Главная страница
Навигация по странице:

  • ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 1.1 Понятие и виды атмосферной коррозии

  • 1.2 Факторы атмосферной коррозии и способы защиты от нее

  • 1.3 Масляные покрытия как защита от атмосферной коррозии

  • Литературный обзор. Литературный обзор 1 Понятие и виды атмосферной коррозии 2 Факторы атмосферной коррозии и способы защиты от нее


    Скачать 385.45 Kb.
    НазваниеЛитературный обзор 1 Понятие и виды атмосферной коррозии 2 Факторы атмосферной коррозии и способы защиты от нее
    Дата25.12.2022
    Размер385.45 Kb.
    Формат файлаdocx
    Имя файлаЛитературный обзор.docx
    ТипГлава
    #863115

    СОДЕРЖАНИЕ

    ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

    1.1 Понятие и виды атмосферной коррозии

    1.2 Факторы атмосферной коррозии и способы защиты от нее

    1.3 Масляные покрытия как защита от атмосферной коррозии

    ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

    1.1 Понятие и виды атмосферной коррозии


    Атмосферная коррозия – коррозионное разрушение конструкций, оборудования, зданий, используемых в приземной части атмосферы. Атмосферная коррозия имеет не такой сильный и разрушительный характер, как почвенная и морская.

    Скорость атмосферной коррозии находится в зависимости от множества факторов: природы металла, окружающей его атмосферы, влажности воздуха.

    Хохлачева Н.М. разделяет атмосферную коррозию по степени увлажненности поверхности на сухую, влажную и мокрую. Влажная и мокрая протекают по электрохимическому механизму, а сухая –химическому1.

    Сухая атмосферная коррозия возникает, если на поверхности металла нет пленки влаги. Если относительная влажность воздуха равняется 60% и ниже, то имеет место сухая атмосферная коррозия. Механизм данного разрушения носит химический характер. На поверхности возникают защитные оксидные пленки, замедляющие процесс коррозии.

    Сперва процесс проходит достаточно оперативно (появление тонкой окисной пленки), далее резко замедляется и затем уже присутствует постоянная, крайне низкая скорость коррозии. Данное явление аргументировано низкой температурой окружающей среды. На металле практически сразу возникает тонкая окисная пленка, ведущая к потускнению поверхности. Толщина подобной пленки на поверхности нержавеющей стали может равняться 10–20 Å, на поверхности железа – 30–40 Å. Предельная толщина слоя влаги в данном случае может равняться 100 Å. Если в атмосфере есть примеси агрессивных газов (например, сернистые газы) – скорость коррозии существенно увеличивается.

    Влажная атмосферная коррозия возникает в случае присутствия на поверхности тончайшей пленки влаги. Толщина данной пленки равняется от 100 Å до 1 мкм. Относительная влажность воздуха, когда влажная пленка начинает образовываться, равняется примерно 60 – 70%. Показатель, когда начинается конденсация на поверхности влаги, называется критической влажностью. Она находится в зависимости от загрязнения воздуха и состояния металла. Конденсация влаги в данном случае осуществляется по капиллярному, химическому или адсорбционному механизму. Более подробно данные механизмы рассматривает Зарубина Л.П.2

    Капиллярная конденсация влаги появляется в щелях, зазорах, трещинах на поверхности металла, порах в пленке продуктов коррозии, под загрязнениями и пр.

    Адсорбционная конденсация влаги появляется в результате действия на поверхности металла адсорбционных сил.

    Химическая конденсация влаги возникает в ходе взаимодействия продуктов коррозии с атмосферной влагой. В данном случае появляется ржавчина, удерживающая данную влагу.

    Мокрая атмосферная коррозия осуществляется при относительной влажности воздуха примерно 100%, когда на поверхности влага накапливается в форме заметных капель, или при непосредственно действии на конструкцию дождя, тумана. Подобный вид атмосферной коррозии возникает на конструкциях, обливающихся водой или целиком в ней находящихся. В данном случае пленка влаги в толщину превышает 1 мм.

    Наименьшие сроки коррозии имеют место при сухой атмосферной коррозии, осуществляющейся по механизму химической коррозии.

