Остаточное защитное действие некоторых ингибиторов и их смесей при кислотной коррозии ряда металлов
Оценка характера изменения остаточного защитного действия ингибиторов во времени. Влияние температуры, состава раствора (природа аниона), природы металла на изменения ОЗД. Исследование десорбции органического ингибитора кислотной коррозии в условиях ОЗД.
Рубрика | Химия |
Вид | автореферат |
Язык | русский |
Дата добавления | 25.07.2018 |
Размер файла | 450,2 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук
Остаточное защитное действие некоторых ингибиторов и их смесей при кислотной коррозии ряда металлов
Специальность 05.17.03 - технология электрохимических процессов и защита от коррозии
Плеханова Елизавета Валерьевна
Тамбов 2011
1. Общая характеристика работы
Актуальность темы.
Обычно ингибиторы коррозии используют в период нахождения металлического изделия в агрессивной среде, где поддерживается их постоянная концентрация. Особый интерес представляет оценка защитного действия адсорбированного ингибитора после перемещения изделия в агрессивную среду, но уже не содержащую данный ингибитор. Очевидно, в этом случае защитное действие ингибитора будет во времени падать из-за непрерывной десорбции его молекул. Чем больше время остаточного защитного действия ингибитора (или смеси ингибиторов), тем надежнее такой ингибитор для защиты от коррозии изделия после соответствующей обработки в ингибированном растворе. Это особенно важно для деталей, технология изготовления которых требует продолжительного времени по окончании кислотного травления. Таким образом, изучение влияние внешних факторов (температура раствора, полярность заместителя в молекуле ингибитора, его концентрация) на длительность остаточного защитного действия является актуальной научно-технической задачей.
Цель исследования:
Изучить остаточное защитное действие ингибиторов (ОЗД) кислотной коррозии и их смесей как функцию ряда внешних факторов.
В связи с этим поставлены следующие задачи:
1. Изучить характер изменения ОЗД во времени.
2. Оценить влияние строения ингибиторов на ОЗД.
3. Выяснить влияние температуры на изменения ОЗД.
4. Исследовать влияние состава раствора (природа аниона) на ОЗД.
5. Сравнить характер влияния на ОЗД природы металла на примере переходных и непереходных металлов.
6. Оценить возможность привлечения принципов подбора и оценки ингибиторов кислотной коррозии для стационарной коррозии применительно к условиям ОЗД.
7. Исследовать десорбцию органического ингибитора в условиях ОЗД.
Научная новизна.
1. Впервые показано, что коррозия железа и цинка в 1M HCl в условиях остаточного защитного действия ингибитора протекает через несколько стадий десорбции предварительно адсорбированных молекул ингибитора.
2. Впервые доказано, что принцип ЛСЭ может быть привлечен к интерпретации остаточного защитного действия ингибиторов и их смесей на основе реакционной серии (РС) о-оксиазометина. Зависимость длительности остаточного защитного действия ингибитора ф от его концентрации С, температуры T фонового раствора, суммы парциальных полярных констант описываются уравнениями: , , (где N - мольная доля ингибитора i при их числе n).
3. Впервые определены парциальные активационный и блокировочный коэффициенты торможения в условиях остаточного защитного действия как функции времени.
4. Влияние анионов на величины коэффициента остаточного защитного действия Kt и длительности ОЗД ф для изученных смесей определяются природой металла и аниона. С позиций принципа жестко-мягких кислот и оснований Пирсона установлено: для мягких металлов (Fe и Ni) увеличение концентрации жестких анионов (Cl- и Br-) в растворе предварительной адсорбции приводит к увеличению Kt и ф, мягких (СNS- и тиомочевины) - к снижению этих характеристик; для жестких металлов (Al и Zn) - в тех же условиях жесткие анионы снижают, а мягкие увеличивают Kt и ф.
Практическая значимость работы состоит в расширении представлений об остаточном защитном действии некоторых органических ингибиторов кислотной коррозии ряда металлов.
Найденные зависимости длительности остаточного защитного действия ингибиторов от ряда внешних факторов (температура, концентрация, полярность заместителя, наличие анионов в растворе предварительной адсорбции) могут служить основой для целенаправленного подбора ингибиторов с большим остаточным защитным действием.
На защиту выносятся:
1. Результаты коррозионных испытаний Fe, Ni, Al, Zn по остаточному защитному действию органических ингибиторов в 1М растворах HCl и H2SO4.
2. Результаты по изучению адсорбции в условиях остаточного защитного действия ингибиторов кислотной коррозии.
3. Закономерности по влиянию суммы парциальных полярностей заместителей в молекулах компонентов смесей, концентрации ингибитора и температуры раствора на величину времени остаточного защитного действия, интерпретированные с помощью принципа ЛСЭ.
4. Результаты по привлечению принципа ЖМКО к оценке влияния природы анионных добавок на коэффициенты и длительность ОЗД.
Апробация работы. Материалы работы были представлены на IV и V Всероссийских конференциях «ФАГРАН-2008» и «ФАНРАН-2010» (Воронеж, 2008, 2010), на Всероссийской конференции «Физико-химические аспекты технологии наноматериалов, их свойства и применение» (Москва, 2009), на V -международной школе - семинаре «Теоретические и прикладные аспекты защиты от коррозии промышленного оборудования» (Ижевск, 2009), на 9-м Международном Фрумкинском симпозиуме, на Европейском симпозиуме по коррозии (Москва, 2010), на Международной конференции, посвященной 110-летию со дня рождения Г.В. Акимова «Фундаментальные аспекта коррозионного материала ведения и защиты металлов от коррозии» (Москва, 2011).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 10 работ (5 статей и 5 тезисов), 5 из которых (1,2,3,6,7) опубликованы в журналах, рекомендованных ВАК для публикации материалов диссертаций.
2. Основное содержание работы
В первой главе представлен обзор литературы по вопросам:
§ Влияние строения ПАВ на их ингибирующее свойства
§ Привлечение концепции Пирсона к выбору эффективных ингибиторов
§ Привлечение принципа ЛСЭ к трактовке ингибирующих свойств соединений
Во второй главе описаны объекты и методы исследования. Исследовали коррозионное поведение железа, никеля, цинка и алюминия. В качестве ингибиторов исследовали 1-метил-3-(3-фталимидо-2-гидроксипропил)-2-иминобензимидазолина (БИ), 4-амино-3-метил-1,2,4триазоментион-5 (АМТ), 4-диметиламино-N-(2-гидроксибензилиден)анилин (ДГА) и 10 соединений PC о-оксиазометина, электронодонорные и электроноакцепторные свойства заместителей R в молекулах ингибиторов оценивали у- константами Гамета.
Коррозионные измерения проводили весовым методом при температурах 20, 30, 40, 50, 60°С в лабораторной бане ВБ-2. Скорость коррозии металлов (j) рассчитывали по формуле:
.
Защитное действие соединений оценивали коэффициентом торможения (К) и степенью защиты (Z):
, .
