ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Ингибиторы из "Основы учения о коррозии и защите металлов" Как при катодной, так и анодной защите используются электрохимические способы снижения скорости коррозии металлов путем поляризации внешним током. Другой принципиальный путь состоит в изоляции металла от коррозионной среды посредством нанесения покрытий на его поверхность. Некоторые способы достижения такой изоляции описаны в разд. 3.5—3.7. Имеется, еще один путь, заключающийся в уменьшении агрессивности среды по отношению к металлу с помощью малых добавок, которые препятствуют коррозионным процессам, снижая вероятность их возникновения и (или) уменьшая скорость разъедания. Эффект снижения коррозии с помощью добавок называется ингибированием. Можно выделить два основных типа растворов, которые могут потребовать ингибирования. У одного типа растворов Н находится в нейтрально-щелочной области, а у другого — в кислой эти два типа растворов соответствуют двум ситуациям, когда ингибитор способствует возможному в указанных средах образованию пленки на металле и когда сам ингибитор создает защитный адсорбционный слой на обнаженной поверхности. Сначала рассмотрим ингибирование в нейтральных средах. [c.135] При операциях травления окалины с использованием кислот также необходимо уменьшить разъедание металла. [c.135] Выше были описаны опыты с каплей солевого раствора и коррозия железа в анаэробных почвах. Ясно, что в обескислороженных водных растворах возможна только катодная реакция выделения водорода и что в нейтральных растворах такая реакция протекает с очень малой скоростью. При обеих электродных реакциях (анодной и соответственно катодной) образуются ионы Ре + и ОН . При превышении произведения растворимости Ре(ОН)г начинается осаждение. Единственной побочной реакцией является исключительно медленное химическое взаимодействие между железом и водой с образованием Рез04. Ни в одной из реакций не формируются соединения защитного характера. Эта не удивительно, так как защитная пленка на железе состоит из Т-РегОз, образующегося при сравнительно благородных величинах потенциалов (см.. разд. 2.8). Образование у-регОз снижает скорость анодного растворения. Некоторые ингибиторы ускоряют рост у-РегОз, и при рассмотрег НИИ вопросов защиты черных металлов они в отличие от других ингибиторов называются анодными ингибиторами. [c.136] В связи с формированием пленки из 7-Рег0з, утолщающейся по логарифмическому закону, низкая скорость коррозии в деаэрированных растворах снижается до исключительно малой величины. Эффект пленкообразования равнозначен введению высокого сопротивления в цепь анодной реакции. Происходит значительная поляризация, и стационарный потенциал образца в этих условиях смгщается в сторону благородных значений. [c.136] Так как кислород сам по себе действует в качестве ингибитора и совершенно необходим для формирования 7-Рег05 из соединений низшей валентности, то его присутствие необходимо при использовании неокислительных ингибиторов, так как последние не поставляют собственного кислорода . Следовательно, требуются значительно более высокие концентрации ингибиторов такого типа, чем окисляющих ингибиторов. Это иллюстрируется фиг. 68, на которой два вида ингибиторов четко различимы по этому признаку [86]. [c.139] на стр. 72. — Прим. ред. [c.140] Одно из объяснений механизма ингибирующего действия заключается в том, что окисляющие ингибиторы так легко восстанавливаются, что большие локальные катодные токи вызывают пассивацию смежных анодных областей. Поэтому окисляющие ингибиторы иногда называют пассиваторами [88]. Этот термин согласуется с наблюдаемым повышением потенциала. Для неокислительных ингибиторов такой механизм менее вероятен. В случае ин гибирования в фосфатном растворе образуётся пленка, содержащая нерастворимые пробки , состоящие из фосфата трехвалентного железа. [c.141] Механизм ингибирования до конца еще неясен. Рост пленки в некоторых случаях может быть скорее результатом ингибирования, чем его причиной, так как иногда при нестандартных условиях после введения ингибиторов пленка продолжает расти до появления цветов интерференции. Как и в случае пассивного состояния, агрес- сивные анионы, например С1 , затрудняют ингибирование в их присутствии требуется более высокая концентрация ингибитора, чем без них. [c.141] Возможны также катодные ингибиторы. Так называется лю- бое вещество, замедляющее катодную реакцию восстановления. В замкнутые водные системы вводятся добавки, которые реагируют с ограниченным количеством присутствующего кислорода, как, например, при введении гидразина в котельную воду. Такие восстановители являются эффективными катодными