    С ростом толщины пленки воды реализуется переход механизма коррозии от химического к электрохимическому, что соответствует ускорению коррозионного процесса.

    На рисунке 1 приведена качественная зависимость скорости атмосферной коррозии от толщины слоя воды на поверхности металла.



    I - сухая коррозия, II - влажная коррозия, III - мокрая коррозия, IV - коррозия при полном погружении

    Рисунок 1 - Зависимость скорости атмосферной коррозии от толщины слоя воды на поверхности металла
    Из рисунка 1 видно, что максимуму скорости коррозии соответствует область II и III, далее происходит замедление коррозии ввиду осложнения диффузии кислорода сквозь утолщенный слой воды. Еще более толстые слои воды на поверхности металла (участок IV) ведут лишь к несущественному замедлению коррозии, поскольку в меньшей степени будут воздействовать на диффузию кислорода.

    На практике не всегда можно так отчетливо разграничить эти три этапа атмосферной коррозии, так как в зависимости от внешних условий возможен переход от одного типа к другому. Так, например, металлоконструкция, которая корродировала по механизму сухой коррозии, при увеличении влажности воздуха начнет коррозировать по механизму влажной коррозии, а при выпадении осадков уже будет иметь место мокрая коррозия. При высыхании влаги процесс будет изменяться в обратном направлении.



    Рисунок 2 - Зависимость скорости коррозии от относительной влажности воздуха.
    На скорость атмосферной коррозии металлов воздействует немало факторов. Ключевым из них является длительность увлажнения поверхности, которая устанавливается, прежде всего, показателем относительной влажности воздуха. В таком случае, чаще всего, коррозия металла резко ускоряется лишь при достижении определенной критической величины относительной влажности, при которой образуется сплошная пленка влаги на поверхности металла в результате конденсации воды из воздуха.

    Влияние относительной влажности воздуха на скорость атмосферной коррозии углеродистой стали изображено на рисунке 2. Зависимость увеличения массы продуктов коррозии m от относительной влажности воздуха W получена при экспозиции стальных образцов в атмосфере, содержащей 0,01% SO2 в течении 55 суток.

    Р. Хайдерсбах приводит пример классификации атмосферной коррозии по характеру разрушения. В данном случае она может быть сплошной или выборочной. Сплошная охватывает поверхность металла целиком; она способна быть равномерной или неравномерной. Местная осуществляется с разрушением отдельных участков поверхности металлов; она способна быть сквозной, с пятнами или точечной3.
    1.2 Факторы атмосферной коррозии и способы защиты от нее
    Существует множество факторов, которые вызывают возникновение атмосферной коррозии.

    Целесообразно проанализировать факторы, которые рассматривают Панченко Ю.М., Стрекалов П.В., Жиликов В.П.

    Влажность воздуха при атмосферной коррозии


    Присутствие на поверхности металлоконструкции влаги усиливает атмосферную коррозию4. Влага нередко появляется в виде атмосферных осадков (дождь, туман). С увеличением температуры показатель относительной влажности снижается.

    Существует критическое значение атмосферной влажности. Для каждого сплава или металла оно является индивидуальным. Для никеля, цинка, стали, меди данный показатель равняется примерно 50–70%. Если относительная влажность воздуха находится в вышеуказанных пределах, то коррозионное разрушение не является существенным. Если влажность превышает установленные границы, то происходит усиленное разрушение. При сильно загрязненной атмосфере (например, технологическая среда) понятие критической влажности не всегда всегда используется и имеет немаловажное значение, поскольку коррозионный процесс существенно усиливается за счет вредных примесей в атмосфере.

    Примеси в атмосфере (газы)

    Загрязнение атмосферы газами существенно ускоряет процесс коррозии. Крайне агрессивную среду представляет технологическая, около крупных промышленных объектов, постоянно выбрасывающих в воздух вредные примеси. Присутствие SO2, SO3, HCl, H2S, Cl2, NH3 и т.д. существенно ускоряет атмосферную коррозию.

