С этой целью в качестве наполнителей были использованы следующие синтетические пигменты: диоксид титана, красный и желтый железооксидные пигменты. Несмотря на более высокую стоимость диоксида титана по сравнению с другими белыми пигментами, в расчете на получаемое лакокрасочное покрытие применение этого пигмента оказывается экономичнее других. Рутильная форма диоксида титана обеспечивает длительный срок службы покрытия в атмосферных условиях в то время как анатазную форму, цинковые белила или поток можно применять только в лакокрасочных материалах, предназначенных для окраски внутри помещений, а свинцовые белила--токсичны.

Природные железооксидные пигменты (охра, сиена, сурик, мумия, умбра) в отличие от синтетических аналогов имеют непостоянный состав, а значить и свойства, что значительно препятствует синтезу керновых пигментов на их основе. Синтетические железооксидные пигменты обладают высокой укрывистостью, красящей способностью, атмосферо- и светостойкостью, нетоксичны, относительно недороги и могут применяться в сочетании с любыми пленкообразователями [22].

Таким образом, применение стали Х18Н10Т для изготовления оборудования контактирующего с горячими растворами ортофосфорной кислоты, может быть оправдано лишь при условии применения дополнительных мер защиты. Целью данной работы явилось изучение поведения пассивного сплава нержавеющей хромоникелевой стали Х18Н10Т в фосфорнокислом растворе в зависимости от температурных условий, а также оценка возможности применения в этих средах ионов меди (II) и нитрат-ионов в качестве пассиваторов [23].

Авторами [24] проведена оценка солюбилизирующей и эмульгирующей способности алкановых растворов гомологических смесей азот и кислородсодержащих поверхностно-активных веществ. Изучено влияние поглощенной композициями воды на их защитную эффективность. Исследовано влияние экстрагированных водой компонентов противокоррозионных композиций на кинетику парциальных электродных реакций на стали.

Результаты исследований свидетельствуют, что в окислительно-восстановительном процессе, протекающем на границе металл-раствор, добавление в среду ингибитора ЮБ-1 привело к смещению потенциала в сторону положительного значения на 0,11 В (от-0,61 до-0,51), что, видимо, обусловлено протеканием немало эффективной катодной реакции растворения металла [25]. Это характерно для нейтральных и слабокислых сред в контакте с железом. Ингибитор приводит к торможению общего коррозионного процесса за счет замедления катодной реакции (Вк=0,72 В), протекающей с диффузным торможением в области потенциалов 0,6-0,9 В в результате адсорбции ингибитора на катодных участках металла. Уменьшение коррозии с добавлением ингибитора вызвано, в основном, с развитием катодной реакции, поэтому ингибитор ЮБ-1 можно отнести к катодному типу.

Опытно-промышленные испытания разработанного ингибитора кислотной коррозии ЮБ-1 в сравнении с уже существующими ингибиторами отечественных и зарубежных марок показали положительные результаты - защитный эффект составил 92-95% [26-28].

Получены сведения о физико-химических характеристиках оборотной воды Алты-Арыкского НПЗ, продуктах коррозии металлов, накипи на стальных трубопроводах, сырья для синтеза ингибиторов. Разработана методика оценки эффективности защиты металлов в ингибированной минерализованной охлаждающей воде теплообменной аппаратуры, изготовлена лабораторная установка. Проведен выбор необходимого местного сырья для синтеза эффективного ингибитора коррозии. По результатом испытаний подобран состав ингибирующей композиции, в максимальной степени обеспечивающей защиту от коррозии углеродной стали и некоторых цветных металлов в этих условиях, г/л: Na2SiO3-10,00 : натрия полифосфат-1,00:компонент № 1-1,00:компонент № 2-0,010: компонент № 3-до 1,00 [29].

