Ингибиторная защита от коррозии

Ингибиторы коррозии используются для замедления образования ржавчины на металлах. Действие замедлителей основано на возможности отдельных химических веществ снижать скорость развития коррозии в металлах или даже вовсе ее угнетать.

Ингибиторы востребованы при защите металлических изделий во время травления и промывания. Данные вещества добавляются в полимерные покрытия, воски, смазки, упаковку, в закрытое пространство, где хранится металл. В результате этих мероприятий увеличиваются защитные возможности покрытий.

При попадании на металл, начинается адсорбция ингибиторов, что снижает скорость ионизации. Процесс ионизации может замедляться как у металла, так и у кислорода, либо в обоих случаях одновременно.

В последнее время налажено производство большого ассортимента различных ингибиторов. Существуют замедлители, предназначенные для отдельных групп металлов (черные или цветные) и вещества универсального применения, которые можно применять во всех случаях.

Обратите внимание! Выбирая тот или иной ингибитор, нужно проконсультироваться со специалистом или внимательно изучить справочники. Дело в том, что одно и то же вещество, по отношению к разным металлам, может как способствовать, так и замедлять развитие коррозийного процесса.

Защита от атмосферной коррозии

Чтобы предохранить металлы от воздействия атмосферной коррозии, применяются ингибиторы контактного типа, а также летучие ингибиторы, которые испаряются и самостоятельно распространяются по металлической поверхности.

Применение летучих ингибиторов связано с высокими требованиями к барьерным материалам:

• материалы должны быть непроницаемы для ингибиторных паров;
• упаковка должна быть герметичной, иначе вещество тут же улетучится.

Существует несколько методов использования ингибиторов для предохранения металлических изделий от атмосферной коррозии:

• ингибитор наносится на поверхность металла из растворов водного типа или же органических растворителей;
• осуществляется процесс сублимации ингибиторов на металлическую поверхность из воздуха, в котором имеется большая концентрация ингибиторных паров;
• на поверхность металла наносится полимерный состав, включающий в себя ингибитор;
• изделие заворачивается в ингибированную бумагу;
• в закрытое пространство направляется пористый носитель с ингибитором.

В последнем случае в качестве носителей выступает «линопон» или «линасиль». Эти адсорбенты, размещенные в замкнутом пространстве, обеспечивают продолжительную сохранность металлов, предохраняют от возникновения коррозии и «бронзовой болезни». Также благодаря адсорбентам появляется возможность сохранности изделий в случае резкого изменения условий окружающей среды.

Мероприятия по консервации с помощью ингибиторов рекомендуется осуществлять при влажности на уровне ниже критической, в условиях чистого воздуха. Не допускается наличие кислых паров в воздухе в помещении (такие пары выделяются во время химической чистки), где проводится консервация.

Адсорбция ингибитора, с образованием мощного защитного слоя, происходит не сразу, а в течение некоторого времени. Продолжительность затраченного времени зависит от характера не только ингибитора, но и обрабатываемого металла. До обработки ингибитором изделия из металла тщательной очищаются от грязи и жира, а потом подвергаются сушке.

Обратите внимание! Перед консервацией металл нельзя трогать голыми руками. Всю работу в дальнейшем нужно делать в резиновых перчатках.

Защита для стальных конструкций

Наиболее популярны водные растворы (в особенности вязкие) нитрита натрия. Этот раствор представляет собой ингибитор контактного типа, наносимый на поверхность изделия (например, системы отопления или другой металлоконструкции).

Добавление в водные растворы нитрита натрия дополнительного компонента, увеличивающего вязкость структуры (оксиэтилцеллюлоза, глицерин, ксилит, крахмал), значительно повышает эффективность вещества.

В частности, увеличивается срок гарантированной защиты металла вне зависимости от условий климата.

Вязкие составы предохраняют растворы нитрита натрия от засыхания, не позволяют отходить солевым кристалликам от металлической поверхности, а также снижают процент стекания вещества в условиях повышенной влажности.

Чаще всего используется 25% раствор нитрита натрия, — если речь идет об изделиях из стали, и 40% раствор — для защиты чугунных деталей. Металл обрабатывается раствором, разогретым до 65-85 градусов.

Возникшие на поверхности кристаллы нитрита натрия в результате конденсирования влаги при хранении (к примеру, при хранении между технологическими операциями), образуют концентрированный раствор ингибиторного вещества.