Значение эффективной энергии активации коррозии W определяли по формуле
,
где tgб - угловой коэффициент зависимости lgj - 1/T.
Импедансные измерения проводили в 3-хэлектродной термостатированной ячейке при помощи моста переменного тока Р-5021. Потенциал регистрировали цифровым прибором В 7-35. Измерения проводили при частоте 1 и 20 кГц при последовательном соединении емкости и сопротивления. Потенциалы электродов измеряли относительно хлорсеребряного электрода.
Для определения длительности ОЗД ингибитора подготовленные электроды взвешивали и переносили в раствор предварительной адсорбции. После выдержки электроды, высушенные фильтровальной бумагой, погружали в раствор кислоты без ингибитора. Через промежутки времени t извлекали электроды, взвешивали их и оценивали ОЗД двумя характеристиками: - коэффициент ОЗД через время t с начала коррозии в растворе кислоты и ф - длительность ОЗД, ее рассчитывали на основе полученных зависимостей Kt от t при Kt = 1, t=ф.
В третьей главе представлены результаты измерений и их обсуждение.
1. Природа остаточного защитного действия ингибиторов кислотной коррозии и влияние на него характера природы адсорбционных сил Ме-ПАВ
Коррозию Zn и Fe исследовали в 1M растворе HCl после предварительной обработки электродов из этих металлов в течение 24 (для Fe) и 5 (для Zn) часов в 1M растворе HCl с добавкой АМТ при его концентрациях 0,1 - 0,0006 моль/л. Предварительно адсорбированный слой молекул органического ингибитора должен быть неоднородным по составу и строению. Первыми непосредственно к поверхности металла должны находиться хемосорбированные молекулы ингибитора, обусловленные силами химического взаимодействия на малых расстояниях. Последующие молекулы ингибитора должны быть вовлечены в адсорбционный слой за счет дальнодействующих сил - электростатических. Связь этих молекул с поверхностью металла менее прочная, чем у хемосорбированных частиц.
Адсорбционный слой молекул ингибитора, сформированный на поверхности электрода в ванне предварительной адсорбции, при его переносе в фоновый (т.е. без ингибитора) раствор начнет разрушаться.
По-видимому, первый участок на графике Z-t отражает состояние адсорбированного слоя, близкое к сформированному в ванне предварительной адсорбции, но который, будучи перенесенным в фоновый раствор, начнет деформироваться, т.е. происходит его начальная деструкция. На этом этапе наблюдается некоторое снижение прочности первоначального образованного адсорбционного слоя за счет внедрения в него молекул растворителя и снижения Ван-дер-Ваальсовских сил притяжения между молекулами. Снижение прочности этого слоя достигает своего критического размера к моменту времени t1 (конец первого участка), рис.1.
После этого начинается десорбция части адсорбционного слоя, сформированного за счет электростатически притянутых молекул ингибитора. Их уход заканчивается в момент времени t2, после которого начинается десорбция хемосорбированных молекул ингибитора. Поскольку хемосорбированные связи более прочные, чем электростатические, то и скорость десорбции, а следовательно, и снижения Z должны проходить значительно медленнее, чем на участке 2. По достижении критической концентрации хемосорбированных частиц, ниже которой их присутствие уже не влияет на скорость коррозии, Z=0, а соответствующее ему время - t3. Очевидно, с точки зрения эффективности ОЗД органического ингибитора необходимо, чтобы участок 1 был максимально продолжительным (оптимально dZ/dt1=0).
а б
Рис.1. Временная зависимость степени защиты Fe(а) и Zn(б) от коррозии в 1М HCl при остаточном защитном действии ингибитора. Предварительная адсорбция ингибитора проведена в 1М HCl с добавкой ингибитора АМТ при концентрациях С•104 моль/л: 1- 100, 2 - 50, 3 - 25, 4 - 12,5, 5 - 6.
Все перечисленные выше возможные участки зависимости Z - t наблюдаются в случае коррозии железа, рис. 1. Причем, на характер этих кривых влияет величина концентрации С ингибитора в ванне предварительной адсорбции. С уменьшением С скорость деструкции участка 1 dZ/dt1 возрастает. С момента погружения предварительно обработанного электрода раствором малой концентрации ингибитора фактически сразу начинается снижение Z и определить четко величины t1 и t2 не представляется возможным, рис.1.
Из вышеизложенного следует, что при ОЗД органического ингибитора АМТ парциальные доли Z, обеспечиваемые остаточными физической адсорбцией и хемосорбцией, в определенной мере зависят от концентрации ингибитора в ванне предварительной адсорбции.
В случае Zn электрода отмечены качественно отличные особенности зависимостей Z - t по сравнению с соответствующими для Fe электрода, рис.1. В частности, длительность участка 1 намного короче, но, также как и для Fe электрода, сокращается с уменьшением C ингибитора в ванне предварительной адсорбции. Производная dZ/dt для Zn выше, чем для Fe, т.е. деструкция предварительно адсорбированного слоя ингибитора происходит в фоновом растворе 1M HCl намного быстрее, чем у Fe электрода. При С=6•10-4 моль/л на Zn участок 1 в отличии от Fe электрода практически отсутствует, и через ? 24 часа с момента погружения Zn электрода в фоновый раствор начинает протекать десорбция физически адсорбированных молекул ингибитора (участок 2), которая наблюдается до полного прекращения защитного действия ингибитора, т.е. участок 3 - десорбция хемосорбированных частиц полностью отсутствует. Указанная особенность отмечена и при высоких C ингибитора. Однако скорость десорбции физически адсорбированных молекул dZ/dt2 резко возрастает при переходе от С=10-2 к 2,5•10-3 моль/л и далее остается практически постоянной.
С известным ограничением можно допустить, что зависимость коэффициента торможения коррозии от объемной (приэлектродной) концентрации ингибитора в стационарных условиях, когда С=const и К?f(t), такая же как и в случае нестационарного режима, когда Кt=f(t), и С =f(t).
Сочетая зависимость К=f(С) - коэффициента торможения от объемной концентрации ингибитора (она же приэлектродная Cs), с зависимостью Кt=f(t) для условий ОЗД, можно по данному Кt=K определить величину Сs для момента t в условиях ОЗД, т.е. нестационарной диффузии. Ниже приведены графики Сs - t для разных концентраций ингибитора в ваннах предварительной адсорбции, рис.2. Отмечен более резкий спад Cs в начальный момент времени (погружение электрода в фоновый раствор) для Zn по сравнению с Fe, а также более короткое время достижения Сs?0 для Zn (? 5 час) в отличие от Fe (соответственно ? 25 час).
а б
Рис.2. Временная зависимость приэлектродной концентрации ингибитора у поверхности Fe (а) и Zn (б) электрода в условиях остаточного защитного действия ингибитора. Предварительная адсорбция ингибитора АМТ проведена в 1М HCl с добавкой ингибитора при концентрациях С•104 моль/л: 1- 100, 2 - 6.
