Ингибиторы коррозии

Коррозия является неизбежным явлением в повседневной жизни, но всегда требует внимания из-за ее технической, экономической и эстетической важности. Ингибиторы коррозии - один из наиболее широко используемых и экономически эффективных методов защиты металлов и сплавов от коррозии. Типичные ингибиторы коррозии - это биотоксичные органические соединения, которые имеют серьезную токсичность. Учитывая токсичность ингибиторов, существует огромный интерес к поиску экологически чистого и нетоксичного ингибитора коррозии.

1. Регулярное обслуживание металлических компонентов, подверженных коррозии, имеет первостепенное значение.

Обычно под коррозией понимают потерю металла под действием коррозионных агентов. Однако в широком смысле коррозия является разрушительным последствием химической реакции между металлом или металлическим сплавом и окружающей средой. Общая коррозия или равномерная коррозия - наиболее распространенная форма коррозии, которая происходит на полностью открытой металлической поверхности в результате электрохимических реакций в атмосферной или водной среде и продолжается равномерно, вызывая наибольшее разрушение этого металла. Хотя при описании коррозии на ум приходят только металлы, неметаллические материалы, такие как пластмассы, бетон, керамика, резина и т. д., также подвержены коррозии при воздействии различных агрессивных сред.

Разница в потенциальной энергии корродирующего металла и продукта коррозии является фундаментальной силой, которая запускает реакцию коррозии. Определенное количество энергии необходимо обеспечить естественным минералам и рудам для извлечения из них металлов. Поэтому естественно, что эти металлы имеют тенденцию возвращаться к своему исходному состоянию, из которого они были получены, когда они подвергаются воздействию окружающей среды. Примечательно, что каждый металл отличается с точки зрения количества энергии, которое требуется и хранится в нем или которое выделяется во время его коррозии. Чем больше энергии требуется во время извлечения металла, тем более термодинамически нестабильным является металл и тем короче его временное нахождение в металлической форме. Следовательно, коррозия также определяется как обратная сторона экстрактивной металлургии. Электрохимическое растворение металла является наиболее важным механизмом, участвующим в его коррозии, и составляет основу всех однородных и локализованных типов коррозии. Однако есть некоторые типы коррозии, такие как окисление, фреттинг-коррозия, коррозия расплавленных солей и т. д., которые можно описать без ссылки к электрохимии. Механизм коррозионного воздействия в атмосферной среде и в водной среде всегда будет определяться некоторыми аспектами электрохимии ингибиторов коррозии. Электроны будут течь от определенных участков поверхности металла к другим участкам через электролит, способный проводить ионы. Это происходит из-за невероятной склонности металлов к электрохимической реакции с водой, кислородом и другими веществами в водной среде. В процессе электрохимической коррозии анод - это та область поверхности металла, которая подвергается коррозии из-за потери электронов, а катод - это область, которая поглощает электроны, генерируемые в результате реакции коррозии.

Почти все из нас знакомы с коррозией металлических конструкций, лодок, стальных свай, и т. д. К сожалению, многие из нас не знают о коррозии, которая ухудшает свойства подземных водопроводов, нефте- и газопроводов, пересекающих нашу землю или водопроводные трубы в доме, где коррозия происходит в основном изнутри. Успешные предприятия прилагают значительные усилия в контроле коррозии на этапе проектирования и на этапе эксплуатации, чтобы избежать серьезных повреждений из-за коррозии, таких как незапланированные остановки, несчастные случаи со смертельным исходом, травмы персонала и загрязнение окружающей среды в современной деловой среде. Однако даже самая лучшая конструкция не может предусмотреть все условия, которые могут позволить коррозии нарушить срок службы системы. Стальной армированный стержень (арматура) может подвергаться коррозии в бетоне, даже не будучи замеченным, и может вызвать повреждение зданий, мостов, парковок, обрушение электрических вышек, выход из строя участка шоссе и т. д., что приведет к огромным затратам на ремонт и создаст угрозу общественной безопасности. Вот почему регулярное обслуживание металлических компонентов, подверженных коррозии, имеет первостепенное значение.

Определение принципа работы ингибиторов коррозии

Ингибитор коррозии известен как химический компонент, который может уменьшать или предотвращать и контролировать коррозию при добавлении в небольшом количестве в окружающую среду металла. Ингибиторы коррозии считаются первой линией защиты от коррозии в нефтяной и химической промышленности. Ингибиторы коррозии используются для временной защиты металлов во время транспортировки и хранения, а также для локальной защиты для предотвращения коррозии, которая могла возникнуть в результате накопления небольших количеств агрессивной фазы. Эффективный ингибитор коррозии должен быть рентабельным, совместимым с коррозионной средой и давать желаемый эффект при наличии в малых концентрациях. Ингибиторы коррозии действуют путем образования пленки, которая адсорбируется на поверхности металла, образования продуктов коррозии, например, сульфида железа (FeS), который действует как пассиватор, и образования осадков, которые могут устранить или инактивировать агрессивная составляющая.