ингибиторами. [c.141] Широко распространенные в природных водах примеси кальциевых и магниевых солей также являются катодными ингибиторами. Их гидроокиси, имеющие низкие произведения растворимости, осаждаются на катодных участках, и образующаяся на металлической поверхности пленка тормозит восстановление кислорода, препятств (я прохождению электронов через нее. Такое накипеобразование легко Происходит в жестких водах. Накипь значительно снижает первоначальную скорость коррозии, хотя и является очевидной помехой, вызывая значительное уменьшение поперечного сечения трубы или ухудшая теплопередачу через стенки трубы. Так как анодные и катодные участки возникают по соседству, то продукты обеих реакций взаимодействуют друг с другом и накипь обычно содержит смесь образованной из металла ржавчины с выпадающими из воды гидроокисями и карбонатами. [c.141] Желательно формирование лишь тонкого слоя накипи, способной уменьшить коррозию металлических труб, и поэтому обработка воды преследует цель предотвратить рост накипи. Если этого не делать, рабочий диаметр труб станет постепенно уменьшаться и на некотором этапе придется.производить удаление накипи. Для этого пригодны также полифосфаты, так как они уменьшают осаждение СаСОз. [c.142] До pH 8,5 свободная двуокись углерода и бикарбонат могут существовать в равновесии, однако при более высоких значениях pH ион бикарбоната заменяется ионом карбоната [89]. [c.143] В жестких водах двуокись углерода принимает активное участие в образовании накипи, тогда как в мягких водах, где накипь формируется слабо, угольная кислота разъедает металл. Это может вызвать растворение, например, свинца, который токсичен. Медь также подвержена быстрой коррозий в агрессивных мягких водах. [c.143] Несомненно важно знать, содержит ли вода агрессивную двуокись углерода. Одна проба состоит в измерении pH воды до и после е пропускания над измельченным мелом. Если pH возрастает, то вода агрессивна и станет препятствовать образованию пленки, а сли уменьшается, то вода имеет пленкообразующую способность. Это изменение оценивается индексом Ланжелье . [c.143] Многие мягкие кислые природные воды становятся более жесткими при добавлении извести и подаются при pH = 7- -8. При этом существенно изменяются пленкообразующие свойства. Хлоридные ионы имеют тенденцию замедлять образование пленок. Хотя нитратные ионы обычно присутствуют в значительно меньших количествах, тем не менее они также оказывают вредное воздействие. Сульфаты, которые подвергаются бактериальному превращению, разъедают бетон и могут препятствовать ингибированию. Кремнекислота является сравнительно безвредной составной частью природных вод. Она не может заменить силикатных добавок. Органические вещества могут вызвать сильный питтинг, если вытесняют кислород при осаждении на металлической поверхности. Из-за плохой теплопроводности они могут вызвать перегрев. Нефтяные пленки на воде могут способствовать бактериальной активности вследствие прекращения доступа кислорода, а также могут содержать агрессивные вещества, растворяющиеся в воде. Не все бактерии вредоносны. Некоторые из них, в частности встречающиеся в Англии, оказывают сильное ингибирующее действие на коррозию меди. Органические кислоты, вымываемые из торфяников, делают мягкие воды особо агрессивными по отношению к стали. [c.143] Выше перечислены только некоторые из влияющих факторов, которых на самом деле довольно много. Их малые изменения могут вызывать значительные эффекты. Наиболее важными и определяющими факторами являются содержания двуокиси углерода и кислорода, а также pH, жесткость и содержание хлоридов. [c.144] В разд. 2.2 подчеркивалась важность проводимости электролита для электрохимической коррозии. Коррозионная агрессивность водопроводной воды определяется общей концентрацией растворенных ионизированных веществ, называемой в Великобритании суммой растворенных твердых веществ . Этот фактор в особенности важен для вод, используемых для охлаждения. Потери на испарение и автоматическое пополнение могут вызвать значительное увеличение общего солесодержания и, следовательно, неконтролируемое увеличение скорости коррозии. Эта проблема разрешается разбавлением оставшейся воды, путем слива объема, равного потере на испарение, и восполнения свежей водой. [c.144] ВОЗМОЖНЫХ вариантов этого типа обработки. Например, коррозионная стойкость алюминия увеличивается путем обработки об-ектов в автоклаве водным 1—2%-ным раствором хромовой кислоты при pH = 1 и температуре 160—180° С в течение 20 — 50 ч [90]. Другие химические способы обработки поверхности рассмотрены в разд. 3.6, так как они часто применяются для окрашивания. [c.145] Вернуться к основной статье