 |
75. Методы защиты от коррозии. Ингибиторы коррозии: классификация, состав, принцип действия.
|
|
|
|
75. Методы защиты от коррозии. Ингибиторы коррозии: классификация, состав, принцип действия.
Ингибиторами коррозии являются такие химические соединения (или смеси нескольких соединений), небольшая добавка которых в коррозионную среду вызывает уменьшение скорости коррозии металла, находящегося в этой среде. Очень часто металлические конструкции, находящиеся в агрессивной среде, невозможно целиком предохранить от коррозии с помощью защитных покрытий (например, внутреннюю поверхность труб). Случается, что покрытие не обеспечивает необходимой защиты (различные теплообменные аппараты закрытого типа, когда покрытия затрудняют теплообмен). В этих случаях уменьшение потерь, вызываемых коррозией, может быть достигнуто при помощи ингибиторной защиты.
Ингибиторная защита может применяться как самостоятельный метод борьбы с коррозией, а также в сочетании с другими методами (комплексная защита). Сначала ингибиторы использовались только в замкнутых системах (например, системы охлаждения двигателей локомотивов, судов, автомобилей) или при периодической замене среды (процессы травления металлов, конденсаторы и т. д. ). В дальнейшем, по мере развития техники, ингибиторы получили более широкое распространение. Разработка специальных дозаторов позволила использовать этот экономичный метод борьбы с коррозией и в открытых циклах (например, промышленные транспортирующие трубопроводы).
ффективным способом борьбы с коррозией металлов является также изменение коррозионной среды, в частности удаление из нее агрессивных компонентов. Например, интенсивная коррозия стальных резервуаров и труб в системах теплоснабжения, вызываемая присутствием растворенного в воде кислорода, может быть уменьшена благодаря добавке в нее поглотителей кислорода (гидразина, сульфита натрия).
|
|
|
Имея в виду широкие перспективы использования ингибиторной защиты, следует помнить, что и изменение коррозионной среды, и введение в нее ингибиторов коррозии не должны противоречить технологическим условиям процесса и общим правилам защиты здоровья людей и охраны природной среды. Ингибиторами коррозии могут быть как неорганические, так и органические соединения. В зависимости от характера коррозионной среды, механизма действия и вида защитной пленки, образованной на поверхности металла, их можно разделить на группы. Однако вследствие сложного механизма действия ингибиторов любая их классификация является условной.
С электрохимической точки зрения ингибиторы делятся на катодные, анодные и смешанные. Это деление ингибиторов иллюстрирует, из которого следует, что введение ингибитора вызывает изменение коррозионного потенциала системы и в значительной мере влияет на уменьшение плотности коррозионного тока (рисунки даны в полулогарифмических координатах), являющегося мерой скорости коррозии металлов.
Ингибиторы коррозии могут иметь органическую и неорганическую природу. Они могут защищать от воздействия жидких сред или газового воздействия. Ингибиторы коррозии в нефтяной промышленности в большинстве случаев сопряжены с торможением анодных и катодных процессов электрохимических повреждений, формировании пассивирующих и защитных пленок.
Анодные ингибиторы коррозии металлов принято относить к категории опасных, ведь при определенных условиях они превращаются из замедлителей в инициаторы разрушительного процесса. Чтобы избежать этого, необходимо, чтобы коррозионный ток по плотности был выше той, при которой формируется абсолютная пассивация анодных участков. Концентрация пассиватора не должна снижаться ниже конкретной величины, иначе может не наступить пассивация, либо она будет неполной. Последний вариант таит в себе большую опасность, ведь он становится причиной сокращения анодной поверхности, увеличения глубины и скорости разрушения металла на небольших участках.
|
|
|
По механизму действия эти ингибиторы коррозии отличаются адсорбционным характером. После адсорбции на катодных или анодных участках они сильно затрудняют разряд ионов водорода, а также реакцию ионизации металла. В значительной степень защитный эффект основан на температуре, концентрации, виде аниона кислоты, а также концентрации ионов водорода. Их чаще всего добавляют в малых количествах, ведь защитное действие ряда органических ингибиторов в больших концентрациях может представлять даже опасность.
76. Протекторная защита металлов. Защита металлов с помощью катодных и андоных покрытий.
Электрохимическая защита – эффективный способ защиты готовых изделий от электрохимической коррозии. В некоторых случаях невозможно возобновить лакокрасочное покрытие или же защитный оберточный материал, тогда целесообразно использовать электрохимическую защиту. Покрытие подземного трубопровода или же днища морского суда очень трудоемко и дорого возобновлять, иногда просто невозможно. Электрохимическая защита надежно защищает изделие от коррозии, предупреждая разрушение подземных трубопроводов, днищ судов, различных резервуаров и т. п.
Применяется электрохимическая защита в тех случаях, когда потенциал свободной коррозии находится в области интенсивного растворения основного металла либо перепассивации. Т. е. когда идет интенсивное разрушение металлоконструкции.
Катодная электрохимическая защита от коррозии применяется тогда, когда защищаемый металл не склонен к пассивации. Это один из основных видов защиты металлов от коррозии. Суть катодной защиты состоит в приложении к изделию внешнего тока от отрицательного полюса, который поляризует катодные участки коррозионных элементов, приближая значение потенциала к анодным. Положительный полюс источника тока присоединяется к аноду. При этом коррозия защищаемой конструкции почти сводится к нулю. Анод же постепенно разрушается и его необходимо периодически менять.
|
|
|
Разновидностью катодной защиты является протекторная. При использовании протекторной защиты к защищаемому объекту подсоединяется металл с более электроотрицательным потенциалом. При этом идет разрушение не конструкции, а протектора. Со временем протектор корродирует и его необходимо заменять на новый.
Протекторная защита эффективна в случаях, когда между протектором и окружающей средой небольшое переходное сопротивление.
Анодную электрохимическую защиту применяют для конструкций, изготовленных из титана, низколегированных нержавеющих, углеродистых сталей, железистых высоколегированных сплавов, разнородных пассивирующихся металлов. Анодная защита применяется в хорошо электропроводных коррозионных средах.
При анодной защите потенциал защищаемого металла смещается в более положительную сторону до достижения пассивного устойчивого состояния системы. Достоинствами анодной электрохимической защиты является не только очень значительное замедление скорости коррозии, но и тот факт, что в производимый продукт и среду не попадают продукты коррозии.
Анодную защиту можно реализовать несколькими способами: сместив потенциал в положительную сторону при помощи источника внешнего электрического тока или введением в коррозионную среду окислителей (или элементов в сплав), которые повышают эффективность катодного процесса на поверхности металла.
Анодная защита с применением окислителей по защитному механизму схожа с анодной поляризацией.
Если использовать пассивирующие ингибиторы с окисляющими свойствами, то защищаемая поверхность переходит в пассивное состояние под действием возникшего тока. К ним относятся бихроматы, нитраты и др. Но они достаточно сильно загрязняют окружающую технологическую среду.
Каждый протектор имеет свой радиус защитного действия, который определяется максимально возможным расстоянием, на которое можно удалить протектор без потери защитного эффекта. Применяется протекторная защита чаще всего тогда, когда невозможно или трудно и дорого подвести к конструкции ток.
Протекторы используются для защиты сооружений в нейтральных средах (морская или речная вода, воздух, почва и др. ).
Для изготовления протекторов используют такие металлы: магний, цинк, железо, алюминий. Чистые металлы не выполняют в полной мере своих защитных функций, поэтому при изготовлении протекторов их дополнительно легируют.
Железные протекторы изготавливаются из углеродистых сталей либо чистого железа.
|
|
|