Именно этот раствор и пассивирует металл. Чтобы нейтрализовать кислые атмосферные компоненты, попадающие на металл с конденсирующей влагой, в раствор нитрита натрия добавляют небольшой процент соды (до 0,6%).

Необходимо иметь в виду, что снижения концентрации нитрита натрия до величин, ниже установленного порога, ведет к так называемой местной коррозии.

Этот фактор является причиной целесообразности использования при долгосрочном хранении вязких видов растворов.

Среди летучих ингибиторов чаще всего применяется нитрит дициклогексиламин.

Данное вещество прекрасно подходит именно для чугуна и стали, но способствует коррозионным процессам в меди и ее сплавах, олове, цинке, свинце, алюминиево-медных сплавах, магнии и кадмии.

Летучие защитные вещества не меняют устойчивость к коррозии у алюминия, никеля, хрома, а кроме того, не оказывают влияния на механические характеристики пластика, кожи, резины, красок и лаков.

Данный ингибитор применяется в виде растворов спирта. Для нанесения на каждый квадратный метр 1,5-2,5 граммов вещества берется 8,5% раствор спирта. Сразу после обработки деталь герметично упаковывается или размещается в изолированном пространстве.

Защита меди и ее сплавов, а также серебра

Чтобы предотвратить коррозионные процессы на меди и ее сплавах, а также на серебре, применяется ингибитор контактного типа — бензотриазол. Это вещество входит в контакт с солями 1 и 2-валентной меди, в результате чего возникают полимерные соединения, нерастворимые в водной среде и устойчивые к высоким температурам.

За счет возникновения нерастворимых структур, бензотриазол сдерживает так называемую «бронзовую болезнь». Рекомендуется применение бензотриазола для защиты как уже очищенных объектов, так и для предметов, у которых решено оставить коррозионное покрытие или патину без изменений. Бензотриазол также замедляет потемнение предметов из бронзы, меди и серебра.

После очистки от грязи и жира предметы кладутся в 3% раствор бензотриазола. При этом нужно поддерживать температуру, как минимум 20 градусов. Для обработки крупных предметов раствор нужно разогревать до 50 градусов. Далее металл просушивается и вытирается влажной х/б тканью.

Обратите внимание! Бензотриазол относится к канцерогенным веществам. Поэтому нужно избегать непосредственного попадания раствора на кожные покровы. При работе нужно использовать защитные перчатки, фартук и очки.

К числу содержащих серу ингибиторов относится каптакс. В результате обработки каптаксом медных и бронзовых изделий значительно увеличивается устойчивость металлов к коррозии. Наилучших результатов удается достичь при получасовом погружении, если температура раствора составляет 70-80 градусов. В отдельных случаях каптакс дает больший эффект, в сравнении с бензотриазолом.

В числе ингибиторов неорганического происхождения нужно отметить хроматы. Пассивация хроматами относится к самым недорогим методам защиты меди, ее сплавов и серебра от потемнения. Пассивирование осуществляется с помощью катодного тока или же без его использования.

Компоненты электролита и режим обработки поверхности при хроматировании могут значительно отличаться, и это не сказывается на защитных характеристиках образующихся пленок. Металлы держат несколько минут в растворе хромовой кислоты (1 грамм на литр).

Появляющаяся пленка имеет высокую устойчивость к влажности, а также к воздействию солевых растворов и сероводороду.

Изделия из серебра подвергаются пассивированию наложением катодного тока. При этом электролит включает до 40 граммов бихромата натрия, 20 граммов едкого натра и 40 граммов карбоната калия. Данные количества распределяются на литр жидкости. Плотность тока составляет 0,1 Ампер на квадратный сантиметр, а время выдержки — 60 секунд. Поддерживается комнатная температура раствора.

Даже обычное окунание серебра в хромовый ангидрид или бихромат натрия дает возможность успешного пассивирования. Однако нужно следить, чтобы в растворах отсутствовали посторонние кислоты. Неплохие результаты можно получить после двойной обработки: вначале катодным методом, а затем — окунанием в раствор ангидрида хрома или бихромата натрия.

Обратите внимание! Бихромат натрия и ангидрид хрома опасны для кожных покровов и органов дыхания. Поэтому работать с этими веществами нужно в резиновых перчатках, респираторе и в помещении с хорошей вентиляцией.

Защита при промывании

Промывание водой, особенно если речь идет о промывке чугуна или стали, может приводить к коррозионным процессам в области очищенной поверхности. При этом на агрессивность коррозии оказывает большое влияние жесткость воды. Чем мягче вода, тем выше степень ее воздействия на развитие коррозионных процессов.