Предварительная адсорбция АМТ на исследуемых металлах приводит к сдвигу потенциала коррозии по сравнению с фоновым раствором ДЕ в сторону положительных значений, приблизительно на одинаковую величину: для С-10-2моль/л и составляет 60 mV. Снижение С АМТ в растворах предварительной адсорбции приводит к снижению ДЕ для обоих металлов, но не в одинаковой мере, и характер зависимостей ДЕ - t для этих металлов различен.
Длительность изменения ДЕ в условиях ОЗД в случае Fe почти в 4 раза дольше, чем у Zn и составляет в интервале исследуемых С ингибитора от 30 до 104 часов, тогда как для Zn она лежит в пределах 3-5 часов, рис. 3. Этот факт свидетельствует о более прочной связи адсорбированных частиц ингибитора с поверхностью Fe, чем Zn. Последнее можно в известной степени объяснить принадлежностью этих металлов к различным группам: Fe - переходной, Zn - непереходной металл. Следовательно, в случае Fe возможна помимо физической адсорбции еще и хемосорбция частиц ингибитора, тогда как в случае Zn - второй тип адсорбционной связи должен быть намного слабее. Это обстоятельство, видимо, находит отражение в характере кривых ДЕ - t в случае Zn и Fe.
В случае Fe наблюдается 3х ступенчатая зависимость ДЕ - t, которая с уменьшением С ингибитора переходит в 2х ступенчатую. В случае Zn - электрода эта зависимость при С = 10-2 - 5•10-3 двухступенчатая, а при меньших концентрациях становится одноступенчатой.
а б
Рис.3. Зависимость ДЕкорр-t для Fe(а) и Zn(б) электрода при концентрациях добавки АМТ С•104 моль/л: 1 - 100, 2 - 50, 3 - 25, 4 - 12,5, 5 - 6.
Физическая и химическая адсорбция уменьшаются с разбавлением концентрации АМТ, что и отражает снижение ДЕ с падением С ингибитора.
В случае Zn электрода для тех же условий ОЗД наблюдается иная зависимость ДЕ от времени t.
После предварительной обработки Zn электродов в растворах с добавкой при С=2,5•10-3; 1,25•10-3 и 0,65•10-3 моль/л и погружения их в 1М HCl начинается непрерывное смещение ДЕ до нуля. Иными словами, сравнивая с поведением Fe электрода в этих условиях, можно констатировать, что в рассматриваемом случае есть только 1 ступень, т.е. десорбция физически адсорбированных частиц ингибитора, а 2 стадия - ослабление прочности связи хемосорбированных частиц ингибитора с поверхностью Zn электрода и их последующая десорбция (3 стадия) для Zn отсутствует. Исключение составляет обработка Zn электрода ингибитором при С = 10-2 и 5•10-3 моль/л. В этом случае зависимости ДЕ - t напоминают соответствующие для Fe электрода. Возможно допустить наличие определенной доли хемосорбированных частиц ингибитора и на Zn электроде.
Однако, изменение ДЕ/Дt при десорбции ингибитора в случае Zn выражены намного сильнее, чем для Fe электрода. Это можно объяснить, как отмечено выше, принадлежностью Zn к непереходным металлам с пониженной адсорбционной (в частности, хемосорбционной) способностью по сравнению с Fe-электродом.
Приведенные данные подтверждают определенную стадийность при десорбции ингибитора в условиях ОЗД, вызванную сменой природы адсорбционных сил, удерживающих молекулы ингибитора на поверхности металла.
Добавка АМТ в 1М HCl при всех исследованных ранее концентрациях вызывает торможение реакции ионизации исследованных металлов, а также восстановления H3O+ ионов. Соответствующие катодные и анодные поляризационные кривые в системе координат E-lgi являются прямыми з=a+blgi. Характерной особенностью этих прямых является практически независимость коэффициента «b» от концентрации добавки, который для Fe и Zn электродов при различных концентрациях добавки имеет величину: ba - 0,037 и bk -0,113 В.
Независимость коэффициента «b» от концентрации ингибитора в объеме раствора позволяет заключить, что при ОЗД ингибитора, когда его приэлектродная концентрация в ходе десорбции уменьшается, значения коэффициента «b» для электрода остаются неизменными. Это обстоятельство позволяет рассчитать величину Ш' - потенциала в условиях ОЗД в ходе десорбции добавки, т.е. как функцию времени нахождения электрода, предварительно обработанного ингибитором, в фоновом растворе.
Согласно теории ингибиторов кислотной коррозии Л.И. Антропова
и ,
где ДEкорр - смещение потенциала коррозии при введении в раствор ингибитора. Найденные величины ДШ для Zn и Fe как функции t представлены на рис.4.
а б
Рис.4. Зависимость ДШ'-t для Fe(а) и Zn(б) электрода при концентрациях добавки АМТ С•104 моль/л: 1 - 100, 2 - 50, 3 - 25, 4 - 12,5, 5 - 6.
Стационарные потенциалы Zn и Fe в 1М растворе HCl при, в частности, при концентрации добавки С = 10-2 моль/л, равны соответственно -0,986 и -0,364 В. Потенциалы нулевых зарядов для них приблизительно по данным равны соответственно -0,62 и -0,37 В.
Иными словами, на отрицательно заряженном Zn должна наблюдаться преимущественно электростатическая адсорбция молекул ингибитора за счет протонированных атомов азота, а на положительно заряженном Fe - та же адсорбция за счет связи атома S и р-электронов двойных связей в молекуле ингибитора.
Этот вид адсорбции (физической) очевидно должен быть меньше для Fe по сравнения с Zn из-за доминирования адсорбционных центров во втором случае. Таким образом, к слабой электростатической адсорбции изученного соединения на Fe должна добавляться дополнительно хемосорбция как у переходного металла. В случае Zn, где мала хемосорбция, должна прибавляться преимущественно физическая адсорбция. Суммарное воздействие этих факторов для каждого металла по-видимому приводит к близости их коэффициентов торможения при t=0.
Измерения Z=f(t) проводили при температурах 4, 12, 20, 30 и 40°C, рис.5. Для раствора при 4°C наблюдается относительно медленный спад величины Z почти по прямой до момента времени t=13 часов, после чего спад Z уменьшается. Дальнейшее повышение температуры раствора резко меняет вид зависимости Z=f(t). При 12°C наблюдается 3 участка кривой Z - t.
Ориентировочно первый - от t=0 до t=5 час, второй от t=5 до t=10 и третий от t=12 до t=24. Рост температуры фонового раствора до 20°C приводит к почти двукратному сокращению участка 1 (от t=0 до t=4 час), затем резкому росту спада Z во времени приблизительно до t=8 час (Z=30%), затем третий участок - вновь замедление снижения Z. Повышение температуры до 30-40°C приводит, фактически, к полному исчезновению участков 1 и 3 - наблюдается линейное снижение Z от 100% в момент времени t=0 до 0%. Причем скорость снижения Z увеличивается с ростом температуры от 30 до 40 °C. Интересно отметить, что при Z близкой к нулю и здесь наблюдается некоторый изгиб кривой Z - t, напоминающий участок 3.
