Ингибитор

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.

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.

Классификация ингибиторов коррозии

По типу среды ингибиторы коррозии различают:

— ингибиторы нейтральных коррозионных сред;

— атмосферной коррозии;

— ингибиторы кислых сред;

— сероводородной коррозии;

— ингибиторы нефтяных сред.

В разных коррозионных средах один и тот же ингибитор может вести себя совершенно по-разному.

Классификация ингибиторов коррозии по механизму действия:

— пассивирующие ингибиторы;

— адсорбционные ингибиторы.

По характеру защитного действия различают ингибиторы анодные, катодные, смешанные.

По химической природе ингибиторы делятся на: летучие, органические, неорганические.

Адсорбционные ингибиторы коррозии адсорбируются на поверхности защищаемого изделия, образуя пленку, и тормозят электрохимические реакции. Иногда достаточно образование тонкой мономолекулярной пленки. Адсорбционными ингибиторами чаще всего являются ПАВ (поверхностно-активные вещества), а также органические соединения. При воздействии на изделие они дополнительно усиливают защитные свойства оксидной пленки. Поэтому можно сделать вывод, что наличие в коррозионной среде кислорода способствует увеличению защитного эффекта адсорбционных ингибиторов коррозии. Если же оксидная пленка неустойчива — затрудняется адсорбция ингибитора на поверхности металла, кислород дополнительного влияния не оказывает.

Пассивирующие ингибиторы коррозии играют важную роль при образовании на поверхности металла защитной пленки, которая пассивирует ее. Пассиваторами чаще всего являются неорганические соединения, обладающие окислительными свойствами (нитриты, молибдаты, хроматы). При обработке поверхности этими веществами коррозионный потенциал сдвигается к положительной стороне. Пассивирующие соединения считаются более эффективными, чем большая часть непассивирующих.

Неорганические ингибиторы коррозии используются чаще всего. К ним относятся некоторые пассиваторы, катодные, анодные, пленкообразующие ингибиторы и т.д. Ингибирующий эффект таких соединений можно объяснить их составом. Некоторые анионы (PO43-, NO2-, CrO42-, SiO32-, Cr2O72-), а также катионы (Ni2+, Са2+, As3+, Sb3+, Zn2+, Bi3+) способствуют уменьшению скорости коррозионного процесса.

К неорганическим ингибиторам коррозии относятся фосфаты, бихроматы, хроматы, нитриты, полифосфаты, силикаты и т.д.

Органические ингибиторы коррозии считаются веществами смешанного действия. Они замедляю катодную и анодную реакции. Очень часто их используют при кислотном травлении. При этом различные загрязнения, ржавчина, окалина удаляются с поверхности, а основной металл не растворяется. Защитный эффект органических ингибиторов зависит от их концентрации, температуры, природы соединений.

Чаще всего в состав органических ингибиторов входит кислород, азот, сера. Они адсорбируются исключительно на поверхности металла. К органическим ингибиторам относятся некоторые летучие, амины, органические кислоты и их соли, меркаптаны (тиолы) и др.

Ингибиторы нейтральных сред

По Розенфельду ингибиторы данного вида классифицируют так:

— с окислительными свойствами (хроматы, нитрит натрия, органические соединения, которые содержат нитро и карбоксильную группу);

— ингибиторы, которые образуют труднорастворимые соединения, но не имеют окислительных свойств (бораты, силикаты, фосфаты, карбонат натрия, гидрат натрия);

— ингибиторы со слабым окислительным действием с анионами типа (МетО4)n- (ванадаты, хроматы, вольфраматы, молибдаты).

Ниже рассмотрено несколько групп часто применяемых ингибиторов коррозии нейтральных сред.

Нитрит натрия

Самое широкое распространение среди ингибиторов нейтральных сред получил анодный ингибитор нитрит натрия NaNO2. Доступный, простой ингибитор очень часто применяется для защиты стали в воде. При повышении температуры эффективность действия нитрита натрия уменьшается, поэтому нужно повышать его концентрацию.

Очень часто нитрит натрия применяется при межоперационной защите металла. Для этого его поверхность обрабатывают 10% водным раствором ингибитора. Концентрация нитрита натрия во многом зависит от количества в воде ионов хлора. Концентрация данного вещества должна быть раз в 10 больше концентрации ионов хлора.

