Учебно-методическое пособие «Защита материалов от коррозии», страница 7

Для обескислороживания воды также применяют ионно-обменные смолы, содержащие вещества, реагирующие с кислородом, например, сульфиты металлов, гидроксид железа Fe(OH)2, или пропускают воду через слой сульфида железа.

4FeS + O2 + 10H2O = 4H2S + 4Fe(OH)3

Влияние на газовую среду

Обработка газовой коррозионной среды заключается в изменении её состава или применении защитных атмосфер, не вызывающих окисления, обезуглероживания, наводораживания.

В качестве защитной атмосферы используют газовые смеси:

N2, CO, H2;

CO, CO2, H2, H2O(пар), N2;

CO, H2, H2O(пар), N2;

H2, H2O(пар), N2.

Вещества, входящие в состав защитной атмосферы, способствуют образованию защитных пленок. Например, в присутствии диоксида углерода и диоксида серы при температуре 500°C окисление магния значительно уменьшается за счёт образования плёнок MgCO3 и MgSO4.

2Mg + O2 + 2CO2 = 2MgCO3

Mg + O2 + SO2 = MgSO4

Ингибиторы коррозии

Ингибиторы – химические соединения или их композиции, присутствие которых в небольших количествах (не более 1%) в агрессивной среде замедляет коррозию материалов. Защитное действие ингибиторов коррозии обусловлено изменением состояния поверхности металла вследствие адсорбции (адсорбированные ингибиторы) или образованием с ионами металла трудно растворимых соединений. Замедление коррозии происходит за счет уменьшения площади активной поверхности металла и изменения энергии активации электродных реакций, лимитирующих сложный коррозионный процесс.

Характеристики защитного действия ингибиторов

Для оценки эффективности действия ингибиторов коррозии используются следующие характеристики:

коэффициент торможения коррозии g:

g = n/nинг;

степень защиты поверхности Z(%):

Z = (n - nинг)/ n×100%, где

n – скорость коррозии без ингибитора, nинг- скорость коррозии в присутствии ингибитора.

Возможность практического применения ингибиторов определяется их эффективностью и требованиями к их токсичности. В зависимости от механизма действия различают анодные и катодные ингибиторы.

Анодные ингибиторы

Они способствуют анодной поляризации, применяются в нейтральных и щелочных средах, когда протекает коррозия с кислородной деполяризацией. К анодным плёнкообразующим деполяризаторам относятся хроматы, фосфаты, нитриты, соли бензойной и других органических кислот. Они защищают металл, создавая на её поверхности адсорбционные и фазовые пленки. Торможение анодного процесса происходит за счет появления замедлителей вторичного действия.

Ингибиторы окисляющего действия, введенные в коррозионную среду, тормозят анодную реакцию растворения металла в результате образования на его поверхности оксидов. Окислительные замедлители опасны, если коррозия имеет катодный контроль, так как в этом случае ингибитор действует как катодный деполяризатор.

В качестве анодного деполяризатора эффективно действуют хроматы. Они тормозят реакцию анодного растворения металла, окисляя его до трудно растворимых оксидов, образующих на поверхности металла защитную пленку. Окисление железа и его оксидов в нейтральных средах под действием хроматов в отсутствии кислорода можно представить в виде следующих реакций:

2Fe + 2Na2CrO4 + 2H2O ® Cr2O3 + gFe2O3 + 4NaOH;

6FeO + 2Na2CrO4 + 2H2O ® Cr2O3 + 3gFe2O3 + 4NaOH;

6Fe3O4 + 2Na2CrO4 + 2H2O ® Cr2O3 + 9gFe2O3 + 4NaOH;

Нитриты также образуют на железе защитную оксидную плёнку:

Fe + NaNO2 + 2H2O ® gFe2O3 + NaOH + NH3.

Катодные ингибиторы

Они способствуют образованию на катоде экранирующих нерастворимых соединений, (гидроксиды и карбонаты), которые изолируют катодную поверхность металла от коррозионной среды, уменьшают площадь катода, что снижает катодный ток. По отношению к железу в воде – это Ca(HCO3)2, ZnSO4, BaCl2, ZnCl2. Катодные ингибиторы AsCl3, Bi2(SO4)3 эффективны при коррозии с водородной деполяризацией.

Ингибиторы смешанного действия

Они могут быть органическими и неорганическими.

Неорганические ингибиторы.