Отмеченные на рис.5 различные участки графиков Z-t, по-видимому, отражают наличие нескольких таких отличных по природе адсорбционной связи металл - ПАВ участков на поверхности железа в условиях нашего эксперимента. В первую очередь деструкция пленки начнется с разрушения верхнего слоя, сформированного с участием межмолекулярных сил взаимодействия.
Рис.5.Зависимость степени защиты ингибитора АМТ в условиях ОЗД при температурах:1- 4, 2- 12, 3- 20, 4- 30, 5- 40°C.
Рис.6. Зависимость приэлектродной концентрации ингибитора АМТ Сs от времени t при температурах: 1 - 20, 2 - 30, 3 - 40°C.
Этот процесс будет вызван проникновением в адсорбционный слой молекул растворителя и теплового колебания молекул, образующих эту пленку (участок №1 кривой Z-t). По окончанию удаления этого слоя, начнет, по тем же причинам, разрушаться второй слой, образованный за счет сил электростатического притяжения (участок №2 кривой Z-t). Наконец, после окончания второго этапа разрушения адсорбционной пленки, начнется процесс десорбции хемосорбированного ингибитора, который завершает ликвидацию защитной функции предварительно адсорбированной пленки ПАВ.
С этих позиций можно объяснить характер изменения графиков Z-t с ростом температуры фонового раствора, учитывая, что повышение температуры раствора ускоряет химическую реакцию, а, следовательно, и усиливает хемосорбцию ПАВ на поверхности металла.
Но, с другой стороны, рост температуры усиливает колебательные движения зафиксированных хемосорбированных частиц и потому может вызвать повышение их частичной десорбции с поверхности металла, а, следовательно, и снижение защитного действия ингибитора.
Что касается физически адсорбированных частиц ПАВ, повышение температуры фонового раствора приводит к снижению степени защиты, т.е. участок графика Z-t, соответствующий десорбции физически адсорбированного ингибитора будет иметь больший угол наклона, что показывает рост скорости снижения Z с ростом температуры.
Таким образом, участки как функция температуры для физически адсорбированных частиц должны быть намного больше, чем для хемосорбированных частиц. Именно такая зависимость наблюдается на рис.5.
Таким образом, изучение влияния температуры на ОЗД подтвердило, что растворение Fe протекает через несколько стадий, определяемых природой адсорбционной связи металл-ПАВ, что отражено на графиках Z-t наличием характерных участков.
С повышением температуры резко падает концентрация Сs ингибитора и сокращается время наступления полного отсутствия ингибитора у поверхности электрода. Так, для температур фоновых растворов это время составляет соответственно 20°C - 8 часов, 30°C - 3 часа, 40°C - 2 часа, рис.6.
Зависимости скорости коррозии j от концентрации ингибитора C в объеме раствора при различных температурах фонового раствора в координатах lgj - линейны. Это позволяет найти величину W = f(С), которая линейно возрастает с ростом логарифма концентрации ингибитора.
В исследованном интервале концентраций добавки в растворе 1M HCl величина W лежит в интервале 85-97кДж/моль. Это свидетельствует о кинетическом контроле саморастворения железа в ингибированных растворах. При справедливости сделанных выше допущений (K = f(С) равноценно Kt = f(Сs)) можно оценить энергию активации процесса коррозии в условиях ОЗД для различных моментов времени с начала десорбции ингибитора в фоновом растворе (рис.7).
Повышение температуры растворов, как правило, резко сокращает первую стадию, и процесс разрушения предварительно адсорбированной пленки начинается с физической десорбции.
Рис.7. Зависимость эффективной энергии активации коррозии Fe от времени в условиях ОЗД при температурах: 1 - 20; 2 - 30; 3 - 40 °C.
2. Привлечение принципа ЛСЭ к трактовке ОЗД моноингибиторов одной или нескольких реакционных серий
Во всех экспериментах, независимо от числа ингибиторов в растворах предварительной адсорбции, наблюдали линейную зависимость Kt - t, описываемую уравнением
Kt=K0- б•t,
где б - постоянная (1), для всех четырех металлов. Зависимость Kt=f(t) была получена для смесей с числом ингибиторов n = 2, 3, 4, 6. Ниже приведены рисунки только для одной смеси.
Наблюдаемой зависимости (1) можно дать следующее объяснение.
Чем прочнее связь адсорбированных молекул с поверхностью электрода, тем меньше должна быть постоянная б, т.е. меньше скорость снижения Kt.
В рассматриваемом случае использовали соединения реакционной серии о-оксиазометина и поэтому должен соблюдаться принцип ЛСЭ, следовательно, энергия адсорбционной связи Wадс молекул ингибиторов данной РС с поверхностью металла должна описываться уравнением вида:
Wадс=W0адс+садсу,
где W0адс и садс - постоянные.
Чем больше Wадс, тем меньше должна быть величина б. Можно предположить, что величина б обратно пропорциональна величине Wадс, т.е. , и следовательно .
Преобразуем данное уравнение относительно t и получим:
(2).
Из уравнения (1) можно определить ОЗД действия адсорбированного ингибитора в фоновом растворе ф, при котором Kt =Kф=1:
.
Kt в момент времени t с начала погружения ингибированного электрода в фоновый раствор будет определяться многочисленными факторами - характером изотермы предварительной адсорбции ПАВ в ингибированном растворе, особенностями строения адсорбированных ПАВ, типом связи Ме - ПАВадс и др. Учитывая, что при Kt =Kф=1, t=ф из выражения (2) можно найти зависимость
: (3) .
В случае смесей соединений данной РС при условии постоянства суммарной объемной концентрации всех ее «n» компонентов уравнение (3) примет вид:
(4),
где N мольная доля соединений i при их общем числе - n. Зависимость от носит линейный характер, что подтверждает рис.8.
Обращает внимание рост ф как с повышением электрофильных, так и нуклеофильных свойств заместителей в соединениях изучаемых систем. Такая V-образная зависимость неоднократно отмечена ранее и объяснена разным характером адсорбционной связи Ме-ингибитор при (у>0) и (у<0).
Рис.8. Зависимость длительности остаточного защитного действия ф индивидуальных производных о-оксиазометина и их смесей от суммы парциальных полярностей заместителей при коррозии Al при 20°С.
Исследовали влияние С ингибитора с R-COOH на величину ф. С ингибитора варьировали в пределах 0.62·10-3 ч 10-2 моль/л.
В основу интерпретации зависимости ф =f(C) положено сделанное выше допущение о характере влиянии W на скорость снижения Kt. Во многих исследованиях показано, что W коррозии металла увеличивается с ростом C ингибитора по уравнению:
.
Если предположить, что в данном случае, аналогично предыдущему, величина б в (1) обратно пропорциональна W коррозии, то и уравнение (1) примет вид:
.
Учитывая, что при , имеем:
(5) .
Уравнение согласуется с полученными экспериментальными данными, рис.9.
