книги из ГПНТБ / Ингибиторы коррозии металлов сборник трудов

Вы в о л w

о0 Введение 0,5% ГРК-1 в 10%-ный раствор серной кислоты при

20°, 60°, 80° и 100°С уменьшает скорость коррозии низколегирован­ ной стали 12Х1МФ.

2) С увеличением температуры растворов серной кислоты от 20°—100°С растет защитное действие ингибитора ГРК-1.

3) Присутствие ГРК-1 в 10%-ном растворе серной кислоты улуч­ шает состояние поверхности металла при травлении и уменьшает шламообразоваиие.

ГРК-1 — эффективный ингибитор коррозии низколегированной стали 12Х1МФ.

ЛII Т Е Р А Т У Р А

\.Л. Ф. Горин, В. И. Родионова, М. А. Шервинская. См. настоящий сборник стр. 88

2.И. Н. Путилова, С. А. Балезин, В. П. Баранник. «Ингибиторы коррозии метал­ лов», Госхнмиздат, М., 1968, стр. Г2.

3.Н. В. Богоявленская. «Травление и обезжиривание труб из сталей и сплавов». Изд. «Металлургия», М., 1967, стр. 11.

С. А. БАЛЕЗИН, Л. Ф. ГОРИН, В. И. РОДИОНОВА, Л. .4. ВИНОГРАДОВА

ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫЙ ИНГИБИТОР ГРК-2 — СТИМУЛЯТОР ПРОЦЕССА СТРАВЛИВАНИЯ ОКАЛИНЫ С ПОВЕРХНОСТИ СТАЛИ 12Х1МФ

Термообработка труб из низколегированной стали 12Х1МФ в окислительной атмосфере печей при 950—980°С приводит к образо­ ванию на внутренней и наружной их поверхностях толстого (1 — 1,5 мм) и комтактного слоя окалины, который трудно удаляется с поверхности труб низколегированных сталей [1]. Кислотное травле­ ние изделий из этих сталей даже в течение 10—СО часов не всегда дает положительные результаты.

Известно, что травление в растворах неорганических кислот со­ провождается некоторым наводороживанием металла, растравли­ ванием. его поверхности, образованием язв [2, 3]. Поэтому кислот­ ное травление сталей желательно проводить в присутствии таких ингибиторов, которые бы ускоряли процесс растворения окалины и снижали бы потери металла.

Задачей нашего исследования было определение возможности применения ингибитора ГРК-2 для удаления окалины с поверхности

низколегированной стали 12Х1МФ. ГРК-2 — это дешевый ингиби­ тор, продукт аммонолпза боенных отходов. Он представляет собой смолообразную массу темно-коричневого цвета, хорошо раствори­ мую в кислотах и в присутствии ионов Fe3+.

Исследование защитного действия ГРК-2 при растворении чис­ того .металла в 10%-ном растворе серной кислоты при 80°С весовым методом показало, что эффективность действия его выше, чем ГРК-1 [4]. Результаты эксперимента приведены в табл. 1.

Таблица 1

Скорость коррозии низколегированной стали 12Х1МФ з 10%-ном растворе серной кислоты в присутствии ингибитора ГРК-2 при 80°С

(Время опыта 1 чае.)

25 раз.

Далее было изучено влияние добавки ингибитора ГРК-2 па ско­ рость удаления окалины с поверхности стали 12Х1МФ при травле­ нии ее в растворах серной кислоты.

Объектом исследования были образцы — кольца из стали 12Х1МФ (площадь 45—50 см2), покрытые окалиной. Окалина па образцах формировалась нами в термолечи в лабораторных усло­ виях по заводской методике. Образцы стали предварительно тща­ тельно зачищались, обезжиривались и помещались в печь при тем­ пературе 40°С. В течение двух часов температура в печи доводи­ лась до 960°С. При этой температуре образцы выдерживались в те­ чение 50 мин. Затем печь выключалась и образцы охлаждались в ней. Образовавшаяся -окалина па образцах была плотная, темно-се­ рого цвета. По истечении суток образцы-кольца подвергались трав­ лению. Каждый образец вносился в стеклянный сосуд с обратным холодильником, в нагретый травильный раствор. Соотношение объе­ ма травильного раствора и поверхности образца поддерживалось равным 4 : 1. Травление проводилось при 98°С в 10%-иых растворах серной кислоты в присутствии 0,5% ингибитора ГРК-2 и без него.