Провести границу между ингибиторами адсорбционного и комплексообразующего типа нелегко, так как механизм ингибирования одними и теми же соединениями может быть разным в зависимости от природы защищаемого металла и рН среды. Вместе с тем часто с учетом комплексообразования можно объяснить ингибирование коррозии, непонятное в рамках адсорбционной теории. Примером может служить антагонизм действия двух депассиваторов, обнаруженный впервые на никеле, а затем и на других металлах и сплавах. Так, в растворах агрессивного капроната натрия (С5Н11СООNa) Еpit никеля перестает зависеть от концентрации активатора при концентрации первого аниона can,l>cc. казалось бы, введение в относительно концентрированный (0,05 М) раствор С5Н11СООNa всего 10-8 моль л-1 менее агрессивного в этих условиях NaCl не должно влиять на Еpit, однако он повышается, т.е. депассивация никеля затрудняется. При столь низкой концентрации ионов хлора (СCl) NaCl не активирует никель, а при отношении Сan,l/ССl=5106 адсорбционное вытеснение капроната хлоридом невозможно. С увеличением ССl вплоть до 0,1 моль л -1 ингибирующий эффект очевиден, так как Еpit в индивидуальных растворах обоих активаторов ниже, чем в смешанных. Влияние низких концентраций Cl- можно объяснить тем, что хлор, несмотря на то что не способен вытеснить капронат, может препятствовать гидратации комплекса, замещая в нем более слабый нуклеофил-воду. Изменение состава комплекса, по-видимому, сопровождается уменьшением его растворимости, и это может привести к смене лимитирующей стадии депассивации и к блокировке части активных центров, вследствие чего Еpit увеличится. По мере повышения содержания ионов хлора ингибирующий эффект возрастает до тех пор, пока они не становятся способными вытеснять капронат. В этом случае депассивация ингибируется капронатом, пока ССl не окажется достаточно высокой для полного вытеснения С5Н11СОО-, и Еpit не станет таким же, как в чисто хлоридных растворах. Подобный эффект наблюдали и с другими карбоксилатами RСОО-, где R=CnH2n+1(n=1-9), HCC, CClH2, CF3. ингибирующий эффект Cl увеличивается с ростом гидрофобности заместителя, выраженной через его -константу,

,

что не противоречит предложенному объяснению столь необычного эффекта ингибирования.

Среди ингибиторов комплексообразующего типа можно выделить две основные группы. В первую входят гетероциклические соединения, способные образовывать в водных растворах нерастворимые комплексы с медью, цинком и другими металлами. Во вторую группу входят комплексоны и их комплексы с катионами металлов.

Среди ингибиторов первой группы выделяются своей эффективностью широко применяемые азолы (имидазолы, триазолы, диазолы и т.п.). Для защиты от коррозии меди и ее сплавов азолы, в первую очередь бензотриазол и его производные, практически не имеют конкурентов. В последние годы их стали применять для защиты электронной аппаратуры, в охлаждающих системах (разработаны ингибиторы, устойчивые к воздействию хлора) и рассолах, для модификации конверсионных покрытий на меди, стали, цинке и серебре [30].

Таким образом, механизм защитного действия металлов различными комплексонатами связан не только с адсорбцией, но и с поверхностными реакциями электрофильного замещения катионов-комплексообразователей, осаждением труднорастворимых гидроксидов и образованием гетеро - и поленуклеарных комплексов. Неудивительно, что зависимость их эффективности от химического состава часто довольно сложна. Так, концентрация комплексонатного ингибитора, при которой он проявляет защитные свойства, зависит от константы его устойчивости: при одинаковой природе катиона-комплексообразователя, например для комплексов цинка, она повышается с увеличением константы устойчивости, поскольку снижается возможность образования гидроксида цинка. При варьировании катиона-комплексообразователя и постоянстве природы комплексона наблюдалась экстремальная зависимость эффективности ингибитора от произведения растворимости гидроксида, образующегося при электрофильном замещении. Защитные свойства фосфонатов двухвалентных металлов улучшаются с уменьшением растворимости их гидроксидов и ростом устойчивости комплексонатов до тех пор, пока значения их констант устойчивости не превысят значений, соответствующих фосфонатам железа (II). Механизм защиты более устойчивыми комплексонатами также связан с электрофильным замещением ионов двухвалентного металла, но, по-видимому, за счет образования более устойчивых комплексонатов железа (III) [31].

Приводится новый состав покрытий на основе нерастворимых солей для защиты металлических поверхностей. На основе экспериментальных данных установлено, что данный состав защищает поверхность металлов на 99,5% [32].

Изучена адсорбционная способность непротонированных молекул C16H33NH2 на поверхности углеродистой стали из нанесенной на металл масляной пленки. Показано, что адсорбция гексадециламина описывается изотермой Темкина. Защитное действие C16H33NH2 как ингибитора коррозии обусловлено блокировкой поверхности стали [33].