Нитрит натрия не применяется для защиты меди и цинка, при рН более 5.

Фосфаты

Широко применяются для ингибирования охладительных систем энергетических установок. Фосфаты – довольно сильные ингибиторы, кроме того нетоксичные. С ними обращаться нужно осторожно, чтоб не переборщить с концентрацией. Если ввести слишком большое количество – скорость коррозии наоборот увеличится. Фосфаты с продуктами коррозии образуют на поверхности стали труднорастворимые соединения, которые со временем уплотняются, изолируя поверхность. Фосфаты, как и нитрит натрия, является опасным ингибитором, т.к. если ввести его в систему в слишком малом либо большом количестве – это приведет к усилению коррозионного разрушения. Но перед нитритом натрия фосфаты имеют свои преимущества – их защитный эффект не зависит от содержания в воде хлоридов. 10 мг/л – часто используемая концентрация фосфатов для защиты стали в воде.

Хроматы

Хроматы относятся к универсальным ингибиторам, т.к. применяются для защиты почти всех металлов. Очень эффективны для ингибирования водных сред. На практике часто применяют для защиты от коррозии теплоносителей. На защитный эффект большое влияние оказывают хлор ионы, которые уменьшают действие ингибитора. Концентрация хроматов должна превышать концентрацию хлор ионов не менее, чем в 2 – 3 раза.

С повышением температуры эффективность действия хроматов сразу значительно уменьшается, требуется его большая концентрация. Например, при температуре коррозионной среды 20 °С требуется в 2 – 3 раза меньше ингибитора, чем при температуре 80 °С. Если при повышенной температуре в коррозионной среде содержится недостаточное количество ингибирующих добавок – коррозия носит локальный характер.

Немного более эффективными считаются хроматы на органической основе (метиламина, циклогексиламина, изопропиламина, гуанидина).

Хроматы применяются только для защиты металла в оборотной воде.

Среди ингибиторов нейтральных сред можно выделить: ОЭДФ, НТА, ФБТК, ЭДТА, НТФ. Эти комплексные ингибиторы (комплексоны) хорошо защищают изделие лишь в жесткой воде, образуя соединения с катионами магния, кальция.

Для мягких вод больше подходят ингибиторы ИФХАН-31 и 34, которые отлично защищают системы, состоящие из различных металлов и сплавов.

Ингибиторы атмосферной коррозии

Для защиты металла от атмосферной коррозии применяют контактные и летучие ингибиторы.

Контактные ингибиторы наносятся непосредственно на поверхность защищаемого изделия (как пленка, например) или же ими пропитывают пропиточные материалы.

К контактным можно отнести хроматы, нитриты, бензоаты, фосфаты и др. Это, в основном, неорганические соединения, состоящие из веществ, воздействующих на кинетику электродных реакций.

Перечень всех ингибиторов атмосферной коррозии и рекомендации по их применению можно найти в ГОСТ 9.014 – 78.

Контактные ингибиторы отличаются малой летучестью при нормальных температурах (1,33 • 10-2 МПа при температуре 20 – 25 °С). Они гидрофобизируют поверхность металла, либо пассивируют ее (может и то и другое).

Летучие ингибиторы атмосферной коррозии самопроизвольно адсорбируются на поверхности изделия, находятся при нормальной температуре в летучем состоянии. Воздействуют на кинетику электродных реакций. К ним относятся соли слабых неорганических и органических кислот, аминов (бензоаты, нитриты, фосфаты, китоны, нитрофеноляты, нитробензоаты и др.)

Летучие ингибиторы атмосферной коррозии адсорбируются на поверхности защищаемого металла тонким мономолекулярным слоем, происходит его взаимодействие с металлом.

В зависимости от класса ингибирующего соединения оно может ускорять катодную реакцию (переводит поверхность металла в пассивное состояние), либо тормозить анодную и катодную. Действие ингибитора зависит от его строения и состава, механизма испарения, давления насыщенного пара, адсорбционных свойств поверхности, самого ингибитора, способности изменять кинетику процесса.