Рис.9. Зависимость длительности остаточного защитного действия для производного о-оксиазометина (R=COOH) от его концентрации при 20°С при коррозии Fe в 1М H2SO4.
В основе вывода зависимости времени ОЗД от T лежит экспериментально установленное уравнение (1). Выше показано, что исследованная система подчиняется принципу ЛСЭ. Если в отсутствии ПАВ W коррозии в фоновом растворе равна W0, то в присутствии соединений данной РС её величина должна быть равна
W=W0+ДWи ,
где ДWи - увеличение эффективной энергии активации коррозии вследствие адсорбции ингибитора (или их смесей). Для соединений РС должно соблюдаться соотношение
ДWи =WH+су,
где ДWH - изменение эффективной энергии активации коррозии при введении в фоновый раствор незамещенного соединения данной РС (R=H, у=0).
Для исследованных систем влияние абсолютной температуры раствора T на чувствительность с к изменению полярности заместителей должно описываться уравнением Лефлера
.
С учетом выше изложенного:
.
При у=const, объединяя все постоянные , и с учетом (1) при , , имеем:
(6).
Опыт подтверждает линейную зависимость , рис.10.
Характер зависимостей ф для данной РС от внешних условий (у, Т, С, УNi уi) на примере Ni, Fe, Al, Zn электродов аналогичен, и не зависит от принадлежности металлов к группе переходных или непереходных.
Представленный способ расчета парциальных полярностей заместителей применительно к смесям соединений данной РС на основе принципа ЛСЭ оказался корректным не только для стационарных условий коррозии, но и в условиях нестационарных - десорбции ингибитора с поверхности электрода.
Рис.10. Зависимость длительности остаточного защитного действия ф производных о-оксиазометина с электронодонорными заместителями : 1 - N(CH3)2; 2 - ОС2Н5; 3 - СН3; 4-OH; 5-Н от обратной величины абсолютной температуры при коррозии Zn в 1М H2SO4.
В основе последующего обсуждения экспериментальных данных положено выше описанное допущение, что зависимость коэффициента торможения коррозии К от концентрации ингибитора одинакова как в условиях стационарной коррозии, так при десорбции - остаточном защитном действии.
C этой целью были первоначально определены для стационарных условий зависимости K от С для коррозии алюминия в присутствии производного о-оксиазометина с заместителем R=COOH в 1М растворе H2SO4 в интервале температур 20-60°С. На основе этих данных построены зависимости lgj=f(1/Т), которые линейны. По этим зависимостям были определены эффективные энергии активации коррозии W алюминия в стационарных условиях при различных концентрациях добавки R=COOH в растворе.
Сопоставляя зависимости Kt=f(С) при низких t°C для растворов с добавкой, имеющей R-COOH, с прямыми Kt=f(t) для тех же t, но для предварительно обработанных тем же ингибитором Al-электродов и погруженных в 1M H2SO4, находим зависимости Сs=f(t), т.е зависимости концентрации добавки ингибитора у поверхности электрода как функции времени вследствие ее десорбции с момента погружения обработанного ингибитором электрода (t=0) в фоновый раствор 1M H2SO4, рис.11.
Рис.11. Зависимость приэлектродной концентрации производного о-оксиазометина с R=COOH после предварительной его адсорбции на Al электродах от времени после их погружения в 1M H2SO4 при: 1- 20, 2 - 30, 3- 40, 4 - 50, 5 - 60°С.
Наибольшая часть десорбции происходит в начальный промежуток времени с момента погружения обработанных ингибитором электродов в фоновой раствор. Чем выше температура раствора, тем больше скорость снижения Cs до некоторого предела, после чего она меняется сравнительно медленно. Причем, снижение концентрации Cs до некоторого предела тем быстрее и тем меньше величина этого предела, чем выше температура фонового раствора. Резкое изменение характера зависимости Сs=f(t) от температуры фонового раствора возможно связано с переменой характера адсорбционных сил Al-ингибитор в ходе удаления ингибитора с поверхности Al электрода. Можно ожидать, что в первую очередь будут удаляться преимущественно физически адсорбированные молекулы ингибитора, на последующем этапе - хемосорбированные. Это возможно и отражает изгиб на графиках Сs=f(t).
Зная зависимость энергии активации W для коррозии Al как функции концентрации ингибитора с R=COOH и зависимость приэлектродной концентрации Cs от времени для фонового раствора при разных температурах, можно найти зависимость Ws=f(t) для каждой температуры фонового раствора, рис.12. Из него следует, что при погружении предварительно обработанного ингибитором Al электрода в фоновые растворы разной температуры наблюдается резкий спад W во времени, который нарастает с увеличением температуры, что отражает снижение защитных свойств предварительно адсорбированной пленки ингибитора. Однако активационный контроль коррозионного процесса сохраняется во всем исследованном временном интервале эксперимента.
Рис.12. Зависимость эффективной энергии активации в условиях ОЗД для Al электрода 1M H2SO4, обработанного оксиазометином с R=COOH, от времени нахождения в 1M H2SO4.
Длительное сохранение ОЗД предварительно сформированной адсорбционной пленки возможно при условии прочной связи адсорбированных молекул ингибитора с поверхностью металла.
По этой причине это следует ожидать в случае хемосорбированных молекул ингибитора, что наблюдается для преимущественно переходных металлов и молекул ингибитора с весьма подвижными ненасыщенными электронными системами (связями). В случае непереходных металлов, когда обычно доминирует физическая адсорбция ингибитора, и существенную роль играет электростатическое притяжение Me-ингибитор, величина ОЗД должна быть меньше.
3. Привлечение концепции Пирсона к трактовке длительности остаточного защитного действия смесей органических ингибиторов и анионных добавок
Влияние анионов на ОЗД в зависимости от природы металлов не исследовано.
Изучено изменение ОЗД при коррозии Fe, Ni, Zn, Al в чистой 1M H2SO4 после предварительной их обработки в 1M H2SO4 смесью органического ингибитора (10-2 моль/л) и анионных добавок (0,156-25) 10-2 моль/л, для Fe и Ni использовался ингибитор БИ, для Al и Zn - ДГА.
Введение в раствор с добавкой ингибитора роданида калия приводит к росту для Zn и Al величин Kt. Причем, между ф и lgССNS- наблюдается линейная зависимость. Аналогичные зависимости получены для цинка и алюминия в растворах, содержащих ингибитор и тиомочевину, рис.13.
При исследовании влияния добавок КСl на ОЗД для электродов непереходных металлов отмечены иные зависимости по сравнению с выше описанными. С увеличением концентрации Сl- - ионов происходит уменьшение Kt и соответствующих величин ф. Причем, в этом случае наблюдается линейное снижение ф с ростом lgCCl-, рис.13.
На непереходных металлах Zn и Al, обработанных ингибитором, присутствие тиомочевины и роданида калия усиливает остаточное защитное действие их смеси с органическим ингибитором от коррозии Kt и повышает ф. Присутствие же в растворе КСl и КВr снижает величины Kt и ф. В обоих случаях эти эффекты увеличиваются с ростом концентрации указанных добавок в растворе кислоты с органическим ингибитором.
