1.5. Эффективность действия ингибиторов

Количественная оценка действия ингибитора (в определенной концентрации) на скорость коррозионного процесса характери­зуется коэффициентом ингибирования у или защитным действи­ем Z.

Коэффициентом ингибирования называется отношение скорости коррозии металла в среде, не содержащей ингибитора, к скорости коррозии того же металла после введения в эту среду ингибитора коррозии:

где у — коэффициент ингибирования; V_коpp — скорость корро­зии металла в коррозионной среде, не содержащей ингибитора; V — скорость коррозии металла в тех же условиях, но при наличии ингибитора.

Защитное действие ингибитора, выражаемое в про­центах, определяется по уравнению:

Значение величин коэффициента ингибирования и защитного действия ингибитора особенно полезно при сравнении эффективно­сти применения различных ингибиторов.

Пересчет одного из этих параметров в другой осуществляется следующим образом:

6. Влияние некоторых факторов на эффективность действия ингибиторов

На эффективность действия ингибиторов коррозии влияют вну­тренние и внешние факторы коррозии металлов, причем к наиболее важным относятся кислот­ность коррозионной среды и концентрация ингибитора.

В реальных коррозионных системах упомянутые факторы могут взаимодействовать между собой, что затрудняет выявление меха­низма действия ингибиторов и проектирование ингибиторной за­щиты.

Концентрация ингибитора является важным параметром, определяющим эффективность защиты. В принципе максимальный коэффициент ингибирования должен достигаться при введении в коррозионную среду ингибитора в количестве, достаточном, чтобы покрыть поверхность металла мономолекуляр­ным слоем.

Для большинства органических ингибиторов характерно, что по мере роста их концентрации до какого-то предельного значе­ния наблюдается увеличение защитного действия, при дальней­шем же увеличении их концентрации эффективность действия не меняется. Известны случаи, когда по мере роста концентрации ингибитора его защитное действие возрастает, достигая максимума, а затем уменьшается (например, в воде этот эффект обнаруживают полифосфаты, в серной кислоте — тиомочевина). При увеличении концентрации некоторых ненасыщенных органических соедине­ний (например, производных ацетилена, находящихся в кислых средах) наблюдается постоянный рост защитного действия.

Совсем другая зависимость между защитным действием и кон­центрацией ингибитора обнаруживается в случае неорганических анодных ингибиторов — пассиваторов. При малых концентрациях этих ингибиторов наблюдается рост скорости общей коррозии (ингибиторы действуют как деполяризаторы катодного процесса), и только после достижения некоторой критической концентрации наступает резкое уменьшение скорости коррозии вследствие пас­сивации металла.

Для каждой конкретной системы оптимальную концентрацию ингибитора определяют эмпирически. Установленная в лаборатор­ных исследованиях концентрация ингибитора может оказаться недостаточной в промышленных условиях, так как ингибитор мо­жет абсорбироваться на образующихся в работающих аппаратах продуктах коррозии, может разрушаться (например, микроорга­низмами), осаждаться из раствора или испаряться. Поэтому на практике в первый момент «пуска» ингибиторной защиты вводят в коррозионную среду избыточное количество ингибиторов, а в дальнейшем контролируют их концентрацию и по мере необходи­мости восполняют убыль.

Кислотность среды, т. е. значение рН, тоже важно учитывать — подавляющее число ингибиторов действует эффек­тивно только при определенном значении рН. Это связано со стой­костью защитных пленок или ингибитора. Пленкообразующие (экранирующие) ингибиторы проявляют защитное действие только в таких средах, в которых возможно образование труднораство­римых осадков. Для неорганических карбонатов и фосфатов реак­ция среды должна быть близкой к нейтральной. Стабильность многих соединений, в частности окислителей, зависит от рН среды. Так, например, хроматы, стабильные и эффективные в нейтраль­ных средах, в кислых восстанавливаются на поверхности ме­талла

ускоряя катодную реакцию и, соответственно, коррозию ме­талла.

Эффективное действие в кислых средах проявляет множество органических соединений — так называемых ингибиторов травления.