Активность коррозии вызывается не только солями, но и уровнем содержащихся в ней сульфатов и хлоридов. Их уровень в воде природного происхождения может разниться от 50 до 5000 миллиграмм на литр.

Используется такая классификация водной агрессивности:

• слабоагрессивная среда — концентрация сульфатов и хлоридов менее 50 миллиграмм на литр;
• среднеагрессивная среда — концентрация сульфатов и хлоридов от 50 до 150 миллиграмм на литр;
• высокоагрессивная среда — концентрация сульфатов и хлоридов свыше 150 миллиграмм на литр.

Согласно ГОСТа, разрешается использовать воду с содержанием солей в следующих концентрациях:

• сульфаты — до 500 миллиграмм на литр;
• хлориды — до 350 миллиграмм на литр.

Чтобы уменьшить окисление при промывании, используют восстановители, например, гидразин. Восстановители связывают кислород, находящийся в воде. В результате контакта гидразина и кислорода, возникает азот, который без проблем убирается из водной среды и не несет опасности развития коррозии.

https://www.youtube.com/watch?v=qCUl7OBxy1Q\u0026t=49s

Допустимый уровень ингибитора — 1 грамм на литр. Кислород по большей части удаляется из воды в результате ее кипячения.

Защита при очищении от коррозии

Чтобы предохранить металлы от коррозийных процессов в кислых средах, обычно используются ингибиторы. В их числе катапин, уротропин, ПБ-5, ПБ-8.

В ходе процедуры, вслед за удалением коррозии кислотами, происходит адсорбция ингибиторов на очищенной поверхности. Таким образом, избегается или сводится до минимальных показателей растворение металла.

Данный фактор имеет особое значение при чистке металлических предметов, представляющих художественную ценность, поскольку слой коррозии на их поверхностях обычно неоднородный как по толщине, так и по составляющим.

Если обнажить поверхность чистого металла, он будет выступать как анод, а оксиды станут катодом.

В связи с этим во время очищения значительная доля кислоты уходит на растравливание металла, но не на растворение коррозионных продуктов.

Использование ингибиторов в кислотной среде дает возможность избежать растравливания чистого металла и предупредить наводороживание стали или чугуна. В результате удается избежать водородной хрупкости черных металлов.

Защита металла с помощью ингибиторов коррозии

При контакте с атмосферными осадками и агрессивными веществами на поверхности металла появляется ржавчина. Материал теряет эксплуатационные свойства и эстетическую привлекательность. Если не предпринимать никаких мер, деградация дойдет до крайней точки. Результатом станет разрушение вещества. Ингибитор коррозии образует на поверхности защитную пленку. Химические реакции прекращаются.

Механизм ржавления

Процесс коррозии

Существует несколько механизмов ржавления. В качестве примера приведен самый распространенный — атмосферный вариант. Его можно наблюдать в повседневной жизни. Достаточно оставить стальную заготовку на улице во время дождя, чтобы спустя пару дней на поверхности появились коричневые пятна. Порой металл получает повреждения в помещении, если внутри высокий уровень влажности.

Все начинается, когда на поверхность материала попадает вода. Вот химическая формула появления коррозии: 4Fe+6H2O+3O2→4Fe(OH)3

Железо, входящее в состав стали, реагирует с водой. Плюс добавляется кислород из атмосферного воздуха. В результате железо соединяется с водородом и кислородом. Образуется гидроксид железа. На поверхности появляется порошкообразный налет. Материал постепенно разрушается.

Что такое ингибиторы

Емкость с ингибитором

Реакцию с образованием ржавчины можно затормозить. С этой задачей способны справиться химические вещества — ингибиторы коррозии. Термин произошел от латинского inhibere, что значит «задерживать». Защитные вещества оценивают по двум показателям:

1. Степень защиты. Максимальное значение составляет 100 %. Но таких цифр добиться сложно. Уровень 80 % — уже хороший результат.
2. Коэффициент торможения. Показатель дает оценку во сколько раз замедляется процесс ржавления при воздействии ингибитора на материал.

 

Первые составы для защиты металла появились в 1930-х годах. В их состав входил свинцовый сурик. Он оказался слишком токсичным и вредным для экологии. Поэтому в середине XX века от него решили отказаться. Со временем химики разработали новые вещества, которые не оказывали негативного воздействия и надежно защищали материалы от ржавления.