Представлены данные по разработке высокоэффективных ингибиторов сероводородной коррозии, повышая эффективность уже исследованных ингибиторов, созданием композиций. Была исследована защитная способность ряда веществ, среди которых в качестве индивидуальных компонентов для создания смесей были выбраны дифенилгуанидин, широко применяющийся как ускоритель серной вулканизации и аналитический реагент, четвертичных аммонийных соединений, а также ЛИК и амин для установления возможности создания двухфазного ингибитора [34].

Таким образом, часть исследованных форм ингибиторов проявляет высокую защитную эффективность в комбинированных средах. На их основе целесообразно наработать товарные формы для проведения производственных испытаний в условиях защиты от коррозии углеродистой стали в пластовых водах нефтедобывающих предприятий, содержащих значительные количества Н2S и CO2 [35-36].

В работе [37] продолжены исследования последовательной адсорбции компонентов смесевого ингибитора, состоящего из солей ароматических аминокислот - мефенамината (МЕФН) - NaOOCC6H4NHC6H3(CH3)2 и фенилундеканата натрия C6H5(CH2)10COONa (ФУН) на поверхности окисленного железа различными методами: эллипсометрическим и ИК-спектроскопии. Проведены коррозионные испытания во влажной атмосфере для сравнения защитных свойств ультратонких адсорбционных пленок на окисленном железе, полученных различными методами. При адсорбции ФУН на окисленном железе образуется его комплекс с железом. Изменения в ИК-спектрах при адсорбции анионов МЕФН на поверхности, покрытой слоем ФУН, указывают на то, что в присутствии анионов ФУН происходят изменения и в адсорбции анионов МЕФН на поверхности.

К наиболее эффективным ингибиторам сетей водоснабжения можно отнести композиции, являющиеся отходами фосфатного производства. Они обладают эффектом действия и в последствии, (что свидетельствует не только о физической адсорбции, но и о хемосорбции ингибитора) используются в малых дозах и нетоксичны [38-42]. При использовании только чистой ортофосфорной кислоты, образуемый фосфатный слой получается рыхлым и со значительными дефектами, что снижает защитные свойства покрытий. Присутствие добавок хлористого цинка и различных поверхностно активных веществ полиэлектролитного характера способствею получению мелкозернистых соединений, что в свою очередь влияет на эффективность антикоррозионных свойств покрытий [43].

Таким образом, анализ литературных данных показывает, что полифосфаты и композиции фосфорной кислоты замедляют коррозионный процесс даже в случае прокорродированных поверхностей. Помимо предотвращения коррозии полифосфаты снижают концентрацию адсорбированного сталью атомарного водорода, что уменьшает коррозионную хрупкость металла. Это показывает перспективность использования данных соединений в создании антикоррозионных ингибиторов. В настоящее время в нашей республике не производятся ингибиторы коррозии металлов, в страну импортируются ингибиторы российского и германского производств и потребность в них огромна, особенно в химической, электрохимической, нефте-химической, газовой промышленностях, в сетях водоснабжения и циркулирующих водах. В связи с этим, разработка различных ингибиторов коррозии металлов является очень актуальной проблемой. Поэтому целью настоящей диссертационной работы было создание многокомпонентных ингибиторов полимерного типа, являющихся новым классом соединений эффективной ингибиторной защиты металлов от коррозии и исследование механизма ингибирования коррозии стали.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРы

1. М.А. Плетнёв, А.И. Захаров, С.М. Решетников. Влияние алифатических аминов на коррозию стали в нейтральных средах. Вестник Удмуртского университета. 2008. Вып. 2. -С. 12-18.

2. Павлухина Л.Д. Ракчеева Л.В. и др. Обработка оборотной воды в системе водооборота в ОАО «Воскресенские минеральные удобрения» // Современные технологии водоподготовки и защиты оборудования от коррозии и накипеобразования: Доклады, тезисы конференции. - М., 2003. - С. 57-61.

3. Талалай А.В., Шукайло Б.Н., Коломиец П.В. Стабилизационная обработка оборотной и теплофикационной воды и удаление отложений с поверхностей нагрева и охлаждения. // Современные технологии водоподготовки и защиты оборудования от коррозии и накипеобразования: Доклады, тезисы конференции. - М., 2003. -С.55-56.

4. Гаврилов Н.Б. Высокоэффективные комплексные программы реагентной обработки оборотных охлаждающих циклов на основе отечественных реагентов // Современные технологии водоподготовки и защиты оборудования от коррозии и накипеобразования: Доклады, тезисы конференции. - М., 2003. -С. 49-54.