Аналогичные эксперименты с никелевыми и железными электродами дали следующие результаты. При введении в раствор предварительной адсорбции, содержащий органический ингибитор, КСNS и тиомочевину величины Kt и ф для Ni и Fe снижаются с ростом их С. Добавление КСl или КВr в раствор предварительной адсорбции приводит к увеличению Kt и ф с ростом концентрации этих солей, т.е. противоположному эффекту по сравнению с их действием в аналогичных условиях на коррозию цинка и алюминия.
а б
Рис.13. Зависимость длительности остаточного защитного действия ф на а- Zn, б -Ni электродах после их предварительной выдержки в растворах смеси органического ингибитора и анионной добавки: 1 - КСNS, 2 - тиомочевины, 3 - КВr, 4 - КСl.
Таким образом, в случае переходных металлов железа и никеля величины Kt и ф возрастают с ростом концентрации добавки - КСl и КВr и, напротив, - падают при введении в растворы предварительной адсорбции КСNS и тиомочевины. Иными словами, зависимости Kt и ф от концентрации добавок противоположны для групп металлов Zn, Al и Ni, Fe.
Отмеченные особенности влияния исследованных добавок на величины Kt и ф в зависимости от природы металлов могут быть объяснены с позиций принципа жестко-мягких кислот и оснований (принцип ЖМКО). С позиций принципа ЖМКО металлы относятся к кислотам. По особенностям их адсорбционного взаимодействия с ПАВ металлы можно разделить на две группы:
- мягкие - d-металлы, способные образовывать прочные «р» комплексы с «мягкими» и «промежуточными» основаниями Пирсона; к их числу относят Fe и Ni.
- жесткие - sp-металлы, адсорбция ПАВ на которых протекает за счет «жесткого» электростатического взаимодействия адсорбент - адсорбат; к их числу относят Al и Zn.
Согласно принципу ЖМКО, наиболее прочно взаимодействуют соединения между собой по схеме: мягкая кислота - мягкое основание, жесткая кислота - жесткое основание.
Увеличение концентрации органического ингибитора, как правило, приведет к росту его адсорбции независимо от природы металла и, следовательно, увеличению Kt и ф.
Если же помимо органического ингибитора в раствор предварительной адсорбции вводится дополнительно новое соединение, то эффект его присутствия по разному должен сказаться на этих характеристиках.
На жестких Al и Zn адсорбционное взаимодействие с мягкими СNS- и тиомочевиной должны вести преимущественно к физической адсорбции, сдвигающей ш'- потенциал в отрицательную сторону, что вызовет снижение Kt и ф. Однако, экранирующее действие этих добавок в отсутствие, согласно принципу ЖМКО, глубокого химического взаимодействия, по-видимому, является доминирующим, что и вызывает рост Kt и ф. Введение же в раствор КСl и КВr с жесткими анионами должно приводить к глубокому взаимодействию с поверхностью жестких Al и Zn образцов, что способствует вытеснению молекул адсорбированного органического ингибитора и снижению величин Kt и ф с повышением концентрации этих солей.
В случае мягких металлов Fe и Ni с позиций принципа ЖМКО можно ожидать иные закономерности влияния исследованных добавок на ОЗД.
Если на мягких металлах Fe и Ni адсорбируются серусодержащие мягкие СNS- и тиомочевина, то должно наблюдаться их глубокое взаимодействие с поверхностью металла и, как следствие, затруднение адсорбции молекул органического ингибитора. Это приведет к снижению защитного действия ПАВ, т.е. уменьшению Kt и ф. Причем, последнее должно увеличиваться с ростом концентраций КСNS и тиомочевины, что и наблюдается на опыте. В случае введения в раствор предварительной адсорбции анионно - жестких КСl и КВr взаимодействие мягких кислот Fe и Ni с этими добавками менее сильно и их адсорбции не должны приводить к вытеснению молекул органических ПАВ. Напротив, адсорбированные анионы Cl-, Br- являются мостиками для дополнительной электростатической адсорбции органического ингибитора, что приводит к росту Kt и ф. Причем, последние должны увеличиваться с повышением концентрации мягких оснований, это подтверждает.
Методом импедансного моста определяли изменение во времени степени экранирования поверхности железа компонентами композиционного ПАВ в условиях ОЗД. В качестве ПАВ использовали БИ.
Природа аниона существенным образом влияет на изменение емкости ДЭС. С ростом концентрации KCl (СKCl) емкость ДЭС в условиях последействия ПАВ снижается, а увеличение концентрации KCNS (СKCNS) в аналогичных условиях приводит к увеличению емкости двойного слоя.
По этой причине для адсорбционной пленки, сформированной в присутствии ПАВ + KCl, определяли степень заполнения поверхности иt, а в присутствии ПАВ+KCNS - относительное понижение емкости или кажущуюся степень заполнения поверхности иt'.
С определяли плавным продолжением зависимости 1/С - 1/С на 1/С = 0, где С - емкость ДЭС, С - концентрация KCl при трех значениях t, соответствующих начальному, среднему и конечному времени пребывания электрода в растворе H2SO4. иt и иt' снижаются с ростом t во всем исследованном интервале концентраций KCl и KCNS, и иt растет с увеличением СKCl, иt' снижается с ростом СKCNS (t=const).
Таким образом, изменение степени экранирования поверхности электрода при адсорбции композиционных ингибиторов ПАВ + анион является одним из определяющих факторов в механизме остаточного защитного действия исследованных смесей. Действительно, молекулы органического ингибитора характеризуются весьма разветвленной р- сопряженной системой, которая обуславливает сильное донорно-акцепторное взаимодействие р-электронов ароматических циклов с поверхностью переходного металла. Присутствие в реакционной среде анионов увеличивает экранирующее взаимодействие металл-ПАВ за счет перезарядки положительно заряженной металлической поверхности или создания анионных мостиков. Возникает возможность кулоновского взаимодействия между органическими катионами, возникающими в результате протонизации органических молекул в кислой среде и неорганическими анионами.
Помимо экранирующего эффекта ингибитор оказывает влияние на энергию активации коррозионного процесса, строения ДЭС, потенциал коррозии и другие величины. Сравнительный анализ гравиметрических (степень защиты Z) и емкостных в условиях последействия ПАВ + KCl (иt) измерений показал, что при больших СKCl блокировка поверхности железа имеет первостепенное значение. Уменьшение СKCl снижает роль механического фактора и тем самым возрастает роль активационного или энергетического составляющих механизма защиты (Z > иt). Соотношение иt >Z может быть связано с образованием «ажурного» адсорбционного ингибирующего слоя, что соответствует системе ПАВ+KCNS и ПАВ+KCl при больших СKCl.
Рост СKCl при формировании адсорбционной пленки сопровождается значительным увеличением времени остаточного защитного действия блокировочного фактора, увеличение СKCNS, наоборот, способствует ее снижению. Полученные результаты согласуются с данными гравиметрии.