    Сильнейшее воздействие оказывает SO2 (диоксид серы). Даже небольшая его концентрация (15 – 35 мкг/м3) ускоряют коррозию в десятки и сотни раз. При весомых концентрациях скорость атмосферной коррозии растет не так заметно (всего в 7-8 раз). Данный компонент возникает при сгорании угля и нефти.

    Газы, попадая на пленку влаги на поверхности металлических конструкций, повышают электропроводность данной пленки. SO2 и Cl2 влияют как катодные деполяризаторы, SO3 и HCl повышают поглощательную способность продуктов коррозии, NH3 функционирует как комплексообразователь, SO2 и HCl – депассиваторы.

    Существенно ускоряет коррозию присутствие в атмосфере H2SO4. Особенно это относится к неустойчивым в ней металлам – Fe, Ni, Zn, Cd. Медь в подобных ситуациях более устойчива, поскольку на ее поверхности появляется защитная пленка из ее основного сульфата зеленого цвета (патина).

    Бахвалов, Г.Т., Турковская, А.В в качестве одного из факторов, воздействующих на атмосферную коррозию, рассматривают присутствие твердых частиц в атмосфере5.

    Из атмосферы на поверхность попадают твердые активные или пассивные частицы. Они способны влиять как депассиваторы, комплексообразователи, повышать электропроводность пленки влаги и поглощательную способность (гигроскопичность) продуктов коррозии, упрощать капиллярную конденсацию влаги. В атмосфере присутствуют такие твердые частицы, как Na2SO4, NaCl, (NH4)2SO4, частицы угля, разнообразные соединения углерода, оксиды металлов и т.д. Подобные вещества в форме твердых частиц или пыли соприкасаются с влажной поверхностью металлических конструкций, образуют гальванические компоненты, активизируя процесс коррозии.

    Ввиду этого незапыленный воздух обладает существенно меньшей активностью, чем загрязненная разнообразными частицами атмосфера.

    Стоит обратить внимание на факторы, которые выделяет Семенова И.В.

    Катодные включения в атмосфере

    Включения меди, палладия, платины, а также прочих металлов немного увеличивают сопротивляемость железоуглеродистых сплавов коррозионному разрушению6. Медь, способная быть включенной в состав подобных сплавов, тормозит процесс коррозии, поскольку благоприятствует пассивированию поверхности железа. При атмосферной коррозии палладий воздействует подобным образом даже при небольших его включениях в сплав.

    География

    На разнообразных территориях влажность, загрязнение атмосферы, температура отличаются. Самое большое воздействие на атмосферную коррозию оказывает влажность воздуха. Определено, что в регионах с повышенной влажностью коррозионные процессы проходят с высокой интенсивностью. Ключевое воздействие оказывает не число дней с дождем, а продолжительность нахождения на поверхности металла пленки влаги.

    В пустынях, где влажность воздуха крайне низкая, на поверхности стальных изделий оксидная пленка возникает через довольно длительный временной промежуток, изделия долго остаются блестящими.

    Температура окружающей среды

    С ростом температуры окружающей среды скорость атмосферной коррозии снижается. Влага, покрывающая поверхность металлической конструкции, испаряется, падает абсолютная влажность воздуха. С уменьшением температуры все меняется. Увеличивается относительная влажность среды, что благоприятствует конденсации влаги. Скорость атмосферной коррозии растет.

    Розенфельд И. Н. рассматривает специфику протекания атмосферной коррозии металлов.

    Поверхность металла покрыта тонкой пленкой электролита. В качестве электролита может выступать как сама влага, так и продукты коррозии, впитавшие влагу7.

    Специфика атмосферной коррозии заключается в возможности свободного подхода кислорода к корродирующей поверхности. Это аргументировано небольшой толщиной пленки и ввиду конвекции перемешивания электролита. Непосредственно ввиду даже в подкисленных электролитах атмосферная коррозия осуществляется с кислородной деполяризацией.

    Вместе с тем ввиду тонкого слоя влаги на поверхности корродирующего металла анодный процесс протекает достаточно сложно, а катодный, напротив, существенно легче.