5. E.S. Beardwood. Anti-scale and corrosion inhibitor. Canadian Patent №1340659, Int. Cl. C02F 5/14, 1999.

6. Семенова И.В., Флорианович Г.М., Хорошилов А.В. Коррозия и защита от коррозии / Под ред. И.В.Семеновой. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2002. 336с.

7. Современные методы исследования и предупреждения коррозионных разрушений: Тезисы докладов / Отв.ред. С.М.Решетников, Л.Л.Макарова. Ижевск: издательский дом «Удмуртский университет», 2001, 140с.

8. Современные методы исследования и предупреждения коррозионных разрушений: Материалы четвертой международной школы-семинара / Отв.ред. С.М.Решетников, Л.Л.Макарова. Ижевск: издательский дом «Удмуртский университет», 2003, 132с.

9. Khaled K.F. Theoretical study of the structural effects of polymethylene amines on corrosion inhibition of iron in acid solutions // Electrochimica Acta. - 2005.

10. Фахретдинов П.С., Борисов Д.Н., Романов Г.В., Ходырев Ю.П.,Галиакберов Р.М. Ингибиторы коррозии из ряда амион- и аммониевых соединений на основе б-олефинов и оксиэтилированных нонилфенолов. Нефтегазовое дело. 2008. -С. 96-114.

11. Зуб В.Я., Бережницкая О.С., Мазруенко Е. А.. Синтез -дикетонантных комплексов Cu (II) и Cu (I) с гидразином и трифенилфосфином как прекурсоров для CVD синтеза металлических медных пленок // Укр. хим. журн. -Киев, 2001. -№ 8 (67). -С. 75-79.

12. Богута Д.Л., Руднев В.С., Яровая Т.П., Кайдалова Т.А., Гордиенко П.С. О составе анодно-искровых покрытий, формируемых на сплавах алюминия в электролитах с полифосфатными комплексами металлов // Журн. приклад. хим. -Москва, 2002. -№ 10 (78). -С. 1639-1642.

13. Жуманиязов М.Ж., Юлдашев Н.Х., Дюсебеков Б.Д., Ходжаев О.Ф. Антикоррозионные свойства покрытий но основе фосфатов // Узб. хим. журн. -Ташкент, 2003. -№ 2. -С. 47-51.

14. Писаненко Д.А., Погребова И.С. Синтез и антикоррозионные свойства четвертичных аммониевых солей на основе 2-ацетилаллилхлорида // Журн. приклад. хим. -Москва, 2002. -№ 8 (75). -С. 1274-1277.

15. Таджиходжаев З.А. Эффективное использование в нетехнологического сырья производств при получении ингибирующих композиций // Журн. приклад. хим. -Москва, 2003. -№ 3 (76). -С. 411-413.

16. Вигдорович В.И., Синютина С.Е., Кривеицова Е.Н., Бокарева Л.В. Влияние природы органических аминов и температуры на коррозию и наводороживание углеродистой стали в слабокислых сероводородсодержащих средах // Химия и химическая технология. -Иваново, 2002. -№ 5 (45). -С. 46-50.

17. Вигдорович В.И., Цыганкова Л.Е., Зарапина И.В., Шель Н.В. Взаимосвязь кинетика восстановления ионов водорода на железе и потока диффузии водорода в углеродистую сталь в растворах системы С2Н4(ОН)2-Н2О-НCl-C2H5N// Химия и химическая технология. -Иваново, 2006.-№6 (49). -С.93-99.

18. Lendvay-Gyorik G., Meszaros G., Lengyel B. In Proceedings of the 9 th European Symposium on Corrosion Inhibitors // Ferrara University. Ferrara. 2000. -№ 2. -P. 725.

19. Салиджанова Н.С., Баратов Я.Ш. Технологические свойства композиций на основе полимерных аммониевых четвертичных солей в качестве ингибиторов коррозии // Композиционные материалы. -Ташкент, 2005. -№ 3.-С.28-29.

20. Blin F. et.al. Forsyth. Interaction of rare earth cinnamate corrosion inhibitors with mild steel. Eurocorr, EFC, Budapest, 2003.

21. Медовой О.В., Морозов С.М., Индейкин Е.А. Антикоррозионные пигменты на основе комплексов гексаметилентетрамина с перхлоратами некоторых лантаноидов // Лакокрасочные материалов и их применение. -Москва, 2005. -№ 3. -С. 3-6.

