Скорость коррозии стали в растворах различных кислот

Ингибиторы травления чаще всего представляют собой смесь веществ. Обычно их добавляют в количестве 0, 01-0, 1 %. Они в основном используются для кислотного травления горячекатаных сталей с целью удаления прокатной окалины. Разбавленные растворы соляной и серной кислот с ингибиторами применяют для очистки стальных водопроводных труб, котлов от ржавчины, теплообменников от карбоната кальция и оксида железа, а также для защиты буровой нефтяной аппаратуры и химического оборудования для производства кислот.

Одно из важнейших преимуществ использования ингибиторов травления - это снижение водородной хрупкости обрабатываемого металла.

Эффективность ингибиторов оценивается степенью защиты Z (в %) и коэффициентом торможения γ (ингибиторный эффект) и определяется по формулам:

где К₁ и K₂ [г/(м²·ч)] — скорость растворения металла в среде без ингибитора и с ингибитором соответственно; i₁ и i₂ [А/см²] — плотность тока коррозии металла в среде без ингибитора и с ингибитором соответственно. При полной защите коэффициент Z равен 100%. Коэффициент торможения показывает во сколько раз уменьшается скорость коррозии в результате действия ингибитора:

Влияние ингибиторов на коррозию можно оценить сравнением скоростей коррозионного процесса в отсутствии и в присутствии ингибитора.

Одним из методов изучения механизма действия ингибиторов является снятие поляризационных (анодных и катодных) кривых. На рис. 10.3 представлены такие кривые для случая кислотной коррозии. Торможение ингибитором одной из стадий коррозионного процесса вызывает увеличение поляризации. Чем выше эффективность действия ингибитора, тем круче наклон соответствующей поляризационной кривой. На рис. 10.3 в полулогарифмических координатах показаны кривые катодной (А) и анодной (А) поляризации для раствора кислот в присутствии и отсутствии ингибитора. Экстраполяция линейных (тафелевских) участков поляризационных кривых позволяет определить потенциалы коррозии Eкор₁ и Екор₂, и скорости коррозии — iкор₁ и iкор₂. Сопоставление этих величин показывает, что в присутствии ингибитора Екор смещается в сторону более положительных значений, а скорость коррозии уменьшается. Используя значения iкор₁ и iкор₂, можно оценить эффективность ингибитора и найти Z и γ.

Контактные ингибиторы - органические вещества (например, нитрит и бензоат натрия) предохраняют чёрные металлы, хром, никель, цинк; хромат гексаметилендиамина - чёрные и цветные металлы. Такие ингибиторы используют для защиты от коррозии деталей при межоперационном хранении, при консервации деталей и узлов оборудования и механизмов. Ингибиторы наносят на детали погружением в растворы, содержащие ингибиторы, с помощью кисти, пульверизатора или вводят ингибиторы в масла и смазки.

Летучие ингибиторы - органические вещества, обладающие высокой упругостью пара (0, 1-10 мПа). В большинстве случаев это соли аминов (например, моноэтаноламина, циклогексиламина и др.) и слабой неорганической кислоты (азотистой, хромовой, угольной) или слабой органической кислоты (бензойной, нитробензойной и др.).

При использовании летучих ингибиторов коррозии металл помещается в упаковочный материал с внесённым ингибитором. Ингибитор должен обладать оптимальной упругостью пара - достаточно высокой для быстрого насыщения пространства и адсорбции на поверхности металла и достаточно низкой, чтобы ингибитор не улетучивался в окружающее пространство через упаковочный материал.

Адсорбируясь на поверхности металлического изделия, включая труднодоступные места (щели, зазоры), летучий ингибитор тормозит коррозионный процесс по одному из механизмов, характерных для органических ингибиторов коррозии.

Летучие ингибиторы можно использовать в виде порошка или наносить на упаковочную бумагу, картон, ткань из водного или спиртоводного раствора.

Нитрит дициклогексиламина (C₆H₁₁)₂NH·HNO₂ (ингибитор НДА), хромат циклогексиламина (C₆H₁₁NH₂)₂·H₂CrO₄ (ингибитор ХЦА) и карбонат циклогексиламина (C₆H₁₁NH₂)₂·H₂CO₃ (ингибитор КЦА) защищают от коррозии изделия из стали, алюминия и его сплавов, никеля, фосфатированной и оксидированной стали, но вызывают коррозию изделий из цинка, кадмия, магния и магниевых сплавов.

Ингибиторы типа ИФХАН - универсальные ингибиторы, разработанные Институтом физической химии Академии наук, наряду с другими металлами защищают магний и его сплавы.