С ростом СKCl характер неоднородности поверхности увеличивается. При небольших концентрациях хлорида калия (0,03125 - 0,0625 моль/л) десорбция компонентов композиционного ПАВ протекает с однородной поверхности железа, увеличение СKCl до 0,125 моль/л переводит тип поверхности в равномерно-неоднородную. Увеличение СKCl вдвое (0,25 моль/л) характеризуется уже экспоненциально-неоднородной поверхностью.
Видимо, увеличение концентрации хлорида калия приводит к изменению структуры адсорбционного слоя, которое выражается в росте его «ажурности» и энергетической неоднородности поверхности.
Десорбция компонентов композиционного ингибитора ПАВ+KCNS при всех СKCNS характеризуется однородным характером поверхности железа. Реализация изотермы Ленгмюра для неоднородной поверхности твердого металла в данном случае может быть связано с сильной специфической адсорбцией роданид анионов, которые нивелируют энергетическую неоднородность поверхности, занимая наиболее активные в адсорбционном отношении места на поверхности металла. В результате десорбция органических молекул при всех исследованных СKCNS протекает с однородной поверхности адсорбента.
Различное влияние концентрации галоидных и серусодержащих анионов на механизм ОЗД органического ингибитора можно интерпретировать на основе концепции ЖМКО.
Сильное мягко-мягкое взаимодействие Fe (мягкая кислота) - CNS- (мягкое основания) способствует блокировке адсорбционно-активных центров на поверхности Fe, что препятствует адсорбции органической добавки, которая, согласно принципу ЖМКО, является мягким основанием. Чем больше С KCNS, тем меньше активных центров поверхности металла остается свободными для адсорбции органических молекул. В результате параметры ОЗД блокировочного фактора (иt' и фиКСNS) с увеличением С KCNS снижаются.
В присутствии жесткого основания, аниона хлора, молекулы органического ПАВ имеют преимущество в конкуренции за адсорбционно-активные центры поверхности. Галоидный анион в этом случае играет роль анионного мостика между органической добавкой и металлом, позитивная роль которого (рост иt и фиКСl) повышается с увеличением его концентрации.
ингибитор коррозия металл
Выводы
При исследовании остаточного защитного действия ингибиторов (реакционной серии о-оксиазометина, 1-метил-3-(3-фталимидо-2-гидроксипропил)-2-иминобензимидазолина, 4-амино-3-метил-1,2,4триазоментион-5) на кислотную коррозию Fe, Ni, Zn и Al было показано:
1. Впервые установлено, что коррозия железа и цинка в 1M HCl в условиях остаточного защитного действия ингибитора протекает через несколько стадий десорбции предварительно адсорбированных молекул ингибитора. Стадии отражают последовательно меняющийся характер адсорбционных сил, удерживающих молекулы ингибитора на поверхности металла. Их число и характер зависят от природы металла, ПАВ и других внешних факторов.
2. В условиях остаточного защитного действия при коррозии изученных металлов происходит изменение во времени ряда электрохимических характеристик (ДЕ, Ш', K), которые отражают поэтапную десорбцию предварительно адсорбированного ингибитора.
3. Впервые показано, что изменение во времени остаточного защитного действия при коррозии Fe, Ni, Zn и Al в присутствии индивидуальных соединений производных о-оксиазометина и их смесей может быть интерпретировано с позиций принципа линейного соотношения свободных энергий реакции (принцип ЛСЭ).
4. Характер изменения остаточного защитного действия производных реакционной серии о-оксиазометина при коррозии в 1М H2SO4 переходных (Fe и Ni) и непереходных (Zn и Al) металлов от изученных внешних факторов (у, С, Т)- аналогичен.
5. Описана зависимость изменения приэлектродной концентрации десорбированной добавки с поверхности Al электрода как функция времени с момента начала десорбции и температуры раствора. На ее основе оценено изменение эффективной энергии активации коррозии Al в ходе десорбции ингибитора как функция времени.
6. Впервые привлечен принцип Пирсона для трактовки закономерностей остаточного защитного действия ингибиторов. Влияние анионов на величины Kt и ф для изученных смесей определяются природой металла и аниона. С позиций принципа жестко-мягких кислот и оснований Пирсона установлено:
- для мягких металлов (Fe и Ni) увеличение концентрации жестких анионов (Cl- и Br-) в растворе предварительной адсорбции приводит к увеличению Kt и ф, мягких (СNS- и тиомочевины) - к снижению этих характеристик;
- для жестких металлов (Al и Zn) - в тех же условиях жесткие анионы снижают, а мягкие увеличивают Kt и ф.
7. На основе измерения емкости ДЭС найдены степени экранирования поверхности электродов молекулами предварительно адсорбированного ингибитора, а также соответствующие им типы изотерм десорбции ингибитора на Al и Fe в условиях остаточного защитного действия и его изменения во времени.
8. При адсорбции соединений РС оксиазометина с нуклеофильными и электрофильными заместителями на поверхности алюминия из 1М раствора H2SO4 степень экранирования тем выше, чем более полярен заместитель в молекуле оксиазометина. Рост СKCl сопровождается увеличением иt и фиКСl, увеличение СKCNS, наоборот, способствует снижению иt' и фиКСNS. С увеличением СKCl растет «ажурность» и энергетическая неоднородность поверхности металла. Сильная специфическая адсорбция KCNS нивелирует энергетическую неоднородность поверхности твердого металла при всех исследованных концентрациях роданида калия.
9. Впервые на основе формальной теории ингибиторов кислотной коррозии Л.И. Антропова определены парциальные активационный и блокировочный коэффициенты торможения в условиях остаточного защитного действия как функции времени.
Основное содержание диссертации отражено в следующих работах
1. Шпанько С.П., Гpигоpьев В.П., Плеханова Е.В., Анисимова В.А. Влияние пpиpоды и концентpации аниона на механизм остаточного защитного действия оpганического ингибитоpа коppозии железа в сеpной кислоте // Коррозия: материалы, защита. № 8, 2009. С.34-39.
2. Григорьев В.П., Шпанько С.П., Богинская В.В., Плеханова Е.В. Остаточное защитное действие производных о-оксиазометина при коррозии железа в 1 М растворе H2SO4 // Физико-химия поверхности и защита металлов. №1, 2010. С. 88-92.
3. Шпанько С.П., Григорьев В.П., Плеханова Е.В., Анисимова В.А. Ингибирующее и остаточное защитные действия производного бензимидазола при кислотной коррозии железа // Физико-химия поверхности и защита металлов. №2, 2010. С. 208-213.
4. Григорьев В.П., Шпанько С.П., Плеханова Е.В., Богинская В.В., Бурлов А.С. Защитные свойства некоторых предварительно адсорбированных ПАВ при коррозии ряда металлов с водородной и металлической деполяризацией // Тез. докл. Всероссийской конф. «Физико-химические аспекты технологии наноматериалов, их свойства и применение». М.: НИФХИ, 2009. С.134.
