Ингибиторы коррозии

Виды ингибиторов

Ингибиторы коррозии металлов делятся:

• по создаваемому эффекту – катодные, анодные, комбинированные;

• по химическому происхождению – неорганические, органические, летучие;

• по области действия – в кислотной, щелочной, нейтральной среде.

Эффективность этих химических веществ обусловливается изменением состояния металлической поверхности после поглощения ингибитора либо формирования с металлическими катионами труднорастворимых веществ. Защитные оболочки, которые создают ингибиторы коррозии, во всех ситуациях имеют меньшую толщину, нежели наносимые покрытия. Действие подобных соединений бывает следующим: уменьшение размера активной поверхности либо изменение энергии ускорения процесса формирования коррозионных очагов.

Катодные и анодные ингибиторы процесса появления ржавчины способствуют снижению скорости протекания соответствующих электродных процессов, а комбинированные влияют на скорость обоих процессов. Возможность поглощения и создания на внешнем металлическом слое протекторных оболочек объясняются зарядом ингибирующих частиц и возможностью вступать с поверхностью в химическую реакцию.

Катодные ингибиторы коррозии обеспечивают снижение скоростных показателей протекания катодных процессов либо быстрое растворение металла. Анионные разновидности эффективнее всего предотвращают образование локальных коррозионных очагов. Зачастую для повышения уровня защиты металлических поверхностей от образования коррозионных очагов применяют ингибирующие композиции с разными примесями.

Возможные эффекты, сопровождающие этот процесс:

• эффект добавления (суммирование действий ингибирования отдельных элементов композиции);

• антагонизм (наличие одного из ингредиентов приводит к ослаблению эффекта ингибирования другого ингредиента);

• синергизм (ингредиенты смеси усиливают ингибирующий эффект друг друга).

Неорганические замедлители коррозии

Замедление процесса образования коррозионных очагов на металлической поверхности в опасных средах – одно из преимуществ множества неорганических соединений. Ингибирующий эффект данных веществ объясняется наличием в них катионов (Са2+, Zn2+, Ni2+, As3+, Bi3+, Sb3+) либо анионов (CrO2-4, Cr202-7, NO- 2, SiO2-3, PO3-4).

Экранирующие катодные ингибиторы коррозии выступают веществами, формирующими на микрокатодах не подвергающиеся растворению соединения, которые отлагаются в форме изолирующего непроницаемого покрытия. Для железа в среде на основе воды в роли подобных веществ могут выступить сульфат цинка, хлорид цинка, а в большинстве случаев - гидрокарбонат кальция.

Гидрокарбонат кальция — это максимально доступный по цене катодный экранирующий ингибитор, используемый в целях предотвращения появления коррозии на стали в конструкции водопроводов. Это соединение в содержащей щелочь среде создает нерастворимые вещества СаСОз, которые осаждаются на внешнем слое с ее изолированием от электролита.

Анодные неорганические ингибиторы коррозии оставляют на металлическом внешнем слое сверхтонкое (примерно 0,00001 мм) покрытие, затормаживающее процесс превращения металла в раствор. К категории анодных ингибиторов процесса появления ржавчины принадлежат вещества – образователи пленки и окислители, которые зачастую называют пассиваторами.

Катодно-анодные неорганические ингибиторы процесса возникновения ржавчины, к примеру, KJ, KBr в смесях с содержанием кислот одинаково затормаживают анодные и катодные реакции путем поддержания на металлическом внешнем слое хемосорбционного покрытия.

Пленкообразователи обеспечивают предотвращение разрушений металлических продуктов путем создания на их поверхности фазовых либо адсорбционных покрытий. В таком случае имеются в виду гидроксид натрия, карбонат натрия и фосфаты. Самыми распространенными являются фосфаты, зачастую используемые в целях протекции железа и стали в конструкции сточных комплексов разного назначения.

Наличие фосфатов обеспечивает появление на внешнем слое железа непроницаемого покрытия, содержащего Fe(OH)2 после уплотнения фосфатом железа. В целях повышения степени защиты фосфаты зачастую применяются вместе с полифосфатами.

Пассивирующие ингибиторы коррозии снижают скорость анодной реакции превращения металла в состояние раствора путем создания на его внешнем слое оксидов.

Протекание такой реакции возможно лишь на изделиях, имеющих склонность к пассивации. Пассивирующие ингибиторы – это эффективные, но небезопасные замедлители. В случае ошибочно определенной концентрации, при наличии ионов хлора либо при неподходящей кислотности среды они могут стать причиной ускорения появления ржавчины на металлической поверхности, в том числе привести к возникновению крайне проблемной точечной коррозии.

Хроматы и бихроматы натрия и калия способны выступить в роли ингибиторов процесса появления коррозионных очагов на железных, стальных (с оцинковкой), медных, латунных, алюминиевых поверхностях в промышленных комплексах водоснабжения.

В состав оксидной пленки входят Cr203 (¼ часть) и Fe203 (3/4).

Нитриты значительно замедляют процессы появления коррозии на множестве металлов (за исключением цинка и меди) при pH выше пяти. Они отличаются высокой производительностью и демократичной ценой в присутствии коррозионных очагов. Нитриты предотвращают появление ржавчины на металлах за счет формирования на них оксидного слоя.

