Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Оборудование и материалы для производств неорганических веществ. Учебно-методическое пособие
.pdf
Лабораторная работа 6
ЗАЩИТА ОТ КОРРОЗИИ ИНГИБИТОРАМИ
Цель работы: исследовать влияние различных ингибиторов на
скорость коррозии металлов.
Общие сведения
Методы защиты металлов от коррозии условно можно разделить
на две группы. К первой относятся способы защиты при непосредственном воздействии на металл, например нанесение покрытий, ко
второй группе можно отнести методы воздействия на металл через
изменения свойств или состава агрессивной среды.
Обработка среды может заключаться либо в удалении из нее
агрессивных компонентов, либо во введении в нее ингибиторов. Примером первого случая может служить удаление из воды растворенного
в ней кислорода, т. е. деаэрация водных растворов.
Ингибиторами называют вещества, которые при введении
в коррозионную среду (в незначительном количестве) заметно снижают скорость коррозии металла. По природе агрессивной среды различают ингибиторы кислой коррозии (снижающие скорость коррозии
в кислых средах), ингибиторы щелочной коррозии, ингибиторы коррозии в нейтральных средах, ингибиторы атмосферной коррозии.
Ингибирование применяется преимущественно в системах с постоянным обменом агрессивного раствора, например при защите небольших промежуточных резервуаров, травильных ванн или паросиловых установок.
По механизму действия замедлителя ингибиторы разделяют на
катодные, анодные и смешанные.
Некоторые ингибиторы коррозии преимущественно замедляют
анодный процесс, при этом пассивируют поверхность металла. К ним
относятся вещества, обладающие окислительными свойствами (хроматы, дихроматы, нитриты и др.). Концентрация вводимого ингибитора зависит от состава и свойств среды, от температуры процесса. Если
концентрация или активность анодного ингибитора недостаточна,
чтобы запассивировать всю поверхность металла, тогда происходит
только уменьшение площади анодной поверхности. Коррозия может
сосредоточиться на небольших анодных участках, вследствие этого
81
разрушение из общего или местного может стать точечным, более
опасным.
К катодным замедлителям относятся вещества, способные тормозить отдельные стадии катодного процесса. Например, введение
сульфатов и хлоридов цинка способствует сокращению площади катодных участков. Введение поглотителей кислорода (например,
Na
SO4) уменьшает коррозию в процессах с кислородной деполяриза-
2
цией. Ингибиторы, замедляющие катодный процесс в кислых растворах, вызывают торможение катодного процесса вследствие, например,
увеличения перенапряжения выделения водорода. Многие ингибиторы
являются смешанными, замедляют как анодный, так и катодный процессы.
Необходимые принадлежности
1. Образцы углеродистой стали.
2. Установка для определения скорости коррозии объемным ме-
тодом по количеству выделяющегося водорода.
3. Раствор H
SO4 с концентрацией 10 % (или 5 %) без добавки и
2
с добавкой различных ингибиторов (0,1; 0,3; 0,5 %, К2Сг2О7; 0,1 %
Bi(SO
; 0,5 % уротропина).
4)3
4. Аналитические весы.
5. Масштабная линейка.
6. Наждачная бумага.
7. Фильтровальная бумага.
Проведение работы и обработка результатов
В данной работе исследуется влияние различных ингибиторов
на скорость коррозии образца углеродистой стали в 10 % (или 5 %)
Н
SO4. Скорость коррозии определяется по потере массы или количе-
2
ству выделившегося водорода.
Образцы стали с измеренной поверхностью зачищают наждачной бумагой, тщательно обезжиривают, промывают, сушат и взвешивают на аналитических весах. Затем их помещают в установку для измерения скорости коррозии объемным методом (см. подробнее в лабораторной работе 2).
Испытания ведут в 10 % (или 5 %) Н
SO4 без добавок и с добав-
2
ками ингибиторов. Продолжительность опыта 60 мин.
82
Запись изменения уровней в бюретках проводят каждые 10–
N
обр.
Инги-
битор
S,
см
2
mн, г
до
ис-
пыт.
m
к,
г
после
ис-
пыт.
Δm
K,
г/м
2
·ч
Изменения
уровня
раствора, см
3
Количество
выделившегося
водорода,
см3/см
2
20
40
60
20
40
60
1 2 3 4 5 6 7 8 9
10
11
12
13
%100
0
10
×
-
=
K
KK
Z
20 мин. После окончания опыта образцы извлекают из раствора, промывают проточной водой, протирают фильтровальной бумагой. Тщательно высушенные образцы взвешивают на аналитических весах. Результаты работы представляют в виде таблицы.