    При функционировании гальванопар малая толщина пленки влаги также важна – ввиду этого растет омическое сопротивление электролита.

    Атмосферная коррозия сплавов, в основу которых входит железо (например, сталь), осуществляется с анодно-такодно-омическим контролем. Но, исходя из определенных условий (толщина, электропроводность пленки влаги, ее состав, природа металла), подобный контроль способен переходить в анодный, катодный или омический.

    Уравнение атмосферной коррозии выглядит следующим образом.


    Анод: ионы металла переходят в раствор:
    Мe→ Мen+ + ne
    Катод: осуществляется реакция восстановления:
    O2 + 2H2O + 4e → 4OH- (щелочные, нейтральные среды)

    O2 + 4H+ + 4e → 2H2O (подкисленная среда)
    Стойкость металлов и сплавов в условиях атмосферной коррозии находится в тесной зависимости от природы металла и состояния его поверхности.

    Федорченко В.И. рассматривает способы защиты от атмосферной коррозии.

    Нанесение металлических или неметаллических покрытий. Неметаллическими защитными покрытиями могут выступать различные смазки, пасты, лакокрасочные материалы8.

    Нередко в их состав дополнительно вводят ингибиторы, пигменты, пассивирующие поверхность (например, цинк-хроматный пигмент для стали). Бывает и так, что поверхность превращают в труднорастворимый оксид или фосфат, которые имеет защитные свойства. Металлическими покрытиями являются цинковые, никелевые, многослойные.

    Уменьшение относительной влажности воздуха. Это крайне эффективный метод защиты металла от коррозии. Влагу удаляют при помощи подогрева помещения или осушки воздуха. Нередко требуется поддерживать влажность атмосферы до 50 %. Если воздух включает пиль, прочие примеси, то показатель 50% влажности достаточно высок.

    При осушке воздуха или увеличении температуры осложняется конденсация влаги на металле, что ведет к существенному замедлению коррозии.

    Использование контактных и летучих (парофазных) ингибиторов. Контактные замедлители коррозии наносятся на поверхность изделия в форме водных растворов. Примером контактного ингибитора атмосферной коррозии является NaNO2.

    Летучие ингибиторы имеют высокую упругость паров, используются при долгосрочном хранении стальных или прочих металлических конструкций, транспортировке. Летучими ингибиторами коррозии заполняют герметичное пространство (защита внутренней части трубы, на концах которой находятся специальные заглушки) или ими пропитывают оберточные материалы (бумага). Летучими ингибиторами способны пропитываться специальные гранулы, которыми заполняют объем упаковки защищаемого изделия. Летучими ингибиторами могут являться карбонаты, нитриты, бензоаты моноэтаноламина и т.д.

    Легирование металлов. Добавление в сталь небольшого количества Ni, Cr, Al, Ti (переводят поверхность стали в пассивное состояние), Cu (катодная добавка), P замедляет анодную реакцию.
    1.3 Масляные покрытия как защита от атмосферной коррозии
    Одним из способов защиты от атмосферной коррозии является консервация деталей при помощи смазок и масел. При хранении в благоприятных условиях консервирующие средства способны защитить поверхность металла от атмосферной коррозии достаточно долго. Защитные смазочные материалы в сравнении с иными защитными покрытиями обладают определенными достоинствами, например, простотой нанесения и удаления, к тому же цена на них не является дорогой.

    Механизм защитного действия большинства смазок заключается в образовании на поверхности металла слоя, который затрудняет поступление атмосферной влаги на поверхность металла9. В роли консервационных применяют консистентные и жидкие смазочные материалы. К недостаткам консистентных смазок целесообразно отнести сложность их нанесения на поверхности изделия (прежде всего, внутреннюю), необходимость ее подогрева смазки до текучего состояния. Смазка оперативно застывает при соприкосновении с поверхностью и не поступает в труднодоступные места, которые особенно подвержены коррозии. Процесс расконсервации также требует существенных трудовых и материальных затрат.