22. Вигдорович В.И., Таныгина Е.Д., Петрова О.С. Связь природы составов на базе ряда ПАВ в алканах С8-С15 с их водопоглощением и защитной эффективностью при коррозии углеродистой стали // Химия и химическая технология. -Иваново, 2004. -№ 3 (47). -С. 14-20.

23. Бердникова Г.Г., Филиппова Л.Ю. Влияние нитрат-ионов и ионов меди (II) на коррозионную стойкость нержавеющей стали Х18Н10Т в фосфорнокислых растворах // «ПРОБЛЕМЫ КОРРОЗИИ И ЗАЩИТЫ МЕТАЛЛОВ» Сборник научных работ. -Тамбов, 2007. -С. 78-88.

24. Юсубов Н.Н., Мамедова З.А., Гасымов Р.А., Алиева Э.Ч. Исследование технической смеси продуктов этилирования и аминометилирования алкенилфенолов в качестве ингибиторов кислотной коррозии // Химия и химическая технология. -Иваново, 2006. -№ 2 (49). -С. 95-97.

25. Вигдорович В.И., Шубина А.Г.,Попова И.Е., Протасов А.С. Оценка интегральной токсичности водных растворов ингибиторов коррозии сери «ЭМ» // Вестник Удмур. универ. 2006. -№8. -С. 13-20.

26. Вигдорович В.И., Аленкин А.В., Федоров В.А. Влияние ингибитора ЭМ9 на диффузию водорода через стальную мембрану и сохранение механических свойств стали // Химия и химическая технология. -Иваново, 2006. -№ 4 (49). -С. 101-104.

27. Вигдорович В.И., Таныгина Е.Д., Соловьева Н.Е., Таныгин А.Ю. Защитная эффективность и адсорбция амидов высших карбоновых кислот на стали Ст.3 из композиций на основе неполярных растворителей // Химия и химическая технология. -Иваново, 2004. -№ 3 (47). -С. 125-131.

28. Чиркунов А.А., Кузнецов Ю.И. Защита металлов и сплавов от коррозии ингибиторами полимерного типа // Тезисы докладов Международной конференции. «Актуальные вопросы авиационного материаловедения». Материалы конференции. -Москва, ВИАМ. 2007. -С. 151-152.

29. Шамшиев С., Гуро В.П., Штырлов П.Ю., Ахмедов М.Э., Хамидов В.Н. Ингибиторы коррозии стали для защиты теплообменного оборудования системы оборотного водоснабжения АНПЗ // Узб. хим. журн. -Ташкент, 2004. -№ 3. -С. 60-65.

30. Lan-kun C., Dong-shu Z., Hong-fan Z., Hao Z. J. China Univ. Sei. Technology. 2002. -№ 28. -Р. 263.

31. Help M., Cateforis E. Electrochim. Acta. 2001. № 46. -Р. 3801.

32. Жуманиязов М.Ж., Юлдашев Н.Х., Дюсебеков Б.Д., Ходжаев О.Ф. Антикоррозионные свойства покрытий но основе фосфатов // Узб. хим. журн. -Ташкент, 2003. -№ 2. -С. 47-51.

33. Габелко Н.В., Вигдорович В.И. Адсорбция гексадециламина на углеродистой стали из масляной фазы // Химия и химическая технология. -Иваново, 2003. -№ 2 (49). -С. 88-90.

34. Беляева Е. В. Химико-технологическая защита установок переработки нефти с использованием ингибиторов сероводородной коррозии. Автореф. дис. канд. хим. наук. - Ангарск: -2007. -20 с.

35. Вигдорович В.И., Закурнаев С.А. Защитная эффективность ряда ингибиторов типа «АМДОР» в сероводородных средах. Химия и химическая технология. -Иваново, 2008. -№ 1 (51). -С. 68-71.

36. Вигдорович В.И., Синютина С.Е., Раева Л.А. Диметилалкилбензиламмонийхлорид как универсальный ингибитор коррозии и наводороживания углеродистой стали Ст.3 в средах, содержащих Н2S и CO2 // Химия и химическая технология. -Иваново, 2008. -№ 3 (51). -С. 77-82.

37. Кузнецов Ю. И., Андреева Н. П., Соколова Н. П., Булгакова Р. А., Горбунов А. М. О конструировании структуры адсорбционных пленок анионов мефенаминовой и фенилундекановой кислот на пассивном железе. Физикохимия поверхности и защита материалов, 2007. -№ 4 (43). -С. 339-345.

