Лекция 10. Ингибиторы коррозии металлов. Упаковочные материалы

План

1. Механизм ингибирования коррозии

2. Классификация ингибиторов. Адсорбционные и пассивирующие ингибиторы

3. Ингибиторы кислотной коррозии металлов

4. Ингибиторы коррозии в нейтральных средах

5. Упаковочные материалы для металлоизделий на бумажной основе

1. Механизм ингибирования коррозии

С коррозией металлов человечество столкнулось очень давно – сразу после вступления в железный век. Однако лишь в наши дни она превратилась в одну из глобальных проблем. Несмотря на широкое развитие промышленности синтетических материалов, металлы и сплавы по-прежнему остаются основным конструкционным материалом. Более того, объёмы производства металлов неуклонно растут. С увеличением объемов выплавляемого металла растут и его потери от коррозии. С коррозией связано и загрязнение окружающей среды – как прямыми её продуктами, так и косвенными (вредными веществами, попадающими в почву, воду и атмосферу в результате аварий и катастроф, вызванных коррозией промышленного оборудования). В этом состоит основной экологический аспект коррозионной проблемы.

Одной из основных мер по защите металлов от коррозии является применение ингибиторов коррозии.

Ингибиторы коррозии – вещества, которые при добавлении в коррозионную среду или в упаковочные средства (временные защитные покрытия) снижают скорость коррозии и уменьшают её вредные последствия.

Защитное действие ингибитора связано с изменением состояния поверхности защищаемого металла и кинетики реакций, лежащих в основе коррозионного процесса. Ингибиторы вводятся в настолько малых количествах, что в отличие от нейтрализаторов, диаэраторов среды практически не оказывают на неё влияния. Иногда ингибиторы изменяют рН среды. Применение ингибиторов является экономичным, эффективным и универсальным методом защиты металлов от коррозии. Этот метод почти не требует дополнительного оборудования.

Количественная характеристика эффективности ингибитора как средства, уменьшающего степень коррозии, выражается либо коэффициентом торможения γ = I / I^/, где I и I^/ - скорости коррозии в отсутствие и присутствии ингибитора, либо степенью защиты . Скорость коррозии благодаря введению ингибитора может быть снижена в любое желаемое число раз, а степень защиты доведена почти до 100%.

Эффективность ингибитора определяется как его природой, так и природой корродирующего металла; а также температурой. Большинство коррозионных процессов по своей природе относятся к электрохимическим.

2. Классификация ингибиторов. Адсорбционные и пассивирующие ингибиторы

Ингибиторы можно классифицировать по различным признакам. Так, по составу их разделяют на две группы – неорганические и органические (металлорганические, кремнийорганические, их смеси и так далее). По областям применения их разделяют на ингибиторы кислотной коррозии, коррозии в нейтральных средах (морской или пресной воде, солевых растворах) и в щелочах. По условиям применения различают ингибиторы низкотемпературные и высокотемпературные.

По особенностям механизма их действия ингибиторы классифицируют на адсорбционные и пассивирующие.

Адсорбционные ингибиторы относятся к классу поверхностно-активных веществ, способных адсорбироваться на поверхности металла. В результате адсорбции происходит торможение катодной (катодные ингибиторы) или анодной (анодные ингибиторы) реакций. Смешанные ингибиторы уменьшают скорость и анодного, и катодного процессов одновременно.

Пассивирующие ингибиторы способствуют образованию на поверхности металлозащитной плёнки и переводу металла в пассивное состояние. замедление коррозии связано прежде всего с исключением из коррозионного процесса части поверхности из-за её экранирования ингибитором.

Защитное действие пассивирующих ингибиторов основано на смещении потенциала металла в положительную сторону и переводе его в пассивное состояние. Такой эффект может быть достигнут различными путями, но во всех случаях причиной снижения скорости коррозии является образование поверхностного защитного слоя. Ингибиторы могут непосредственно участвовать в формировании этого слоя.

При выборе ингибиторов следует исходить не только из того, как они уменьшают скорость окисления металла, но и из того, как они влияют на механические свойства металла. Поэтому, например, поверхностно-активные органические вещества (ПАОВ) с преобладающей катионной функцией более предпочтительны, чем вещества с анионной функцией. Применение правильно подобранных ингибиторов может не только предотвратить растворение металла, но и улучшить его механические свойства.