Для защиты металлов от атмосферной коррозии во время перевозки, хранения и консервации очень часто используют ингибированную антикоррозионную бумагу. При производстве ингибированной бумаги, основным ее активным элементом является ингибирующее вещество.

Для защиты черных металлов от атмосферной коррозии широко применяется ингибированная упаковочная бумага, которая содержит ингибитор УНИ. Данная антикоррозионная бумага выпускается трех видов: УНИ-22-80, УНИ-14-40 и УНИ-14-80 по ГОСТ 16295-77.

Первые две цифры в обозначении указывают на количество ингибитора (в граммах), которое использовали для ингибирования 1 квадратного метра бумаги. Вторые же цифры указывают массу одного квадратного метра упаковочной бумаги-основы.

Ингибитор для защиты от атмосферной коррозии УНИ – это смесь двух веществ, нитрита натрия и уротропина в одинаковом соотношении. Это белый кристаллический порошок. С него делается раствор, которым пропитывают специальную бумагу. Только потом она становится ингибированной, антикоррозионной. Порошок, растворившись в воде, образует прозрачную жидкость. рН 30%-го раствора составляет 8 — 8,5. Порошкообразный ингибитор УНИ хорошо растворяется в воде, плохо в спирте и совершенно нерастворим в углеводородах. Ингибитор летучий и малотоксичен.

Используется для защиты от атмосферной коррозии черных металлов, фосфатированную, хромированную и оксидированную сталь. Нельзя применять в жестких коррозионных условиях для защиты цветных металлов, т.к. ингибитор будет способствовать усилению процессов коррозии.

Ингибитор УНИ абсолютно не влияет на кожу, текстиль, органические покрытия, дерево, упаковочную бумагу и лакокрасочные материалы.

Ингибиторы кислых сред (кислотной коррозии)

Ингибиторами кислотной коррозии называются вещества, которые при малых их концентрациях в кислотах либо кислых средах значительно уменьшают скорость коррозионного разрушения. Концентрация должна составлять около 5 г/л. В качестве ингибиторов кислотных сред чаще всего используют органические соединения (иногда неорганические). Используются такие ингибиторы чаще всего при травлении, например, для снятия окалины с поверхности металла. Ингибиторы кислотной коррозии были известны еще в далеком средневековье. В те времена мастера-оружейники вводили в раствор для травления дрожжи, муку, отруби и некоторые другие вещества. Травление уже тогда применяли для снятия окалины со стали. Мука, дрожи, отруби выступали в качестве ингибиторов.

Если при травлении не применять никаких дополнительных добавок, уменьшающих коррозионное разрушение металла, то его потери могут составлять до 5 %, что достаточно много и недопустимо для многих изделий.

Ингибиторы кислотной коррозии: ХОСП-10, И-2В, ПА-6, ПБ-8, КИ-1, ИК-40, КПИ-3, И-1-А, ИК-45, катапин, С-5, ЧМ, ПКУ, КХ, ТДА, ХОД, пеназолин др.

Ингибиторы кислотной коррозии тормозят процесс разрушения металла за счет увеличения поляризуемости анодного, катодного либо обоих электродных процессов.

Для цинка, железа, стали, алюминия в среде H2SO4 очень эффективны ингибиторы катионного типа (катапин К, КПИ-9, КПИ-1, КПИ-7). Анионного типа при этом не эффективны.

Для свинца, кадмия, олова катионные ингибиторы не используются.

Самыми эффективными ингибиторами кислотной коррозии считаются соединения, в состав которых входят кислород, сера, азот.

Ингибитор ЧМ (Р + П)

Ингибитор ЧМ (Р + П) – один из первых ингибиторов, выпущенных в Советском Союзе. Применяется при травлении черных металлов (малолегированная и углеродистая сталь, чугун) при температуре до 70 °С в растворах серной кислоты.

В процессе травления в травильную ванну вводится пенообразователь (П) и регулятор травления (Р).