Силикаты являются коррозионными ингибиторами комбинированного действия, снижающими скоростные показатели катодных и анодных процессов. Силикаты предупреждают образование коррозии на металле путем блокирования присутствующего в воде углекислого газа и создания на его поверхности протекторного слоя.

Состав этого слоя не отличается постоянством. Его текстура похожа на гель кремниевой кислоты, в которой адсорбируются соединения железа и соли жесткости, а толщина, как правило, составляет примерно 0,0002 см.

Полифосфаты являются водорастворимыми веществами метафосфатов формулы (МеР 03)n. Эти вещества предупреждают появление ржавчины на металле за счет формирования на его поверхности протекторного покрытия. В смесях на основе воды полифосфаты постепенно гидролизуются, образуя в итоге ортофосфаты. При наличии Са2+ и Fe3+ на поверхности появляется протекторное покрытие.

Наиболее распространенным в промышленной сфере веществом является натриевая соль гексафосфорной кислоты. Фосфаты и полифосфаты могут выступать в роли замедлителей процесса покрытия стали ржавчиной в воде и холодильных рассолах. Лучший результат получается при одновременном задействовании фосфатов и хроматов.

Органические ингибиторы

Значительное количество органических соединений может тормозить процесс возникновения ржавчины на металлических продуктах. Купить ингибиторы коррозии металлов можно посоветовать тем, кому нужны замедлители комбинированного действия, которые могут влиять на скоростные характеристики катодных и анодных процессов.

Адсорбция органических коррозионных ингибиторов производится исключительно на металлическом внешнем слое. Коррозионные продукты их не поглощают. Вот почему все замедлители задействуются при травлении металлических продуктов кислотами в целях ликвидации с их поверхности коррозионных очагов, окалины, накипи.

Органическими ингибиторами коррозии металла в большинстве ситуаций выступают алифатические и ароматические вещества, содержащие частицы азота, серы и кислорода.

Амины используются в роли замедлителей ржавчины на металле в средах с содержанием кислот и воды.

Тиолы (меркаптаны), органические сульфиды и дисульфиды являются более сильными ингибиторами, если их сравнивать с аминами. К этой категории принадлежат тиокарбамид, азимидобензол, алифатические тиолы, дибензил сульфоксид.

Органические кислоты и их соли выступают в роли ингибиторов ржавчины на железе в средах с содержанием кислот, масел и электролитов, а также замедлителей процесса наводороживания. Присутствие в органических кислотах амино- и гидроксильных соединений обеспечивает улучшение их протекционных качеств.

В смесях с наличием спирта, в особенности многоосновных (моноэтиленгликоль, пропиленгликоль), которые задействуются в охлаждающих комплексах, действенными ингибиторами процесса появления коррозионных очагов выступают КПГ-ПК и СП-В.

В средах на основе щелочей коррозионные ингибиторы задействуются при работе с амфотерными металлами, защите аппаратов для выпаривания, в чистящих составах, для сведения к минимуму самопроизвольного разряжения щелочных источников электричества.

Не так давно стали использоваться смесевые замедлители коррозии, защищающие арматурные элементы из стали в железобетоне. Такие вещества – лигносульфонаты, таннины, аминоспирты – формируют с катионами железа труднорастворимые соединения. Среди них особенно выделяются таннины, поскольку они благотворно влияют на бетон и могут вступать во взаимодействие со сталью, уже подвергшейся коррозии.

Новая категория средств – мигрирующие ингибиторы, способные диффундировать через бетонное покрытие и поглощаться на поверхности арматурных элементов из стали для затормаживания процесса образования ржавчины.

Среди ингибиторов для нейтральных сред максимальное внимание пользователей привлекают ингибирующие соединения для охлаждающих и водопроводных комплексов. Особенно среди них выделяются полифосфаты, поликарбоксильные аминокислоты, комплексоны – ЭДТА, НТА и проч., а также их заменители с содержанием фосфора – ОЭДФ, НТФ, ФБТК. Комплексоны обеспечивают защиту металлических поверхностей исключительно в жестких водах, где они соединяются с катионами Са2+ и Mg2+.

В комплексах многократного применения воды отличных показателей удалось достичь составам СП-В, прекрасно защищающими системы, в состав которых входят разные конструкционные металлы (железо, медь, алюминий и соответствующие сплавы).

Летучие замедлители коррозии представляют собой инновационные вещества, защищающие от атмосферной ржавчины заготовки и конечную продукцию из металла во время их хранения и доставки до пункта назначения. Эффективность таких веществ обусловливается появлением паров, диффундирующих через воздушный слой к металлической поверхности и защищающих ее. Такие соединения до этого задействовались обычно для предотвращения формирования ржавчины на поверхностях военного и энергетического оборудования. Сейчас замедлители СП-В стали еще более популярными. Особенность самых эффективным летучих замедлителей коррозии – долговременная (свыше трех месяцев) защита металлических поверхностей от ржавчины даже после их изъятия из упаковки – эффект последействия.