Для оценки влияния присутствия ионов Fe3+ па защитное дей­ ствие ингибитора и на продолжительность стравливания окалины в контрольные растворы и в растворы с ингибитором вводили по 1% Fe2(S04)3 *9Н20 (0,2 г-ион/л Fe3+).

82

Время, необходимое для полного удаления окалины со всей по­ верхности образца (продолжительность травления), определялось визуально. После удаления окалины поверхность образна промыва­ лась струен теплой и холодной воды, осушалась, обезжиривалась. Образец взвешивался.

Результаты наблюдений по травлению стали 12X1МФ приводят­ ся в табл. 2.

Таблица 2

Влияние ингибитора ГРК-2 на продолжительность стравливания окалины с поверхности низколегированной стали 12Х1МФ в 10%-ном растворе серной кислоты при 98°С

Полученные данные показывают, что при 98°С в 10%-ном раст­ воре серной кислоты без добавок время удаления окалины с поверхности металла более 8-мп часов. Поверхность стали сильно растравлена, черного цвета, большое, количество шлама. Присутст­ вие 0,2 г-ион/л Fe°+ несколько уменьшает время отравления ока­ лины, по .приводит к язвенным разрушениям поверхности металла.

Травильный раствор, содержащий ингибитор ГРК-2, удаляет окалину за 3,5 часа, то есть время стравливания окалины'умень­ шается более чем в два раза по сравнению с контролем; поверх­ ность металла гладкая темно-серого цвета, шлама на образцах п в объеме раствора очень мало. При очистке образцов после травле­ ния с их поверхности струей воды удаляются все остатки окалины.

Совместное присутствие в травильном растворе 0,5% ГРК-2 и 0,2 г-ион/л Fe3'b снижает время стравливания окалины в четыре раза при хорошем состоянии поверхности металла.

В ы в о д ы

J ) ГРК-2 — эффективный ингибитор коррозии низколегирован­ ной стали 12Х1МФ в 10%-ном растворе серной кислоты.

2) Присутствие 0,5% ГРК-2 в 10%-ном растворе серной кислоты

при 98 С уменьшает время стравливания окалины с поверхности стали 12Х1МФ.

3) Введение в травильный раствор, содержащий 0,5% ГРК 0,2 г-ион/л Fe3+ приводит к значительному сокращению времени отравления окалины с поверхности стали 12Х1МФ при хорошем состоянии поверхности металла.

ЛИ Т Е Р А Т У Р А

\.И. В. Богоявленская, «Травление .и обезжиривание т.руб из сталей и опитавов», Изд. «Металлургия»чМ., 1967, стр. 11.

2.И. И. Подобаев, В. И. Родионова, Л. 3. Бондаренко, Со. «Ингибиторы кор­

розии металлов», № 3, Изд. МГПИ им. В.И. Ленина, М., 1969, стр. 116.

3. И. П. Жетвин, Ф. С. Раховская, В. И. Ушаков. «Удаление окалины с поверх­ ности металла», Изд. «Металлургия», М., 1964 г.

4. Л. Ф. Горин, В. И. Родионова, Л. А. Виноградова. См. настоящий сборник, стр. 78.

Л. Ф. ГОРИН, В. И. РОДИОНОВА, М. .4. ШЕРВИНСКАЯ

О ВЛИЯНИИ ИНГИБИТОРА ГРК НА КОРРОЗИЮ НЕКОТОРЫХ ЧЕРНЫХ И ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ В ВОДНЫХ НЕЙТРАЛЬНЫХ И КИСЛЫХ СРЕДАХ

Из литературных данных известно, что белковые вещества и

•аминокислоты обладают ингибиторным действием [1, 2]. Нам уда­ лось приготовить дешевый ингибитор белкового характера из боенных отходов — ГРК. Ингибитор ГРК представляет собой смоло­ образную, вязкую массу бурого цвета, растворимую в воде и мине­ ральных кислотах, обладающую пенообразующим свойством.