Пенообразователь представляет собой темную жидкость почти без запаха, вязкой консистенции. Пенообразователь хорошо растворяется в воде. Его вводят для создания на поверхности травильного раствора густой пены, которая препятствует выделению кислотного тумана в атмосферу цеха. Количество вводимого пенообразователя в травильную ванну зависит от температуры и площади зеркала травильного раствора в ванне. На один квадратный метр зеркала травильного раствора (при температуре травильной ванны до 50 °С) расход ингибитора ЧМ (Р + П) составляет около 0,5 кг. При температуре выше 50 °С – вводят 1 – 1,5 кг/м2.

Регулятор травления – вязкая темная жидкость, отличающаяся специфическим неприятным запахом. Вещество практически нерастворимо в воде. Количество регулятора травления, которое вводится в ванну с травильным раствором составляет около 0,2 – 0,5%. Регулятор травления в количестве 0,5% вводят при условиях повышенной температуры (выше 50 °С) и достаточно сильном загрязнении изделий из черного металла окалиной.

Регулятор травления и пенообразователь вводятся в травильную ванну последовательно и при подливании в процессе травления кислоты, вводится соответственное количество этих добавок.

Ингибитор ЧМ (Р + П) уже устаревший. Используется очень редко, на старых предприятиях. Обусловлено это его токсичностью и малоэффективностью (ингибитор загрязняет поверхность травимого изделия, имеет небольшой температурный интервал действия и не устраняет в процессе травления наводораживания.

Пеназолин (ПАВ-446)

Пеназолин (ПАВ-446) – ингибитор двойного действия. Кроме ингибирующих свойств пеназолин (ПАВ-446) образует на поверхности растворов плотную и густую пену (к тому же еще и устойчивую). Пеназолин нетоксичен. Рекомендуется применять в растворах серной и соляной кислот. Благодаря плотной пене на поверхности травильного раствора, в воздух цеха не попадают пары кислоты.

В состав пеназолина входят имидазолины и аминоамиды с алкильным радикалом. На вид это воскообразное вещество от светло-желтого до светло-коричневого цвета.

Ингибитор пеназолин применяется при температурах от 20 до 95 °С. С увеличением температуры плотность пены только возрастает, что делает пеназолин более эффективным. Эффективность данного ингибитора также увеличивается при накоплении на дне ванны солей железа и выработке кислотного раствора (при этом образуется более густая пена).

Концентрация пеназолина в растворах соляной кислоты должна составлять около 0,01%, в растворах серной кислоты 0,01 – 0,05%. Концентрацию ингибитора выбирают в зависимости от его назначения, т.е. если необходимо, чтоб было больше пены – берется минимальная концентрация ПАВ-446, если более важны ингибирующие свойства – максимальная.

Для повышения эффективности травильных растворов достаточно единоразово ввести небольшое количество ПАВ-446. Расход пеназолина – 20 г/т металла, т.е. вещество достаточно экономично.

Пеназолин значительно улучшает показатели процесса травления, способствует более эффективному удалению окалины с поверхности металла и не влияет на качество последующих технологических операций.

Ингибитор КИ-1

Ингибитор КИ-1 относится к комбинированным ингибиторам, которые состоят с нескольких составных частей, в данном случае это водный раствор 25% катапина и 25% уротропина. КИ-1 — это немного мутная или прозрачная жидкость от желтого до коричневого цвета, плотностью 1,15 – 1,18 г/см3 при температуре 20 °С. Изготавливается по стандарту ТУ 6-04689381.006-97 (Россия). Срок хранения вещества – 1 год.

Ингибитор КИ-1 применяют для защиты от кислотной коррозии некоторых цветных металлов и черных. Вещество эффективно в растворах фосфорной и серной кислот (концентрацией до 50%), а также плавиковой и соляной (концентрацией до 30%).

КИ-1 рекомендовано применять при температурах до 100 °С при кислотной очистке оборудования теплоэнергетического, скважин от различных загрязнений. Также используется ингибитор для травления черных металлов в серной кислоте (на НТА и ваннах периодического действия). Применяется ингибитор КИ-1 при травлении электротехнических, низко и высоколегированных сталей в растворах серной кислоты. Также для защиты от коррозии арматуры железобетонных изделий, а автомобильной промышленности ингибитором КИ-1 обрабатывают стальные изделия перед нанесением гальванического покрытия или предстоящей покраской.