    Данных недостатков практически лишены жидкие консервационные средства (масла). Механизм их действия другой, нежели у консистентных смазок. Присадки, включенные в состав консервационных масел, благоприятствуют возникновению на поверхности металла адсорбционной пленки толщиной до 0,01 мм, затрудняющей проникание агрессивных веществ и влаги. Несмотря на малую толщину защитного слоя, консервационные масла качественно защищают металлические поверхности от коррозии в сухой и влажной атмосфере, при наличии в ней углекислого, сернистого газов и прочих агрессивных агентов.

    Консервационные масла должны характеризоваться высокими защитными свойствами, простотой нанесения на поверхность и расконсервации, экологичностью, малокомпонентностью, невысокой ценой. Помимо хороших эксплуатационных характеристик, консервационные масла должны также характеризоваться повышенной адгезией к металлам, определенной вязкостью, высокой температурой вспышки, низкой температурой застывания, стабильностью при хранении, устойчивостью к биоповреждению, окислению, испарению и т.д. Эффективность использования подобных масел находится в зависимости как от присутствующих в ней ингибиторов коррозии и их числа, так и от качества подготовки металлических конструкций к консервации, условий их консервации и хранения.

    Консервационные масла способны быть приобретены в готовом виде, а также приготовлены в условиях потребителя интеграцией маслорастворимых ингибиторов коррозии в базовые нефтяные масла (с дальнейшим установлением их оптимальной концентрации). При определении готового консервационного масла или ингибитора коррозии для реализации максимальной эффективности нужно принимать во внимание такие факторы, как: металл, тип и конфигурацию изделия, подлежащего консервации, характеристику климата и атмосферы, срок и условия хранения, транспортирования и эксплуатации изделий и т.д.

    Использованию консервационных масел, по требованиям соответствующих организаций, предшествует ряд предварительных лабораторных испытаний, а итоговые выводы об эффективности использования какого-либо консервационного масла делаются на базе промышленных испытаний.

    В данной статье был сделан ряд соответствующих исследований. Защитную способность исследовали по методикам ускоренных испытаний ГОСТ 9.054: метод 3 — испытания в камере солевого тумана, метод 4 — в среде электролита.10 Длительность испытаний в камере солевого тумана равнялась 24 ч, в среде электролита — 14 суток. Ингибиторы коррозии испытывали в виде масляных растворов разной концентрации. Исследована зависимость защитных свойств консервационных масел от вязкости базового масла и свойств используемых ингибиторов коррозии. В табл. 1 отражены физико-химические, а также защитные свойства консервационных масел относительно чугуна СЧ 18 и стали Ст08пс.
    Таблица 1 – Физико-химические и защитные свойства консервационных масел

    Показатель

    Antikorit RP4107A

    Rustilo650

    Castrol safe-coat 66

    Shell Ensis Oil N

    Автокон-ЛС

    Волгол-131

    МАГ-11

    СИ

    Характеристика

























    Вязкость кинематическая при 50 , мм2

    16

    32,5

    5-8

    17

    20,5

    20,5

    23,4

    27,2

    Кислотное число, мгКОН/т

    0,3

    0,56

    0,7

    1,12

    4,77

    1,4

    1,9

    4

    Плотность при 20 , кг/м3

    873

    885

    874

    875

    875

    908

    906

    887

    Температура застывания, , не ниже

    -18

    -

    -

    -18

    -35

    -

    -17

    -30

    Температура вспышки в открытом титле, , не ниже

    150

    215

    120

    207

    160

    185

    184

    170


    Концентрация ингибиторов коррозии в масле составляла от 3 до 30 %. Ингибитор МСДА-1, ввиду его эффективности при низкой концентрации в масле, исследовался при концентрации от 0,5 до 4 %. При помощи табл. 1 можно сделать вывод о том, что консервационные масла обладают разной защитной способностью. При агрессивном действии электролита масла Волгол-131, МАГ-11 и Автокон-ЛС по способности защищать металл не уступают остальным маслам. Нужно также сказать о том, что нет четкой зависимости между кинематической вязкостью консервационных масел и их защитной способностью, отраженной в разрезе осуществленных испытаний.