Виды химических веществ

Виды ингибиторов

Классифицировать ингибиторы можно по нескольким принципам. Основной из них — происхождение:

• адсорбционные;
• пассивирующие.

 

Первые собираются на поверхности металла и образуют защитную пленку. В результате скорость электрохимических реакций замедляется. Порой толщина поверхностного слоя составляет всего 1 молекулу. Но даже этого достаточно. Адсорбционные ингибиторы — органические соединения и ПАВ — поверхностно-активные вещества. Чем больше кислорода на поверхности, тем устойчивее оксидная пленка.

Пассивирующие ингибиторы — неорганические вещества с окисляющими свойствами. Это хроматы, молибдаты и нитриты. После их нанесения, металл становится «пассивным», коррозионные процессы затухают.

Важно правильно подобрать концентрацию. При повышении нормы, например, бихромата калия, процесс деградации металла ускоряется.

Потому что пассивация обеспечивает прямое взаимодействие с продуктами ржавления.

Параметры среды

Щелочные, нейтральные и кислотные

Во время протекания электрохимических реакций, на поверхности стали возникают положительные и отрицательные потенциалы. Катодные ингибиторы замедляют «плюсовое» взаимодействия с катализаторами коррозии. Анодные задерживают процесс деградации «минусовых» участков. Смешанные защитные составы действуют на оба полюса. По механизму работы в средах ингибиторы делятся на три вида:

1. Щелочные. Включены в состав моющих средств. При взаимодействии разрушают электролиты. Например, раствор соды разлагает серную кислоту на кислотный остаток, воду и газ. В результате сила тока уменьшается, коррозия замедляется.
2. Нейтральные. Сульфаты, хроматы, нитриты и фосфаты. Выполняют свои задачи в условиях водной среды. Типичные варианты использования — защита корпуса морских судов от появления ржавчины. Также применяются для обработки несущих конструкций.
3. Кислотные. Это альдегиды, вещества с серой в составе, спирты и амины. Незаменимы в газовой и нефтяной промышленности. Их добавляют в трубопроводы, по которым циркулируют пропан, метан и углеводороды. Веществами обрабатывают запорную арматуру.

 

При подготовке поверхности к порошковому окрашиванию, в основном используют кислотные ингибиторы. У них низкий расход. Достаточно несколько миллиграммов вещества для обеспечения надежной защиты.

Типичный пример — раствор «КИ-1». Он на 25 % состоит из уротропина и на 25 % из катапина.

Если в него тонкой струйкой добавить кислоту и поместить в жидкость ржавую деталь, следы коррозии растворятся, а металл останется нетронутым.

Преобразователь ржавчины

Канистра с преобразователем

Вещества относятся к ингибиторам коррозии. Но действуют эффективнее. После контакта с гидроксидом железа, они расщепляют его, превращая в защитную пленку. Ржавчина становится липким слоем, который обеспечивает водонепроницаемость. Деструктивные реакции замедляются или полностью останавливаются.

Преобразователь ржавчины избавляет поверхность от известняка, окислов и карбонатов. Состав применяют для очистки теплового оборудования: трубопроводов, бойлеров, радиаторов. В емкости находится бесцветная или светло-желтая жидкость. Водородный показатель, он же Ph, находится на кислотном уровне: 4-6 единиц.

Основное преимущество преобразователя состоят в том, что он не токсичен. Раствор не горит и не взрывается. Зато образует на поверхности защитную пленку. Состав подходит для черных и цветных металлов.

Сначала нужно надеть перчатки, затем с помощью губки нанести вещество на поверхность. Спустя 3-5 минут ржавчина станет фосфатом. Перед окрашиванием останется обработать проблемный участок водным обезжиривателем с концентрацией действующего вещества 5 %. После высыхания все готово для окрашивания.

Группа компаний «Центр порошковых покрытий Радар» создана на базе Казанского национального исследовательского технического университета имени А. Н. Туполева. Организация производит химикаты для подготовки металлических поверхностей с 1993 года. Поэтому качество продукции не вызывает сомнений.

Популярные категории:

Ингибитор коррозии — что это такое? Классификация, применение и свойства

Коррозии подвержены металлы и некоторые другие материалы. Если коррозия разрушает структуру материала, тогда изделие теряет свои эксплуатационные качества, что приводит к аварийно-опасным ситуациям. Одним из средств решения этой проблемы являются ингибиторы коррозии металлов.