В настоящей работе мы исследовали весовым методом влияние добавок ГРК на коррозию стали 10, меди, латуни, свинца и алюми­ ния при 20°С в воде, в растворах серной п азотной кислот. На каждую экспериментальную точку бралось по три образца металла.

Результаты коррозионных испытаний в воде с вышеперечислен­ ными металлами представлены в табл. 1. (Образцы находились в

равномерная коррозия стали, на поверхности металла образуется большое количество шлама. Раствор остается прозрачным в при­

сутствии всех металлов.

Аналогичным образом было исследовано влияние добавок ГРК на коррозию стали 10, меди, латуни в растворах серной кислоты

84

различных концентраций н в 10%-ном растворе азотной кислоты при 20°С.

Таблица 1

Влияние добавки 0,5% ГРК-1 на скорость коррозии стали 10, меди, латуни, свинца и алюминия в воде при 20°С

В табл. 2 представлены результаты коррозионных испытаний стали 10 в сернокислых растворах в присутствии добавок 0,5% ГРК.

Как видно из табл. 2, ГРК в растворах серной кислоты прояв­ ляет себя как ингибитор для стали 10 с защитным действием 85—88%. На поверхности металла формируется плотная фазовая пленка, которая сохраняется после промывания и высушивания об­ разцов.

Таблица 2

Влияние ГРК на скорость коррозии стали 10 в растворах серной кислоты при 20°С (Время опыта 24 часа)

Весьма интересно то, что ГРК проявляет защитное действие и по отношению к цветным металлам в растворах серной кислоты.

85

Результаты исследования влияния добавок ГРК па скорость кор­ розии меди и латуни в растворах серной кислоты при 20°С пред­ ставлены в табл. 3.

Таблица 3

Влияние добавки 0,5% ГРК на скорость коррозии меди и латуни в растворах серной кислоты при 20°С

Как видно из табл. 3, защитное действие ГРК для меди и латуни наибольшее в 5%-ном растворе серной кислоты и достигает 67,9% для меди и 93,7% для латуни.

Известно, что растворение меди в разбавленных кислотах про­ текает с участием кислорода воздуха. Факт замедления растворе­ ния меди и латуни в разбавленной серной кислоте в присутствии добавки ГРК можно, очевидно объяснить тем, что в его присутст­ вии блокируется диффузия кислорода к поверхности металла.

Представляло интерес выяснить влияние ГРК на растворение стали, меди и латуни в азотной кислоте. Если защитное действие ГРК связано с адсорбцией и формированием на поверхности метал­ ла защитной пленки, то и в азотной кислоте можно было бы ожи­ дать проявления защитного действия. Результаты исследования влияния ГРК на коррозию стали, меди и латуни в 10%-ной азотной кислоте представлены в табл. 4.

Как видно из табл. 4, добавление ГРК к 10%-ному раствору азотной кислоты замедляет растворение стали в 2,2 раза, меди в 1,8 раза, а латуни в 4 раза.

Факт торможения реакции растворения стали, меди и латуни в азотной кислоте в присутствии ГРК подтверждает предположение

8 J

о том, что это вещество — ингибитор адсорбционного действия, об' разующий на поверхности металла защитный фазовый слой.

Таблица 4

Влияние добавки 0,5% ГРК на скорость коррозии стали 10, меди и латуни в 10% азотной кислоте при 20°С за 24 часа

Вы в о д ы

1.Ингибитор ГРК является стимулятором коррозии стали, ме­ ди, латуни, свинца и алюминия в воде при 20°С.

2.ГРК является ингибитором кислотной коррозии в серной и

азотной кислотах для стали, меди и латуни при 20°С.