В зависимости от того, какие электрохимические реакции блокируются, эти пленкообразующие или межфазные ингибиторы можно разделить на анодные, катодные или смешанные. Анодные ингибиторы, также известные как ингибиторы пассивации, снижают скорость анодных реакций за счет образования труднорастворимых отложений, таких как гидроксиды, оксиды или соли, в условиях, близких к нейтральным. С другой стороны, катодные ингибиторы действуют за счет снижения скорости катодного или восстановительных реакции путем создания защитного слоя на катодных областях от водорода в кислой среде и кислорода в щелочной среде. Смешанные ингибиторы влияют как на анодные, так и на катодные реакционные участки, образуя адсорбционную пленку на поверхности металла. В эту категорию попадает около 80% органических ингибиторов. По химической природе ингибиторов их можно разделить на органические и неорганические. Органические и неорганические ингибиторы в зависимости от их состава и механизма действия, могут быть далее классифицированы на нейтрализующие, поглощающие, барьерные или пленкообразующие, а также другие различные ингибиторы.

Органические ингибиторы

Органические ингибиторы действуют путем образования пленки на поверхности металлов и могут действовать как анодные, катодные или смешанные ингибиторы. Формирование этой защитной пленки происходит с помощью сильных взаимодействий, таких как π-орбитальная адсорбция, хемосорбция и электростатическая адсорбция, которые не позволяют агрессивным веществам атаковать поверхность металла. Эта адсорбция обычно имеет толщину в один молекулярный слой и не проникает в глубину самого металла. Физико-химические свойства, такие как функциональные группы, стерические факторы, ароматичность, π-орбитальный характер донорных электронов, электронная плотность на донорных атомах и электронная структура молекул, определяют процесс адсорбции. Эффективность ингибирования коррозии органического ингибитора зависит от его адсорбционной способности, а также от механических, структурных и химических характеристик адсорбционных слоев, образующихся в определенных условиях. Эффективный органический ингибитор обычно будет содержать полярные функциональные группы с атомами S, O или N в молекуле и гидрофобный фрагмент, который отталкивает водные коррозионные частицы от поверхности металла. Однако считается, что полярная голова отвечает за создание адсорбционного слоя. К некоторым химическим семействам органических ингибиторов относятся пиридины, жирные амиды, имидазолины и 1,3-азолы.

Неорганические ингибиторы

Неорганические ингибиторы - это те ингибиторы, в которых активное вещество представляет собой неорганическое соединение. Добавление солей электроположительных металлов в коррозионную среду - один из простейших способов улучшить пассивность металла. Однако ион защитного металла должен иметь более положительный окислительно-восстановительный потенциал, чем защищаемый, и потенциально более положительный, чем тот, который требуется для разряда протонов, чтобы ион защитного металла мог разряжаться на поверхности металл, нуждающийся в защите. Катодная деполяризация за счет снижения перенапряжения и последующего образования налипшего осадка происходит за счет осаждения защитного металла на поверхности металла, подверженной коррозии. Некоторые из металлов, которые служат для этой цели, - это палладий (Pd), платина (Pt), иридий (Ir), родий (Rh), ртуть (Hg) и рений (Re). Многие неорганические анионы, такие как хроматы (CrO4 2–), молибдат (MoO3 -), силикаты (SiO4 4–), фосфат (H2PO3 -) и нитрат (NO2 -) также обеспечивают пассивирующую защиту металлических поверхностей за счет их включения в оксидный слой.

Экологичность, стоимость, доступность и токсичность - вот некоторые факторы, которые должны играть чрезвычайно важную роль при выборе ингибитора для конкретного состояния. Токсичность, способность к биологическому разложению и биоаккумуляция обычных ингибиторов коррозии, выбрасываемых в окружающую среду, вызывают огромную озабоченность. Несмотря на то, что экологические последствия применения коммерческих ингибиторов коррозии до конца не изучены, известно, что их химические компоненты оказывают опасное воздействие. Неорганические ингибиторы, например, арсенаты, фосфаты, хроматы и дихроматы, не только показали многообещающую эффективность ингибирования, но также доказали свою непереносимость из-за опасности, которую они представляют для нашего социального здоровья в долгосрочной перспективе.

Экологически безопасные ингибиторы коррозии.

Ингибиторы коррозии широко используются для защиты металлов и оборудования, и они должны быть приемлемыми, нетоксичными и экологически чистыми из-за экологических проблем. Стоимость и вредное воздействие, связанное с коммерческими органическими и неорганическими ингибиторами, значительно повысили осведомленность в области уменьшения коррозии. Таким образом, ученые и инженеры по коррозии более склонны к использованию ингибиторов зеленой коррозии, которые являются недорогими, легкодоступными, экологически чистыми, экологически приемлемыми и возобновляемыми. Ниже кратко описаны несколько классов таких ингибиторов.