Таблица
Результаты испытаний
По результатам работы необходимо:
1. Определить скорость коррозии металла в среде без замедли-
теля K
и с замедлителем K1 по методике и формулам, представленным
0
в лабораторной работе 2.
2. Вычислить эффективность действия ингибитора (%).
Эффективность действия замедлителя выражается соотношением
, (1)
где K
рость коррозии в среде с замедлителем, г/(м
– скорость коррозии в среде без замедлителя, г/(м2·ч); K1 – ско-
0
2
·ч).
3. Построить график, показывающий изменение количества вы-
делившегося газа с единицы поверхности во времени.
4. На основании анализа экспериментальных данных объяснить
действие каждого из применяемых ингибиторов.
Контрольные вопросы
риалов.
1. Методы защиты от коррозии. Их классификация.
2. Ингибиторы коррозии и принцип их действия.
3. Механизм действия катодных и анодных ингибиторов.
4. Виды разрушений неметаллических конструкционных мате-
83
Список использованных источников
1. Хуснутдинов, В. А. Оборудование производств неорганических веществ: учебное пособие для вузов / В. А. Хуснутдинов,
Р. С. Сайфуллин, И. Г. Хабибуллин. – Л.: Химия, 1987. – 248 с.
2. Тетеревков, А. И. Оборудование заводов неорганических веществ и основы проектирования / А. И. Тетеревков, В. В. Печковский. – Минск: Высш. школа, 1981. – 335 с.
3. Сапожников, М. Я. Механическое оборудование предприятий
строительных материалов, изделий и конструкций / М. Я. Сапожников. – М.: Высшая школа, 1971. – 382 с.
4. Зубова, А. Ф. Надежность машин и аппаратов химических
производств / А. Ф. Зубова. – Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние,
1978. – 215 с.
5. Беккерт, М. Мир металла / М. Беккер, пер. с нем. М. Я. Аркина; под ред. В. Г. Лютцау. – М.: Мир,1980. – 152 с.
6. Петрунько, А. Н. Титан в новой технике / А. Н. Петрунько,
Ю. Г. Олесов, В. А. Дрозденко. – М.: Металлургия, 1979. – 160 с.
7. Структура и прочность композиционных материалов: учеб
пособие / А. И. Хацринов [и др.]. – Казань: Изд-во КГТУ, 2000. – 152 с.
8. Клинов, И. Я. Коррозия химической аппаратуры и коррозионностойкие материалы / И. Я. Клинов. – М.: Машиностроение, 1967. –
468 с.
9. Жарский, М. И. Коррозия и защита металлических конструкций и оборудования: учеб. пособие / М. И. Жарский. – Минск:
Вышэйная школа, 2012. – 303 с.
10. Конструкционные материалы для изготовления оборудования: методические указания / сост. Л. Н. Нажарова, Г. Р. Фасеева. –
Казань: Изд-во КФУ, 2016. – 40 с.
11. Свойства неорганических соединений: справочник
А. И. Ефимов [и др.] – Л.: Химия, 1983 – 392 с.
12. ГОСТ 3.1109-82. ЕСТД. Термины и определения основных
.
/
понятий.
13. ГОСТ 31383-2008. Защита бетонных и железобетонных
конструкций от коррозии. Методы испытаний.
84
14. ГОСТ 24211-2008. Добавки для бетонов и строительных
растворов. Общие технические условия (с Изменением N 1) (с Поправкой).
15. ГОСТ 25192-2012. Бетоны. Классификация и общие технические требования.
16. ГОСТ 380-2005. Сталь углеродистая обыкновенного качества. Марки (с Изменением N 1).
17. ГОСТ 4543-2016. Металлопродукция из конструкционной
легированной стали. Технические условия.
18. ГОСТ Р 55375-2012. Алюминий первичный и сплавы на его
основе. Марки.
19. ГОСТ 19807-91. Титан и сплавы титановые деформируемые. Марки (с Изменением N 1).
20. ГОСТ 1412-85. Чугун с пластинчатым графитом для отливок. Марки.
21. ГОСТ 3778-98. Свинец. Технические условия.
22. ГОСТ 6533-78. Днища эллиптические отбортованные сталь-
ные для сосудов, аппаратов и котлов. Основные размеры.