3. Защитное действие ГРК в кислых средах связано с формиро­ ванием на поверхности металла фазовой пленки.

ЛИ Т Е Р А Т У Р А

1.Путилова И. И., Балезин С. А., Баранник В. П. «Ингибиторы коррозии ме­ таллов». Госхимиздат, 1958 г.

2.А. Алцыбеева, С. Левин. «Ингибиторы коррозии металлов», Изд. «Химия»,

Л., 1968 г.

3.5>. W. Fox and J. F. Foster. „Introduction to protein chemistry4*, N. J.—Z., 1957.

II.//. ПОДО БАЕВ, H. Л. ХАРЬКОВСКАЯ, М. Н. МАКСИМЕНКО

В Л И Я Н И Е Н Е К О Т О Р Ы Х И Н Г И Б И Т О Р О В

Некоторые эффективные ингибиторы коррозии металлов в сер­ ной кислоте не защищают металл в сульфампновой кислоте [1], что

является следствием различного строения анионов H2NS03~ и

so42-.

Известно, что роданиды в концентрации менее 0,01 М стимули­ руют коррозию железа в серной кислоте [2]. Смеси же роданида с органическими азотсодержащими соединениями обладают спнергпгическпм действием.

В данной работе изучено влияние на скорость анодной реакции на железе Армко в сульфаашновой и для сравнения в серной кис­ лотах роданида калия в смеси с н-октпламином и катаппном Б-300.

Выбранная концентрация KCNS(5- 10“3М) отвечает его стиму­ лирующему действию.

Снимались стационарные поляризационные кривые в потенцпостатическом режиме в сторону анодных потенциалов в интервале pH 0,4-!-4,6 при t = 22°С. Необходимые значения pH задавали до­ бавлением к раствору едкого натра.

Результаты исследования

1. Влияние pH.

Из е, lg i — кривых находили тафелевскне коэффициенты b и lg/a при потенциалах коррозии в сульфаматных растворах, не со­

держащих добавок (при 8коррр ). Полученные данные приведены в табл. 1.

Изменение lg Lв присутствии добавок при екорр3 з зависимости от pH растворов показано на рис. 1.

о Ъ

pH Рис. 1. Изменение lgia в зависимости от pH в 1 м сульфаматных (1—4!) и в сульфатных ( V—4') растворах, содер­

жащих добавки:

88

Таблица 1

Значения Ьй на начальных линейных участках е, lg i—кривых и Ig/' [три f

(значения в числителе — для сульфаматных растворов, значения в знаменателе — для сульфатных растворов).

Концентрация анионов при pH = 0,4-^3,0 — 1 г-uoHj.i.

KCNS 5 - 10_3 М

Анализ данных, полученных в сульфаматных растворах, показы­ вает следующее.

Роданид калия несколько уменьшает коэффициент ba; при pH 0,4-:-3,0 ускоряет, а при pH = 4,6 сильно замедляет анодную реак-

дню (рис. 1, 2). 3. А. Пофа [3] объясняет стимулирующее действие роданида влиянием на анодный процесс сероводорода, образующе­

реакция в присутствии катапина. Каталин изменяет механизм анодной реакции. Электрохими­ ческая стадия анодной реакции, .видимо, становится двухэлектрон-

кой (Ьа — —— = 60 мв). Его тормозящее действие с увеличени­

ем pH возрастает (табл. 1, рис. 1,2). Адсоронрованные катионы катапина препятствуют протеканию анодной реакции с участием гид-

действие при pH = 0,4 ниже, чем отдельно взятого октлламина, и возрастает с увеличением pH. При переходе ъ pH = 4,6 тормозящее действие резко возрастает, как это характерно для отдельно взя­ того роданида калия. Механизм анодной реакции остается неизмен­ ным. Однако, соадсорбция анионов CNS" (или HS- в кислой сре­ де) с катионами октиламина вызывает торможение стадии, в кото рой участвуют гидроксил-и-оны.

•90