Аминокислоты - это молекулы, которые содержат по крайней мере одну карбоксильную (-COOH) группу и одну амино (-NH2) группу, связанную с одним и тем же атомом углерода (α- или 2-углерод). Аминокислоты считаются экологически безопасными ингибиторами коррозии, потому что они нетоксичны, биоразлагаемы, недороги, растворимы в водных средах и легко производятся с высокой чистотой. Присутствие гетероатомов, таких как N, O и S, и системы сопряженных π-электронов сделали аминокислоты значительным классом ингибиторов зеленой коррозии благодаря их экологическому аспекту. Антикоррозионное действие некоторых аминокислот, таких как глицин, валин, лейцин, цистеин, метионин, гистидин, треонин, фенилаланин, лизин, пролин, аспарагиновая кислота, аргинин и глутаминовая кислота, на углеродистую сталь в застойных зонах действуют как ингибитор смешанного типа, в то время как цистеин, фенилаланин, аргинин и гистидин показали чрезвычайно высокую эффективность ингибирования коррозии при концентрации 10 мМ / дм3. Наличие функциональных групп, таких как OH, SH или фенил, в основной цепи молекул аминокислот помогает им лучше адсорбироваться.

Соединения редкоземельных металлов (СРМ). Хроматы находят применение в раскислителях, анодировании, конверсионных покрытиях, грунтовках с ингибиторами хромата, промывочных грунтовках. Законодательство об охране окружающей среды было принято для предотвращения использования неприемлемых материалов, таких как соли хрома. Хром (Cr6 +) высокотоксичен и канцероген. Соли СРМ работают, образуя оксидную пленку на катодных участках металлической подложки, которая препятствует подаче кислорода или электронов в реакцию восстановления, тем самым снижая скорость коррозии.

Ингибиторы на основе сурфактантов также известны как экологически безопасные ингибиторы коррозии, потому что они высокоэффективны, дешевы и менее нетоксичны. Молекулы поверхностно-активного вещества состоят из полярной гидрофильной группы или «головы» и неполярной гидрофобной группы или «хвоста». В водных растворах адсорбция поверхностно-активного вещества происходит либо путем хемосорбции, либо путем физадсорбции. Критическая концентрация является наиболее важным параметром при изучении ингибирования коррозии сурфактантами. В последнее время ионные жидкости приобрели широкую популярность в качестве экологически безопасных ингибиторов коррозии. По определению ионные жидкости относятся к материалам, состоящим из ионов с температурой плавления ниже 100 ° C. Ионные жидкости из-за их удивительных свойств, таких как высокая полярность, более низкая температура плавления, низкая токсичность, более низкое давление пара, очень высокая термическая и химическая стабильность, также находят применение в некоторых других областях химических и химических инженерных исследований.

Средства защиты от ржавчины PETROFER

Средства защиты от ржавчины PETROFER очень эффективны во всех промышленных процессах, особенно в морской и авиакосмической промышленности. В наш ассортимент входят масла, обезвоживающие жидкости, продукты на водной основе и специальные продукты для каждого процесса. В нашем ассортименте используются экологически чистые материалы с решениями, отвечающими конкретным характеристикам клиента.

Масла для защиты от ржавчины

ISOTECT OM серия

Масла для предотвращения коррозии используются для промежуточного хранения сухих деталей во время и после производства. Помимо быстрой скорости нанесения и надежной защиты от коррозии, они обладают дополнительными преимуществами:

• Не содержит бария

• Без летучих органических соединений (согласно 1999/13 / EC)

• Легко удаляется с помощью нашей серии продуктов FEROCLEAN

Водорастворимые средства защиты от ржавчины

ISOTECT OW и WW серии

Благодаря содержанию воды водорастворимые концентраты для защиты от ржавчины обладают преимуществами по сравнению со средствами защиты от ржавчины на основе минеральных масел и растворителей в области эксплуатационной безопасности, особенно противопожарной защиты.

Обезвоживающие жидкости

ISOTECT WSD и OSD серии

Жидкости для обезвоживания обеспечивают надежную защиту от ржавчины за счет испарения растворителя. Защитные пленки доступны как в масляном, так и в слегка воскообразном типе. Различные точки воспламенения растворителя-носителя дают возможность выбрать обезвоживающую жидкость в соответствии с рабочей средой.

Средства для защиты от ржавчины на основе растворителей

ISOTECT 377 и ISOTECT OS 306

Средства защиты от ржавчины на основе растворителей образуют тонкие пленки для защиты от ржавчины, консистенция которых зависит от типа ингибитора. Из-за испаряющегося растворителя пленка обычно выглядит намного суше, чем при использовании антикоррозионных масел. Скорость испарения коррелирует с температурой вспышки растворителя. Дополнительные преимущества:

• надежная защита от ржавчины

• быстрое высыхание

• легко удаляется с помощью наших промышленных очистителей

Водорастворимые добавки

AQUAPLUS и ISOADD RANGES серии

Водорастворимые добавки для предотвращения ржавчины добавляются в чистящие ванны или эмульсии охлаждающей жидкости для достижения улучшенной защиты от коррозии. Некоторые продукты могут использоваться как автономные процессы, например в системах водяного охлаждения.