23. ГОСТ 20680-2002. Аппараты с механическими перемешивающими устройствами. Общие технические условия.
24. ГОСТ 34347-2017. Сосуды и аппараты стальные сварные.
Общие технические условия.
25. ГОСТ 5272-68. Коррозия металлов. Термины.
Литература для подготовки
к защите лабораторных работ
1. Жарский, М. И. Коррозия и защита металлических конструкций и оборудования: учеб. пособие / М. И. Жарский. – Минск:
Вышэйная школа, 2012. – 303 с.
2. Болдырева, О. Н. Коррозия металлов и сплавов и основные
методы защиты от коррозии: учеб. пособие / О. Н. Болдырева,
А. В. Звягинцева. – Воронеж: Воронежский гос. техн. ун-т, 2009. –
190 с.
3. Журавлев, Б. Л. Электрохимическая коррозия металлов:
учеб. пособие / Б. Л. Журавлев, Р. А. Кайдриков, Л. Р. Нуруллина. –
Казань: Изд-во КГТУ, 2003. – 80 с.
4. Кайдриков, Р. А. Коррозия металлов в растворах электролитов: учеб. пособие / Р. А. Кайдриков, Б. Л. Журавлев, Л. Р. Нуруллина. – Казань: Изд-во КГТУ, 2005. – 126 с.
5. Кудряков, О. В. Коррозия и коррозионно–стойкие покрытия:
учеб.пособие / О. В. Кудряков. – Ростов-на/Д.: Донской гос. техн. ун-т,
2005. – 91 с.
6. Семенова, И. В. Коррозия и защита от коррозии: учеб. пособие для студентов вузов обучающихся по спец. ХТНВиМ / И. В. Семенова, Г. М. Флорианович, А. В. Хорошилов; под. ред. И. В. Семеновой. – М.:ФИЗМАТЛИТ, 2002. – 334 с.
7. Структура и коррозия металлов и сплавов: Атлас: справочник / под. ред. Е. А. Ульянина. – М.: Металлургия, 1989. – 399 с.
8. Справочник по коррозии: справочник / Х. Рачев, С. Стефанова. – М.: Мир, 1982. – 519 с.
9. Шлугер, М. А. Коррозия и защита металлов / М. А. Шлугер,
Ф. Ф. Ансогин, Е. А. Ефимова. – М.: Металлургия, 1987. – 216 с.
10. Клинов, И. Я. Коррозия химической аппаратуры и коррозионностойкие материалы / И. Я. Клинов. – М.: Машиностроение,
1967. – 468 с.
Плотности некоторых металлов
Металл (сплав)
Плотность,
кг/м3
Металл (сплав)
Плотность,
кг/м3
Алюминий
2712
Мельхиор
8940
Ванадий
5494
Монель
8360–8840
Вольфрам
19600
Нержавеющая
сталь
7480–8000
Железо
7850
Никель
8800
Желтая латунь
8470
Олово
7280
Обычные бронзы
(8–14 % Sn)
7400–8900
Серебро
10490
Ковкий чугун
7750
Свинец
11340
Кобальт
8746
Титан
4500
Легкие сплавы
алюминия
2560–2800
Углеродистая
сталь
7850
Легкие сплавы
магния
1760–1870
Цинк
7135
Магний
1738
Чугуны
6800–7800
Группа стойкости
Скорость коррозии,
мм/год
Балл
Совершенно
стойкие
Менее 0,001
1
Весьма стойкие
0,001–0,005
2
0,005–0,010
3
Стойкие
0,01–0,05
4
0,05–0,10
5
Пониженно
стойкие
0,1–0,5
6
0,5–1,0
7
Малостойкие
1,0–5,0
8
5,0–10,0
9
Нестойкие
Более 10,0
10
Приложение
Таблица П1
Шкала коррозионной стойкости металлов
Таблица П2
87
УЧЕБНОЕ ИЗДАНИЕ
Подписано в печать 20.04.2020
Формат 60´84 1/16
Бумага офсетная
Печать ризографическая
5,12 усл. печ. л.
5,5 уч.-изд. л.
Тираж 100 экз.
Заказ 16/20
Издательство Казанского национального исследовательского
технологического университета
Отпечатано в офсетной лаборатории Казанского национального
исследовательского технологического университета
420015, Казань, К. Маркса, 68
Лилия Назилевна Нажарова
ОБОРУДОВАНИЕ И МАТЕРИАЛЫ
ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВ
НЕОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ
Редактор Д. С. Аношкина
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]