5. Шпанько С.П., Плеханова Е.В., Григорьев В.П., Анисимова В.А, Сушкова О.В. Адсорбционно-десорбционные процессы при коррозии Ni в серной кислоте в присутствии производного бензимидазола // Тез. докл. Всероссийской конф. «Физико-химические процессы в конденсированных состояниях и на межфазных границах» (ФАГРАН-2008). Воронеж.: ВорГУ, 2008. Т.1, С. 283.
6. Шпанько С.П., Григорьев В.П., Плеханова Е.В., Рыбакова Ю.А., Бурлов А.С. Остаточное защитное действие реакционной серии оксиазометина при кислотной коррозии алюминия // Коррозия: материалы, защита. №9, 2010. С. 22-27.
7. Григорьев В.П., Шпанько С.П., Плеханова Е.В., Бурлов А.С., Анисимова В.А. Привлечение концепции Пирсона к трактовке зависимости длительности остаточного защитного действия органических ингибиторов как функции природы металла и аниона // Коррозия: материалы, защита. №4, 2011. С.39-43.
...Подобные документы
История происхождения железа. Сущность процесса разрушения металлов вследствие химического или электрохимического взаимодействия с внешней средой. Предохранение поверхности металла от коррозии путем создания на нем защитного слоя и применения ингибиторов.
презентация [1,3 M], добавлен 22.02.2015Классификация основных коррозионных процессов в металлах. Пути повышения и способы оценки эффективности действия ингибиторов. Защита от коррозии в органических электропроводящих средах. Подготовка металлических образцов к импедансным измерениям.
курсовая работа [487,8 K], добавлен 11.12.2010Способы защиты металлов от коррозии. Известные приёмы противостояния коррозии. Катодная защита металлоизделий. Роль ингибиторов в замедлении химической реакции окисления. Нанесение защитных лакокрасочных покрытий. Протекторная защита металлоизделий.
презентация [499,0 K], добавлен 10.05.2015Проблема коррозии, механизм и виды разрушений. Термодинамическая оценка и кинетическое обоснование процесса коррозии стали. Классификация ингибиторов. Методы определения скорости коррозии. Материальный баланс процесса получения борат метилфосфита.
дипломная работа [941,7 K], добавлен 13.12.2010Причины возникновения коррозии металла. Теоретическое исследование вопроса о защите металла от коррозии средствами бытовой химии. Экспериментальное исследование освежителя воздуха как средства защиты металла от коррозии в различных химических средах.
научная работа [23,4 K], добавлен 15.05.2015Проблема ущерба от коррозии металлов. Разработка ингибиторов коррозии. Окислители, ингибиторы адсорбционного, комплексообразующего и полимерного типа. Двухкомпонентные ингибиторы полимерного типа на основе фосфорсодержащих соединений и полиэлектролитов.
автореферат [233,9 K], добавлен 28.01.2010Общая характеристика процессов коррозии, их классификация. Условия возникновения коррозионного процесса. Основы кинетической теории коррозии и ее приложение к коррозии идеально чистых металлов. Коррозия технических металлов. Методы защиты металлов.
курсовая работа [4,8 M], добавлен 08.12.2010Классификация деэмульгаторов: ионогенные (анионактивные и катионактивные) и неионогеннные (гидрофильные и гидрофобные). Основные виды ингибиторов коррозии. Рассмотрение примеров использования в нефтяной промышленности бактерицидов НАПОР-1012 и СНПХ-1002.
презентация [91,4 K], добавлен 01.02.2015Причины почвенной коррозии - разрушения металла под воздействием агрессивной почвенной среды. Факторы, определяющие коррозионную агрессивность почвы, методы защиты. Подверженность коррозии различных металлов. Схема коррозии подземного трубопровода.
презентация [210,1 K], добавлен 16.05.2016Основные закономерности процесса коррозии металла и исследование методов, защищающих автомобили от коррозии. Химическая коррозия металлов. Превращение гидроксида железа (III) в гидратируемый оксид железа (III) или "ржавчину". Межкристаллитная коррозия.
курсовая работа [2,3 M], добавлен 30.03.2016Рассмотрение причин и механизмов химической коррозии металлов и сплавов. Изучение влияния аэрации кислорода на скорость разрушения меди в кислотах. Оценка эффективности применения изолирующих (битумных) покрытий для защиты от подземной коррозии.
контрольная работа [710,7 K], добавлен 30.06.2011Термодинамическая возможность электрохимической коррозии металлов. Катодные процессы. Гомогенный и гетерогенный пути протекания электрохимической коррозии металлов. Коррозионные гальванические элементы и причины их возникновения. Методы защиты металлов.
курсовая работа [635,9 K], добавлен 14.04.2016Сущность и механизм коррозии металла; ее виды - общая, местная, межкристаллитная и химическая. Главные проблемы окраски по ржавчине с точки зрения физической химии. Фосфатирование и "холодное цинкование" как средства антикоррозийной защиты поверхностей.
презентация [4,3 M], добавлен 23.04.2012Процессы разрушения металлов в результате взаимодействия с окружающей средой, виды коррозионных разрушений. Процесс химической коррозии. Электрохимическая коррозия под действием внутренних макро- и микрогальванических пар. 3ащита металлов от коррозии.
реферат [303,4 K], добавлен 16.10.2011Общие сведения о коррозии металлов, ее виды и типы. Причины возникновения химической и электрохимической коррозии и механизм ее протекания. Методы защиты металлических изделий от коррозионных процессов. Антикоррозийная защита неметаллическими покрытиями.
практическая работа [28,5 K], добавлен 03.11.2011Уменьшение скорости коррозии как метод противокоррозийной защиты металлов и сплавов. Классификация защитных покрытий (металлические, гальванические, металлизация напылением, неметаллические покрытия, органические, ингибиторная, кислородная и другие).
курсовая работа [1,3 M], добавлен 16.11.2009Поступление газов в воду и необходимость их удаления. Предотвращение коррозии оборудования. Способы удаления газов из воды. Повышение эффективности дегазации путем десорбции. Технологические особенности деаэрации и влияние температуры. Виды аппаратов.
презентация [13,9 M], добавлен 10.12.2013Изучение влияния металлов, входящих в состав твердого раствора, на стабильность к окислению порошков. Исследование свойств наноразмерных металлических порошков. Анализ химических и физических методов получения наночастиц. Классификация процессов коррозии.
магистерская работа [1,4 M], добавлен 21.05.2013Характеристики и сущность коррозионных процессов. Классификация коррозионных сред. Скорость коррозии. Методы защиты от коррозии. Применение противокоррозионных защитных покрытий.
курсовая работа [30,9 K], добавлен 18.10.2002Механизм электрохимической коррозии. Характеристика материалов, устойчивых в растворе серной кислоты. Химический состав стали, используемой для изготовления емкости хранения. Изоляционные покрытия трубопроводов, их катодная защита от подземной коррозии.
курсовая работа [927,2 K], добавлен 16.05.2012