При травлении Ст3 в ванне, содержащей 20% раствор серной кислоты и 0,5% ингибитора КИ-1, температуре 80 °С, скорость коррозии данной марки стали уменьшается на 99%!

К недостаткам ингибитора КИ-1 можно отнести нарушение работы регенерационных установок, загрязнение в некоторых случаях поверхности металла, кристаллов железного купороса.

Аналогами ингибитора КИ-1 являются ингибиторы: ПБ-5, ПКУ-Э, Синол-ИКК и БА-6.

Ингибитор ХОСП-10

Ингибитор ХОСП-10 очень хорошо подходит для травления в соляной, серной и органических кислотах изделий из цветных и черных металлов. Ингибитор ХОСП-10 – это синергетическая смесь технических продуктов. ХОСП-10 хорошо растворим в фосфорной, соляной, серной, уксусной, муравьиной кислотах, но совершенно не растворяется в щелочах.

Ингибитор ХОСП-10 улучшает качество поверхности металла, пластические свойства сталей, предотвращает наводораживание и расслаивание.

При травлении изделий из черных металлов при температуре 20 – 90 °С в растворе 20% серной кислоты рекомендуется применять 0,025 – 0,05 % ингибитора. При травлении в 20% соляной кислоте изделий из цветных металлов при температуре 20 — 50 ° С. При температуре около 90 °С в 20% серной кислоте степень защиты ингибитора, концентрацией 0,05% составляет более 99%!

Ингибитор ХОСП-10 отличается высокой эффективностью при травлении (при повышенной температуре раствора) в серной кислоте высокоуглеродистых сталей.

В некоторых случаях рекомендуется совместно с ингибитором ХОСП-10 добавлять в раствор 0,5% NaCl. Это применимо для инструментальной стали У10А, легированной стали ШХ-15 и низколегированных сталей при травлении их в серной кислоте.

Для одного цикла работы травильной ванны достаточно единоразово ввести ингибитор (при изменении концентрации серной кислоты от 20% до 1-2%).

Одним из достоинств ингибитора ХОСП-10 является то, что он обладает еще и пенообразующими свойствами, что очень удобно при травлении в ваннах открытого типа (не требуется дополнительно вводить различные пенообразователи).

Ингибитор ХОСП-10 способствует улучшению поверхности сталей и не увеличивает наводороживание средне и низкоуглеродистых сталей.

Применяется ингибитор ХОСП-10 при сернокислотном травлении. Вещество можно считать экономичным, т.к. его требуется в 2-4 раза меньше, чем ингибиторов ЧМ, И-1-В.
Ингибитор малоэффективен при травлении высокоуглеродистых сталей.

Ингибитор С-5

Ингибитор С-5 применяют для травления в растворах серной кислоты (концентрацией до 40%) мало-, средне- и высокоуглеродистых сталей при повышенной температуре (95 – 99 °С). Ингибитор С-5 относится к комбинированным ингибитором и обладает синергетическим действием. Хорошо растворяется в воде, водных растворах щелочей и кислот.

Применять ингибитор С-5 можно не только в растворах серной кислоты, но и в очень слабом растворе азотной (до 15%) при температуре не выше 35 °С. При температуре 80 °С в 20% растворе серной кислоты степень защиты ингибитора (данные для Ст3) составляет 98%. При 25 °С в 12% азотной кислоте степень защиты 99,8%.

Ингибитор С-5 успешно применяют на некоторых трубопрокатных, метизных, сталепрокатных заводах. С-5 достаточно эффективен при травлении (в растворах любой выработки) легированных и углеродистых сталей. Вещество не ухудшает условий регенерации растворов, не загрязняет железный купорос.

Так как ингибитор эффективно работает и при повышенных температурах – его можно применять при травлении в НТА листового проката.

Ингибитор БА-6

Это нерастворимый в воде технический продукт. В органических растворителях (спирт, ацетон, эфир и др.), а также кислотах (фосфорная, соляная, серная) ингибитор коррозии БА-6 растворяется хорошо. Так как данный ингибитор является устойчивым к воздействию кислот, то его можно применять для их перевозки, хранения и в процессах травления. Его применяют при травлении в растворах соляной кислоты черных металлов. Рекомендуемая концентрация 0,1 – 0,5%. Если же кислота концентрированная, а температура около 60 – 80 °С, то его эффективность невелика. При температуре 100 °С в 4 н. соляной кислоте степень защиты стали составляет 97,8% (содержание ингибитора 0,1%). В присутствии солей железа ингибитор не коагулирует, он остается стабильным.