    При создании консервационных составов также нужно принимать во внимание свойства нефтяного масла, включая вязкость. С ростом вязкости базового компонента проникающая способность консервационных масел снижается, защитная эффективность в данном случае может увеличиваться. При выборе консервационных масел (ингибитора коррозии и базового нефтяного компонента) для реализации максимального эффекта нужно принимать во внимание как материал консервируемых деталей, метод консервации–расконсервации, условия хранения и транспортировки металлоизделий, так и сложные физико-химические взаимодействия, осуществляющиеся на границе раздела фаз при возникновении защитной пленки в ходе консервации металлоизделий.

    В контексте данного подраздела необходимо отметить, что касательно данной темы проводились исследования тамбовскими авторами. А.А. Урядников, М.А. Камышова, Л.Е. Цыганкова в статье исследовали зависимость атмосферной коррозии от масляного покрытия изделий11.

    В роли материалов для защиты металлов от атмосферной коррозии лучше всего применять быстро восполняемые природные растительные масла, которые нередко более доступны, не токсичны и биологически легко расщепляемы, чем нефтяные масла12. Так, например, рапсовое масло при попадании в почву разлагается на 98 % через неделю и на 100 % через 21 день, а минеральное масло лишь на 45 % через 21 день13. Для получения противокоррозионных материалов можно применять некондиционные продукты. В рассматриваемой статье были исследованы защитные материалы на основе растительных масел.

    Растительные масла производят как крупные масложировые комбинаты, так и мелкие частные предприятия. При отстаивании масел (как минимум 30 суток со дня получения после прессования) на дне резервуаров собираются отстои. Применяют отстои, прежде всего, в качестве добавок к кормам для животных. Отстои растительных масел имеют до 30–40 % загрязнений преимущественно растительного происхождения, в состав которых включены фосфолипиды, натриевые мыла ненасыщенных карбоновых кислот, свободные жирные кислоты и продукты их распада, фрагменты растительной ткани, механические загрязнения. Некоторые из данных элементов, например, фосфолипиды, обладают ингибирующим действием.

    Целью исследования в рассматриваемой статье было определение возможность использования отстоев подсолнечного масла как без, так и с добавками полифункциональных присадок, в качестве консервационных материалов для защиты металлических изделий от атмосферной коррозии.

    Исследована также защитная эффективность покрытий на основе отстоев подсолнечного масла (производство Инжавинского комбината) с добавками присадок ИФХАН-29А и КОСЖК. ИФХАН-29А является продуктом каталитического взаимодействия таллового пека с высшими алифатическими аминами, а КОСЖК – это кубовые остатки производства синтетических жирных кислот.

    Коррозионные испытания проведены на образцах стали Ст3 состава, мас. %: Fe – 98,36; C – 0,2; Mn – 0,5; Si – 0,15; P – 0,04: S – 0,05; Cr – 0,3; Ni – 0,2; Cu – 0,2 в климатической камере в течение месяца (8 часов при t = 40 и 100 % влажности, остальное время суток при отключенной камере и закрытой дверце) и солевых растворах (0,5 М NaCl и 0,16 M Na2SO4) в течение двух недель

    Для оценки защитной эффективности составов образцы стали размером 30*20*3 мм полировали до 6 класса чистоты, обезжиривали ацетоном и взвешивали (m0). Пленка масляной композиции наносилась при помощи погружения образцов в ванну консервации при комнатной температуре на 10 с с дальнейшим выдерживанием на воздухе (помещение лаборатории) в вертикальном положении в течение 24 ч для стекания избытка масляной композиции и образования защитной пленки. Толщину сформированной пленки оценивали гравиметрически, принимая, что слой является равномерным.

    Потенциодинамические поляризационные измерения в указанных растворах осуществляли из катодной в анодную область на потенциостате IPC-PRO MF со скоростью развертки 0,66 мВ/с (комнатная температура, естественная аэрация) в трехэлектродной ячейке из стекла «Пирекс» с разделенным анодным и катодным пространствами, контактирующими через шлиф. Потенциалы измерены относительно насыщенного хлорид-серебряного электрода сравнения. Вспомогательный электрод – платина. Рабочий электрод из стали Ст3 с горизонтальной рабочей поверхностью площадью 0,3 см2 армировали в оправку из эпоксидной смолы ЭД-5 с отвердителем полиэтиленполиамином, полировали, обезжиривали ацетоном и сушили фильтровальной бумагой. Толщину защитной пленки (30 мкм) исследуемого состава оценивали гравиметрическим методом. По поляризационным кривым находился ток коррозии.