38. Кузнецов Ю.И. Физико-химические аспекты ингибирования коррозии металлов в водных растворах // Успехи химии. 2004. -№ 1 (73). -С. 79-93.

39. Дорохова Е.А., Буркитбаева Б.Д., Мельситова И.Б., Ахметов Т.З. Электрохимическое поведение стали С 75 в растворах оборотной воды при разных температурах // Вестник Каз. НУ. Сер. химич. 2001. -№ 1 (21). -С. 85-91.

40. Дорохова Е.А. Ингибирования полифосфатами процессов коррозии и на водороживания стали. Автореф. дис…. канд. хим. наук. -Алма-Аты: Каз.НУ, 2002. -30 с.

41. Дорохова Е.А., Креис И.В., Буркитбаева Б.Д. Адсорбция полифосфатов на стальном электроде // Вестник Каз. НУ. Сер. химич. 2002. -№5. -С. 109-113.

42. Баимбетов М.Н., Фишбейн О.Ю., Капралова В.И., Жакитова Г.У., Джусипбеков У.Ж. Ингибирующие свойства борофосфатов // Изв. НАН РК. Сер. хим. -2005. -№6. -С. 77-80.

43. Алибеков Р.С., Акбаров Х.И., Дюсебеков Б.Д., Тиллаев Р.С. Изучение антикоррозионных покрытий со свойствами модификаторов ржавчины физико-химическими методами // Узб. хим.журн. -Ташкент, 1999. -№ 3. -С. 16-19.

44. Химиеская эниклопедия.-М: Советская Эниклопедия / 1990. Т. 2. -633-634 с.

45. Цыганкова Л.Е., Косьяненко Е.С. Изучение влияния ингибитора коррозии на закономерности катодного выделения и диффузии водорода в сталь в кислых сульфатных растворах // «ПРОБЛЕМЫ КОРРОЗИИ И ЗАЩИТЫ МЕТАЛЛОВ» Сборник научных работ. -Тамбов, 2007. -С. 52-69.

46. Томин В.П., Корчевин Н.А., Баденников В.Я. Проблемы рационального водопользования и коррозионной защиты теплообменного оборудования в нефтепереработывающей промышленности. Изд-во ИрГТУ. -Иркутск, 1998.

47. Холиков А.Ж., Акбаров Х.И., Тиллаев Р.С. Перспективы применения полимерных ингибиторов в нефтедобывающей и нефтехимической промышленности // «ACTUAL PROBLEMS of polymer chemistry and physics». Международная конференция. Тез. докл. -Ташкент, 2006. -С. 206-208.

48. Холиков А.Ж., Рахимов С., Жураев О. О механизме защитного действия ингибиторов на основе натрий полиметафосфато и диэтиламиноэтилметакрилат-4-винилпридина // Материалы XLIV международной научной студенческой конференции «Студент и научно-технический прогресс». -Новосибирск, 2006. -С.111-113.

49. Холиков А.Ж., Акбаров Х.И., Тиллаев Р.С. Солевая коррозия стали и его защита ингибиторами полимерного типа // Химия и химическая технология. -Ташкент, 2007. -№ 2. -С. 41-43.

50. Холиков А.Ж., Акбаров Х.И., Тиллаев Р.С. «Электрохимические свойства ингибиторов на основе кальций полиметафосфатов и водорастворимых ПАВ» // ЎзМУ Хабарлари. -Ташкент, 2005, -№4. -С. 12-15.

51. Гаждиев М.М., Байрамов М.Р., Мирзоева М.Р., Гусейнова Р.А., Джавадов М.А. Изучение ингибирующих свойств ксантогеновых эфиров циклогексана. Химия и химическая технология. -Иваново, 2006. -№ 11 (49). -С. 40-42.

52. Эшмаматова Н.Б., Лукашёв А.И., Холиков А.Ж., Акбаров Х.И., Тиллаев Р.С. Исследование эффективности двухкомпонентных ингибиторов коррозии стали. Кимё факультети профессор-ў?итувчилари ва ёш олимларнинг илмий-амалий конференцияси материаллари. -Тошкент, 2009, -С.15-18.

53. Чиркунов А.А. «Ингибирование коррозии стали в нейтральных водных средах водорастовимыми полимерами и композициями на их основе» // Автореф. дис. канд. хим. наук. -М.: -2007. -27 с.

Размещено на Allbest.ru