При травлении ингибитор коррозии БА-6 не оказывает влияние на сам металл, не замедляет растворение окалины. Кроме того, он не загрязняет поверхность металла.

Применяется ингибитор БА-6 для защиты при соляно-кислой обработке оборудования нефтяных и газовых скважин. Его концентрация должна составлять около 0,5 – 1%. Также вещество используется для защиты от коррозии емкостей с соляной кислотой (при перевозке). Концентрация ингибитора БА-6 также 0,5 – 1%.

Катодные, анодные, смешанные ингибиторы

В большинстве случаев ингибиторы защищают изделие от коррозии по электрохимическому механизму, т.е. воздействуя на скорость прохождения катодного, анодного, либо обоих коррозионных процессов. Суть ингибирования заключается в замедлении этой скорости.

Анодные ингибиторы коррозии

Анодные ингибирующие добавки воздействуют на анодную реакцию. Это соединения, обладающие окислительным воздействием (нитриты, хроматы). Они способствуют образованию на анодной части металлического изделия очень тонкой пассивной пленки, которая значительно замедляет скорость коррозии на этом участке. Анодные ингибиторы называют еще пассиваторами. Механизм действия анодных ингибиторов: за счет образования пассивной пленки площадь анодной поверхности уменьшается; торможением анодного перехода основного металла в раствор.

Большинство анодных ингибиторов коррозии считается опасными, т.к. при передозировке или их недостатке в растворе может наблюдаться эффект, обратный защитному (увеличение скорости коррозии). К анодным ингибиторам относятся фосфаты, силикаты, карбонаты щелочных металлов, гидрофосфаты и многие другие. При недостаточных концентрациях в коррозионной среде анодных ингибиторов коррозии наблюдается локализация коррозионных процессов, увеличение скорости растворения металла на отдельных участках.

Катодные ингибиторы коррозии

Катодные ингибиторы замедляют катодную реакцию, растворение металла. Стационарный потенциал системы сдвигается в отрицательную сторону, идет уменьшение коррозионного тока. На поверхности образуется адсорбционная пленка. Проходит химическая реакция, в результате которой связывается деполяризатор. На поверхности защищаемого металла образуются труднорастворимые соединения, которые замедляют коррозию, блокирую поверхность. Катодные ингибирующие вещества менее эффективны, чем смешанные или анодные, поэтому их использование ограничено. Катодные, как и анодные, не применяются в кислых средах, т.к. в них малоэффективны. К ним относятся сульфит натрия, гидразин.

Смешанные ингибиторы коррозии

Смешанные ингибиторы коррозии тормозят анодную и катодную реакцию. Поэтому считается, что смешанные ингибиторы более эффективны. Большинство таких соединений работают по окислительному типу.

Ярким примером данного вида веществ можно считать хроматы.

Ингибиторы коррозии

Согласно стандарту ISO 8044-1986 ингибиторами коррозии (ИК) называют химические соединения, которые, присутствуя в коррозионной системе в достаточной концентрации, уменьшают скорость коррозии без значительного изменения концентрации любого коррозионного реагента. Ингибиторами коррозии могут быть и композиции химических соединений. Содержание ингибиторов в коррозионной среде должно быть небольшим.

Эффективность ингибиторов коррозии металлов оценивается степенью защиты Z (в %) и коэффициентом торможения Υ (ингибиторный эффект) и определяется по формулам:

где К1 и K2 — скорость растворения металла в среде без ингибитора и с ингибитором соответственно; i1 и i2 — плотность тока коррозии металла в среде без ингибитора и с ингибитором коррозии соответственно. При полной защите коэффициент Z равен 100 %.
Коэффициент торможения показывает во сколько раз уменьшается скорость коррозии в результате действия ингибитора:

Z и Υ связаны между собой:

Ингибиторы коррозии металлов подразделяются:
• по механизму своего действия — на катодные, анодные и смешанные;
• по химической природе — на неорганические, органические и летучие;
• по сфере своего влияния — в кислой, щелочной и нейтральной среде.