    Импедансные измерения в исследуемых растворах при потенциале коррозии осуществляли на импедансметре Solartron совместно с потенциостатом Solartron 1287 в трехэлектродной электрохимической ячейке со шлифом. В роли электрода сравнения применялся хлоридсеребряный электрод. После 15-минутной выдержки электрода в растворе и установления потенциала коррозии (Екор) на рабочий электрод накладывали развертку меняющейся частоты переменного тока в интервале от 10 кГц до 0,05 Гц.

    Оформление результатов эксперимента было реализовано при помощи пакета программного обеспечения, поставляемого вместе с импедансметром Solartron.

    На рис. 3, 4 изображены типичные годографы импеданса стального электрода без пленки и под пленками исследуемых композиций, являющихся комбинацией полуокружностей.



    Рисунок 3 - Годографы импеданса стального электрода под пленками отстоев с добавкой ИФХАН-29А в 0,5 М растворе NaCl

    При нанесении защитного покрытия растет радиус полуокружностей, что говорит об увеличении общего сопротивления системы и, соответственно, замедлении атмосферной коррозии.

    Показатели характеристик эквивалентной схемы, применяемой для анализа годографов, отражены в табл. 2, анализ которой позволяет сделать вывод о том, что использование отстоев подсолнечного масла для защиты от коррозии более эффективно, чем чистого масла, поскольку в такой ситуации видно существенное увеличение сопротивления переноса заряда в катодном и анодном процессах и сопротивления диффузии.



    Рисунок 4 - Годографы импеданса стального электрода под пленками отстоев с добавкой КОСЖК в 0,5 М растворе NaCl
    Модификация покрытий на основе отстоев ПМ добавкой ИФХАН-29А в концентрации 10–20 % ведет к еще более существенному росту характеристик Rc, Ra, RD, что, скорее всего, связано с появлением в присутствии ИФХАН-29А менее пористой защитной пленки.
    Таблица 2 – Значения характеристик эквивалентных схем для стали под пленкой композиций отстоев с добавкой ИФХАН-29А

    Параметр

    Фон

    ПМ

    Отстои ПМ

    Отстои ПМ + ИФХАН-29А

    5%

    10%

    20%

    Rs, Ом

    2

    19

    15

    19

    36

    40

    CD, мкФ

    -

    5

    1,32

    0,82

    0,34

    40

    Rr, Ом

    -

    33

    47,55

    72

    188

    0,95

    Cdl, мкФ

    86

    0,2

    4,67

    5,5

    2,1

    222

    Ra, Ом

    1121

    3123

    12227

    6274

    15947

    2,05

    RС, Ом

    18

    31

    71,85

    86

    160

    24414

    RD, Ом

    7232

    10805

    22721

    22060

    24347

    171

    , c

    19

    28

    21,36

    23

    14,66

    30642

    p

    0,66

    0,49

    0,55

    0,56

    0,52

    0,51


    При наличии КОСЖК в композиции виден чуть меньший рост сопротивления переноса заряда в анодном процессе, чем при добавлении в роли присадки ИФХАН-29А в такой же концентрации. Вместе с тем показатели характеристик Rc, RD электрода выше (табл. 3).
    Таблица 3 - Значения параметров эквивалентных схем для стали под пленкой композиций отстоев с добавкой КОСЖК