Описание ингибиторов

Что такое ингибитор коррозии? Ингибиторы коррозии – это специальные вещества, которые приостанавливают (задерживают) процесс химических и физических реакций. Ингибиторы коррозии занимают особое место в ряду таких веществ.

https://www.youtube.com/watch?v=qCUl7OBxy1Q\u0026t=70s

К ингибиторам относят средства, которые образуют на поверхности металла особую защитную пленку, которые получается в процессе реакции раствора ингибитора и продуктов коррозии.

Появление соединений, которые замедляют коррозийные процессы, стало прорывом. На данный момент, большинство способов защиты – это защита с помощью ингибиторов. В этом качестве наиболее популярны, такие вещества как амины, азотсодержащие вещества, мочевина, сульфиды, альдегиды и др.

Эффективность защитных процессов с участием ингибиторов, напрямую зависит от металла, особенностей внешней среды, давления на материал и т.п.

Стоит отметить, что работа ингибиторная защита от коррозии не постоянно, попадая в раствор, добавка постепенно растворяется, поэтому в будущем необходимо добавлять его в агрессивную среду небольшими порциями.

Виды и применение ингибиторов коррозии металлов

К основным видам ингибиторов относят:

• Катодные – уменьшают скорость катодного взаимодействия.
• Анодные – тормозят растворение анода.
• Смешанные – добавки, которые замедляют реакции и катодные, а анодные.

Существует классификация ингибиторов по происхождению:

• Органические – это органические вещества, которые являются более универсальными, так как уменьшают скорость катодных и анодных реакций. К ним можно отнести азот, серу, кислород, ароматические соединения. Главным преимуществом и отличием от неорганических ингибиторов выступает тот факт, что органические вещества адсорбируются только на поверхности материала, не вступая в реакцию с ржавчиной.
• Неорганические ингибиторы коррозии, что это такое? Они содержат неорганические вещества в составе ингибитора. Особенность работы с неорганическими частицами в ингибиторе заключается в том, что при неверно подобранной концентрации, они могут не защитить металл, образовав на нем тончайшую пленку, а наоборот вступить в реакцию с продуктами коррозии и ускорить процесс разрушения. Относятся хроматы, бихроматы натрия и калия, бикарбонат кальция и т.д.

Принцип действия ингибиторов

Классификация ингибиторов по механизму действия

Основные типы:

• Работающие в кислотной среде —  амины, ацетиленовые спирты, серосодержащие соединения, альдегиды. Данный тип веществ применяется в газо- и нефтедобывающей промышленности, ими покрываются трубопроводы, по которым идет газ или нефтепродукты, а также изделия, участвующие в этих процессах. Ингибитор коррозии кислотной среды активно борется с катодным и смешанным разрушением.
• Ингибиторы для нейтральных сред – фосфаты, нитриты, аминокислоты, хроматы, алкилфосфаты, сульфонаты. Наибольшее применение нашли в сфере водоснабжения, охлаждения, применяются на морских судах. Здесь также как везде, раствор ингибитора используется в качестве защитного покрытия любых изделий перечисленных отраслей, емкости, несущие конструкции, отдельные элементы.
• Протекающие в щелочной среде. Вещества участвуют в составах специальных моющих средств. Действие их основано на том, что они уменьшают силу тока в его химических источниках. Ингибиторы для таких целей чаще всего используют совместно с  катионами.

Распространенные типы кислотных ингибиторов

Наиболее экономичный антикоррозийный ингибитор — кислотный. Его расход в процессе травления металла минимален, что влечет за собой снижение себестоимости продукта и процедуры защиты в целом.

К свойствам кислотных ингибиторов так же можно дописать тот факт, что при нанесении их на материал, он еще и очищает его от образовавшихся окалин и различных оксидных пленок. Также добавка не меняет своих свойств, не трансформируется, не разрушается при увеличении температуры внешней среды.

https://www.youtube.com/watch?v=qCUl7OBxy1Q\u0026t=88s

На отечественном рынке чаще всего можно встретить такие ингибиторы коррозии как И-5-В и И-5-ВМ. Данные добавки предназначены для изделий из низкоуглеродистых, среднеуглеродистых и высокоуглеродистых и легированных сталей. Они эффективно применяются в промышленности, а также оба ингибитора можно совмещать друг с другом.

Применение ингибиторов коррозии с таким составом снижает угар металла, способствует очищению поверхности протравленного материала, а также благоприятно влияет на санитарно-гигиенические условия труда.