Действие ингибиторов коррозии обусловлено изменением состояния поверхности металла вследствие адсорбции ингибитора или образования с катионами металла труднорастворимых соединений. Защитные слои, создаваемые ингибиторами коррозии, всегда тоньше наносимых покрытий. Ингибиторы коррозии металла могут действовать двумя путями: уменьшать площадь активной поверхности или изменять энергию активации коррозионного процесса.

Катодные и анодные ингибиторы замедляют соответствующие электродные реакции, смешанные ингибиторы изменяют скорость обеих реакций. Адсорбция и формирование на металле защитных слоев обусловлены зарядом частиц ингибитора и способностью образовывать с поверхностью химические связи.
Катодные ингибиторы коррозии замедляют катодные реакции или активное растворение металла. Для предотвращения локальной коррозии более эффективны анионные ингибиторы. Часто для лучшей защиты металлов от коррозии используют композиции ингибиторов с различными добавками.
При этом может наблюдаться:
• аддитивное действие, когда ингибирующий эффект отдельных составляющих смеси суммируется;
• антагонизм, когда присутствие одного из компонентов ослабляет ингибирующее действие другого компонента;
• синергизм, когда компоненты композиции усиливают ингибирующее действие друг друга.

Неорганические ингибиторы коррозии металлов. Способностью замедлять коррозию металла в агрессивных средах обладают многие неорганические вещества. Ингибирующее действие этих соединений обуславливается присутствием в них катионов (Са2+, Zn2+, Ni2+ , As3+, Bi3+, Sb3+) или анионов (CrO2-4, Cr202-7, NO-2, SiO2-3, PO3-4).

Экранирующие катодные ингибиторы коррозии — это соединения, которые образуют на микрокатодах нерастворимые соединения, отлагающиеся в виде изолирующего защитного слоя. Для железа в водной среде такими соединениями могут быть ZnSO4, ZnCl2, а чаще Са(НС03)2.
Бикарбонат кальция Са(НС03)2 — самый дешевый катодный экранирующий ингибитор, применяемый для стали в системах водоснабжения. Бикарбонат кальция в подщелоченной среде образует нерастворимые соединения СаСОз, осаждающиеся на поверхности, изолируя ее от электролита.

Анодные неорганические ингибиторы коррозии образуют на поверхности металла тонкие (~ 0,01 мкм) пленки, которые тормозят переход металла в раствор. К группе анодных замедлителей коррозии относятся химические соединения — пленкообразователи и окислители, часто называемые пассиваторами.
Катодно-анодные неорганические ингибиторы, например KJ, КВr в растворах кислот, тормозят в равной степени анодный и катодный процессы за счет образования на поверхности металла хемосорбционного слоя.
Пленкообразующие ингибиторы защищают металл, создавая на его поверхности фазовые или адсорбционные пленки. В их число входят NaOH, Na2C03 и фосфаты. Наибольшее распространение получили фосфаты, которые широко используют для защиты железа и стали в системе хозяйственных и коммунальных стоков.
В присутствии фосфатов на поверхности железа образуется защитная пленка. Она состоит из гидроксида железа, уплотненного фосфатом железа. Для большего защитного эффекта фосфаты часто используются в смеси с полифосфатами.
Пассиваторы тормозят анодную реакцию растворения металла благодаря образованию на его поверхности оксидов. Эта реакция может протекать только на металлах, склонных к пассивации.
Пассиваторы являются хорошими, но опасными ингибиторами коррозии металлов. При неверно выбранной концентрации, в присутствие ионов Сl- или при несоответствующей кислотности среды, они могут ускорить коррозию металла, и в частности вызвать очень опасные точечные коррозионные процессы.