    Параметр

    Фон

    ПМ

    Отстои ПМ

    Отстои ПМ+КОСЖК

    5%

    10%

    Rs, Ом

    2

    19

    15

    19

    36

    CD, мкФ

    -

    5

    1,32

    0,82

    0,34

    Rr, Ом

    -

    33

    47,55

    72

    188

    Cdl, мкФ

    86

    0,2

    4,67

    5,5

    2,1

    Ra, Ом

    1121

    3123

    12227

    6274

    15947

    RС, Ом

    18

    31

    71,85

    86

    160

    RD, Ом

    7232

    10805

    22721

    22060

    24347

    , c

    19

    28

    21,36

    23

    14,66

    p

    0,66

    0,49

    0,55

    0,56

    0,52


    Из табл. 2 и 3 видно, что при наличии защитной пленки на поверхности стали емкость двойного электрического слоя резко снижается, что свидетельствует об адсорбции поверхностно-активных веществ, включенных в состав композиции, на поверхности электрода. Именно это и благоприятствует торможению атмосферной коррозии металла.

    Таким образом, по данному исследованию целесообразно сделать определенные выводы.

    В хлоридном растворе исследуемые составы имеют низкое защитное действие (≈30 %), но в сульфатной среде защитный эффект доходит до 70 %, что говорит об агрессивной роли хлоридионов. Последнее подтверждается довольно высоким защитным эффектом композиций при испытаниях в климатической камере.

    Защитные составы вызывают замедление анодного процесса на стали в агрессивной среде, что аргументировано адсорбцией поверхностно-активных веществ, находящихся в композиции, на электроде, о чем говорит уменьшение емкости двойного электрического слоя по данным импедансных измерений.

    1 Хохлачева, Н. М. Коррозия металлов и средства защиты от коррозии. Учебное пособие / Н.М. Хохлачева, Е.В. Ряховская, Т.Г. Романова. - М.: ИНФРА-М, 2016. – С. 12.

    2 Зарубина, Л.П. Защита зданий, сооружений, конструкций и оборудования от коррозии. Биологическая защита. Материалы, технологии, инструменты и оборудование / Л.П. Зарубина. - Вологда: Инфра-Инженерия, 2015. – С. 31.

    3 Хайдерсбах, Р. Защита от коррозии и металловедение оборудования для добычи нефти и газа / Р. Хайдерсбах. - Вологда: Инфра-Инженерия, 2014. – С. 57.

    4 Панченко Ю.М., Стрекалов П.В., Жиликов В.П. и др. // Коррозия: материалы, защита. 2014. -№ 8. - С. 1-12.


    5 Бахвалов, Г.Т.; Турковская, А.В. Коррозия и защита металлов; М.: Металлургиздат - Москва, 2012. – С. 150.

    6 Семенова, И.В. Коррозия и защита от коррозии / И.В. Семенова, Г.М. Флорианович, А.В. Хорошилов. - М.: Физматлит, 2010. – С. 251

    7 Розенфельд И. Н. Коррозия и защита металлов; Мока - Москва, 2012. – С. 332.

    8 Федорченко, В. И. Коррозия металлов / В.И. Федорченко. - М.: Бибком, 2012. – С. 481.

    9 Хужакулов А. Ф., Алимов А. А., Махмудов М. Ж., Нуруллаев М. М. Защитные свойства консервационных масел и ингибиторов коррозии // Молодой ученый. — 2013. — №1. — С. 28-31. — URL https://moluch.ru/archive/48/6043/ (дата обращения: 20.12.2018).


    10 Хужакулов А. Ф., Алимов А. А., Махмудов М. Ж., Нуруллаев М. М. Защитные свойства консервационных масел и ингибиторов коррозии // Молодой ученый. — 2013. — №1. — С. 28-31. — URL https://moluch.ru/archive/48/6043/ (дата обращения: 20.12.2018).

    11 Урядников А.А., Камышова М.А., Цыганкова Л.Е. Использование отстоев подсолнечного масла для защиты стали от атмосферной коррозии. 2013. Вестник ТГУ, т. 18, вып. 1, С. 1.

    12 Щербаков В.Г. Технология получения растительных масел. М.: Колос, 1992. 206 с.

    13 Химия жиров / Б.Н. Тютюнников, З.И. Бухштаб, Ф.Ф. Гладкий и др. М.: Колос, 1992. 3-е изд., перераб. и доп. 448 с.


    написать администратору сайта