Свойства ингибиторов коррозии

Все свойства ингибиторов сводятся к антикоррозийной защите металлических изделий. Механизм работы прост: ингибитор в составе раствора наносится на поверхность элемента и защищает его от внешнего влияния агрессивных сред.

Защита создается с помощью адсорбции (увеличения концентрации ингибитора в растворе и на поверхности материала, соответственно) на металлическом элементе. После появления защитной пленки, главная ее задача – быть полностью нейтральной к воздействиям извне, не менять своих свойств под давлением, температурой и т.д.

, только в таком случае, ингибитор сможет проявить свои свойства в полной мере и защитить конструкцию в целом.

Ингибитор коррозии катодный

Данный тип добавок замедляет растворение металл при катодном процессе.

Потенциал системы из своего обычного нейтрального состояния уходит в отрицательную сторону, что приводит к уменьшению коррозийного тока, и на поверхности образуется антикоррозийная пленка.

Эта пленка является трудно растворимой не только для нормальных условий,  но и для многих агрессивных сред. Она становится барьером между внешней средой и металлом, сохраняя его целостность.

Катодная ингибиторная защита от коррозии, что это? Чаще всего это соединения, которые увеличивают кислотность среды, что снижает возможность растворения металла.

Катодные добавки не применяются в кислых средах, так как там они не эффективны.

Как отмечалось ранее, ингибитор перед применением должен быть растворен в каком-либо веществе, самый простой – вода. Специалистами подбирается верная концентрацию добавки в данном объеме воды.

Стоит отметить, что данный тип веществ является наименее эффективным, в сравнении с анодными и смешанными ингибиторами.

Анодные ингибиторы коррозии

Данные вещества являются пассиваторами – вещества, переходящие из активного состояния в пассивное и образующие пленку. Эта пленка защищает металлический элемент. Коррозия замедляется вследствие уменьшения скорости перехода ионов металла в раствор, а также уменьшается площадь анодных участков, покрытых пленкой, за счет их разделения.

Именно анодные добавки, если с ними переборщить, могут не уменьшить, а ускорить коррозионное разрушение материала. Популярны карбонаты, силикаты, фосфаты, нитрит натрия, как ингибиторы анодной коррозии.

Смешанные ингибиторы коррозии

Смешанные добавки – это хроматы. Хроматы значительно тормозят анодную и катодную реакцию вместе, поэтому они являются наиболее эффективными. Процесс такой реакции протекает по окислительному типу.

Применение ингибиторов в нефтегазовой промышленности

Нефть и газ являются достаточно агрессивными средами, так как в них находятся едкие вещества, которые способны разъедать материалы и пагубно влиять на здоровье человека.

Исходя из этого, специальные добавки для защиты металлических конструкций, применяют на любой стадии добычи, транспортировки, хранения и эксплуатации нефти и газа.

Важным аспектом является то, что ингибитор на всех этих стадиях желательно применять один и тот же.

Кроме защиты металла, в сами нефтепродукты могут добавляться примеси, которые делают ее менее агрессивной средой: антикоррозийные ингибиторы парафинообразования, антивоспламенители и антивспениватели. Наиболее распространенное вещество для защиты магистральных нефте- и газопроводов – соединения на основе аминов.

Применение ингибиторов в бытовых условиях

Процессы коррозии поражают не только металлические изделия промышленных и строительных производств, но и любые металлические изделия у нас дома, а также машины и приборы.

Самое простое домашнее средство с ингибитором – это грунтовка. Как всегда, поверхность необходимо подготовить, а потом загрунтовать шпателем или кисточкой. Грунтовка создает на изделии защитный слой, разделяя металл и окружающую среду.

Некоторые лакокрасочные покрытия также имеют в своем составе ингибиторы.

Наиболее простые и понятные ингибиторы для домашнего обихода – сурик (свинцовая краска красного цвета) добавленный в грунтовку, добавленные в раствор ортофосфаты железа или цинка и т.п.

Свинцовая краска красного цвета

Применение ингибиторов при обработке техники

Коррозия в технике является наибольшей угрозой для жизни человека. Зачастую коррозирующий участок в большом элементе не так страшен, как коррозия на участке болтового соединения или сварного шва.

Чаще всего, конечно, с проблемой ржавчины сталкиваются владельцы авто и везут свои машины на СТО для того, чтобы там специалисты сами обработали материал и нанесли антикоррозийное покрытие с применением ингибиторов или нет.

Разрушение техники сложно приостановить, так как участки, подверженные разрушению обычно труднодоступны, затруднительна обработка ингибитором коррозии, и очистка пораженного участка. В малодоступных местах стараются применять жидкие составы для их лучшего нанесения и распределения – масла, битумные горячие составы, мягкие смазки и т.д.

Заключение

В целом, ингибиторы коррозии металлов увеличили срок работоспособности изделий и техники. С их помощью появилась возможность четко провести границу между элементом и окружающей средой и надолго приостановить развитие коррозии. Теперь это все доступное защитное средство, имеющее широкий выбор и различный ценовой диапазон.

Ингибитор коррозии. Ингибиторная защита трубопроводов

Ингибиторная защита — наиболее эффективная и технологически несложная технология обеспечения целостности трубопроводов, которая дополняет мероприятия по реконструкции и замене трубопроводов.

Ингибиторы легко применять при существующей технологии закачки воды. В настоящее время большая часть нефтегазовых месторождений находится в поздней стадии разработки, когда снижается добыча и резко возрастает обводненность нефти.  Такие месторождения характеризуются значительными осложнениями в процессах добычи, сбора и подготовки нефти, связанными с образованием стойких нефтяных эмульсий, неорганических солей, наличием механических примесей, коррозионным разрушением оборудования и нефтепроводов. Увеличение коррозионной активности добываемой совместно с нефтью воды на данном этапе является серьезной проблемой. 

Тут и нужна технология ингибиторной защиты.

Реализация программ ингибирования требует в несколько раз меньше средств, чем замена трубопроводов.  Ингибиторы для защиты от коррозии используются в нефтегазовой отрасли промышленности с 1940х гг.  Ингибиторы коррозии — это молекулы органического вещества, которые прикрепляются к поверхности стальной трубы. Ингибиторы коррозии предназначены для снижения агрессивности газовых и электролитических сред, а также предотвращения активного контакта металлической поверхности с окружающей средой.  Это достигается путем введения ингибитора в коррозионную среду, в результате чего резко уменьшается сольватационная активность ее ионов, атомов и молекул. Кроме того, падает и их способность к ассимиляции электронов, покидающих поверхность металла в ходе его поляризации.  На металле образуется моно- или полиатомная адсорбционная пленка, которая существенно ограничивает площадь контакта поверхности с коррозионной средой и служит весьма надежным барьером, препятствующим протеканию процессов саморастворения. При этом важно, чтобы ингибитор обладал хорошей растворимостью в коррозионной среде и высокой адсорбционной способностью как на ювенильной поверхности металла, так и на образующихся на нем пленках различной природы. Добавление ингибитора на входе в трубопровод позволяет защитить его по всей длине на расстоянии до нескольких 100 км.

По механизму действия ингибиторы делятся на адсорбционные и пассивационные.

Ингибиторы-пассиваторы вызывают формирование на поверхности металла защитной пленки и способствуют переходу металла в пассивное состояние. 

• Наиболее широко пассиваторы применяются для борьбы с коррозией в нейтральных или близких к ним средах, где коррозия протекает преимущественно с кислородной деполяризацией. 
• Механизм действия таких ингибиторов различен и в значительной степени определяется их химическим составом и строением.

Различают несколько видов пассивирующих ингибиторов, например, неорганические вещества с окислительными свойствами (нитриты, молибдаты, хроматы).  Последние способны создавать защитные оксидные пленки на поверхности корродирующего металла.  В этом случае, как правило, наблюдается смещение потенциала в сторону положительных значений до величины, отвечающей выделению кислорода из молекул воды или ионов гидроксила. При этом на металле хемосорбируются образующиеся атомы кислорода, которые блокируют наиболее активные центры поверхности металла и создают добавочный скачок потенциала, замедляющий растворение металла. Возникающий хемосорбционный слой близок по составу к поверхностному оксиду. Большую группу составляют пассиваторы, образующие с ионами корродирующего металла труднорастворимые соединения. Формирующийся в этом случае осадок соли, если он достаточно плотный и хорошо сцеплен с поверхностью металла, защищает ее от контакта с агрессивной средой. К таким ингибиторам относятся полифосфаты, силикаты, карбонаты щелочных металлов. Отдельную группу составляют органические соединения, которые не являются окислителями, но способствует адсорбции растворенного кислорода, что приводит к пассивации. К их числу для нейтральных сред относятся бензонат натрия, натриевая соль коричной кислоты. В деаэрированной воде ингибирующее действие бензоата на коррозию железа не наблюдается.

Частицы адсорбционных ингибиторов (в зависимости от строения ингибитора и состава среды они могут быть в виде катионов, анионов и нейтральных молекул), электростатически или химически взаимодействуя с поверхностью металла (физическая адсорбция или хемосорбция соответственно) закрепляются на ней, что приводит к торможению коррозионного процесса.

1. Следовательно, эффективность ингибирующего действия большинства органических соединений определяется их адсорбционной способностью при контакте с поверхностью металла. 
2. Как правило, эта способность достаточно велика из-за наличия в молекулах атомов или функциональных групп, обеспечивающих активное адсорбционное взаимодействие ингибитора с металлом. 
3. Такими активными группами могут быть азот-, серо-, кислород- и фосфорсодержащие группы, которые адсорбируются на металле благодаря донорно-акцепторным и водородным связям.
4. Наиболее широко распространенными являются ингибиторы на основе азотсодержащих соединений. 
5. Защитный эффект проявляют:

• алифатические амины и их соли, 
• аминоспирты, 
• аминокислоты,
• азометины, 
• анилины, 
• гидразиды, 
• имиды, 
• акрилонитрилы, 
• имины, 
• азотсодержащие 5-членные (бензимидозолы, имидазолины, бензотриазолы и т.д.) и 6-членные (пиридины, хинолины, пиперидины и т.д.) гетероциклы.

Большой интерес представляют соединения, содержащие в молекуле атомы серы.  К ним относятся тиолы, полисульфиды, тиосемикарбазиды, сульфиды, сульфоксиды, сульфонаты, тиобензамиды, тиокарбаматы, тиомочевины, тиосульфокислоты, тиофены, серосодержащие триазолы и тетразолы, тиоционаты, меркаптаны, серосодержащие альдегиды, кетосульфиды, тиоэфиры, дитиацикланы и т.д.

Из фосфорсодержащих соединений в качестве ингибиторов коррозии используются тиофосфаты, пирофосфаты, фосфорамиды, фосфоновые кислоты, фосфонаты, диалкил- и диарилфосфаты.

Кислород обладает наименьшими защитными свойствами в ряду гетероатомов: кислород, азот, сера, селен, но на основе кислородсодержащих соединений возможно создание высокоэффективных ингибиторных композиций.

Нашли применение пираны, пирины, диоксаны, фенолы, циклические и линейные эфиры, эфиры аллиловых спиртов, бензальдегиды и бензойные кислоты, димочевины, спирты, фураны, диоксоланы, ацетали, диоксоцикланы и др.

В последние годы при разработке ингибиторов коррозии наметилась тенденция к применению сырья, содержащего переходные металлы, комплексы на их основе и комплексообразующие соединения, которые взаимодействуют с переходными металлами, присутствующими в электролите или на защищаемой поверхности.

Доказано, что на основе таких соединений и комплексов, используя в качестве сырья отходы катализаторных производств и отработанные катализаторы, можно создать высокоэффективные экологически чистые ингибиторы коррозии углеродистых сталей в водных средах. 

К наиболее изученным относятся соединения и комплексы на основе органополимолибдатов, ароматических и алифатических аминов, гидразидов некоторых органических кислот, триазолов, включающих Zn,Ni, Al,Co и их соли.  Хемосорбция комплексов на поверхности стали происходит в результате взаимодействия комплексного аниона, который образуется при диссоциации комплекса в водных средах, с электронами незавершенных d-орбиталей железа. К сожалению, используемые реагенты не всегда обеспечивают достаточно высокий защитный эффект.  Даже в условиях одного НГДУ или месторождения на разных участках этот показатель может существенно различаться.  Это может быть связано с растворимостью (диспергируемостью) ингибитора в пластовых флюидах, низкой степенью его совместимости с пластовыми водами, неправильным подбором реагента для конкретных условий.  Обычно на практике эту проблему решают, увеличивая дозировку реагента, что тоже не всегда дает нужный эффект.  Следовательно, необходимо создание новых ингибиторных композиций, которые могли бы обеспечивать высокий защитный эффект в широком диапазоне условий применения либо улучшение качества уже существующих составов.

Таким образом, для решения сложных задач, связанных с коррозионным разрушением оборудования и трубопроводов, необходимо создание новых ингибиторных композиций или применение физических методов воздействия на коррозионные среды, или же совместное использование химических и физических методов.