Хроматы и бихроматы натрия и калия используются как ингибиторы коррозии железа, оцинкованной стали, меди, латуни и алюминия в промышленных водных системах.
Нитриты применяются в качестве ингибиторов коррозии многих металлов (кроме цинка и меди) при рН более 5. Они дешевы и эффективны в случае присутствия ржавчины.
Защитное действие нитритов состоит в образовании поверхностной оксидной пленки. Оксидная пленка состоит из 25 % Cr203 и 75 % Fe203 .
Силикаты относятся к ингибиторам коррозии смешанного действия, уменьшая скорости как катодной, так и анодной реакций. Действие силикатов состоит в нейтрализации растворенного в воде углекислого газа и в образовании защитной пленки на поверхности металла.

Пленка не имеет постоянного состава. По структуре она напоминает гель кремневой кислоты, в которой адсорбируются соединения железа и соли жесткости. Ее толщина обычно равна около 0,002 мм.

Полифосфаты — растворимые в воде соединения метафосфатов общей формулы (МеР03)n. Защитное действие полифосфатов состоит в образовании непроницаемой защитной пленки на поверхности металла. В водных растворах происходит медленный гидролиз полифосфатов, в результате образуются ортофосфаты. В присутствии Са2+ и Fe3+ на поверхности образуется непроницаемая защитная пленка.

Наибольшее распространение в промышленности получил гексаметафосфат натрия. Фосфаты и полифосфаты находят применение в качестве замедлителей коррозии стали в воде и холодильных рассолах. Большой эффект достигается при совместном использовании фосфатов и хроматов.

Органические ингибиторы коррозии. Многие органические соединения способны замедлить коррозию металла. Органические соединения — это ингибиторы смешанного действия, т.е. они воздействуют на скорость как катодной, так и анодной реакций.

Органические ингибиторы коррозии металлов адсорбируются только на поверхности металла. Продукты коррозии их не адсорбируют. Поэтому эти ингибиторы применяют при кислотном травлении металлов для очистки последних от ржавчины, окалины, накипи. Органическими ингибиторами чаще всего бывают алифатические и ароматические соединения, имеющие в своем составе атомы азота, серы и кислорода.
Амины применяют как ингибиторы коррозии железа в кислотах и водных средах.

Тиолы (меркаптаны), а также органические сульфиды и дисульфиды проявляют более сильное ингибирующее действие по сравнению с аминами. Основные представители этого класса — тиомочевина, бензотриазол, алифатические меркаптаны, дибензилсульфоксид.
Органические кислоты и их соли применяют как ингибиторы коррозии железа в кислотах, маслах и электролитах, а также как ингибиторы процесса наводороживания. Наличие в органических кислотах амино- и гидроксильных групп улучшает из защитные свойства.

В спиртовых растворах, особенно многоосновных (этиленгликоль, пропиленгликоль), применяемых в системах охлаждения эффективным ингибитором коррозии является КПГ-ПК.

Необычайно широко применение ингибиторов в промышленности.
В щелочных средах ингибиторы используются при обработке амфотерных металлов, защите выпарного оборудования, в моющих составах, для уменьшения саморазряда щелочных источников тока.
В последние годы появились новые смесевые ингибиторы коррозии для защиты стальной арматуры в железобетоне. Эти соединения — лигносульфонаты, таннины, аминоспирты — способны образовывать с катионами железа труднорастворимые комплексы. Среди них особое внимание заслуживают таннины, благодаря их положительному влиянию на бетон и способности взаимодействовать с прокорродировавшей сталью. Новый класс ингибиторов — это мигрирующие ингибиторы коррозии металла. Они обладают способностью диффундировать через слой бетона и адсорбироваться на поверхности стальной арматуры, замедляя ее коррозию.

Из ингибиторов для нейтральных сред следует выделить группу ингибиторов коррозии для систем охлаждения и водоснабжения. Видное место здесь занимают полифосфаты, поликарбоксильные аминокислоты, так называемые комплексоны — ЭДТА, НТА и др.; и их фосфорсодержащие аналоги—ОЭДФ, НТФ, ФБТК. Комплексоны защищают металлы только в жестких водах, где они образуют соединения с катионами Са2+ и Mg2+.

В водооборотных системах хорошие результаты получены с ингибиторами СП-В. Они надежно защищают системы, состоящие из различных конструкционных материалов (Fe, Сu, Аl, и их сплавы).

Летучие ингибиторы являются современным средством защиты от атмосферной коррозии металлических полуфабрикатов и готовых изделий на время их хранения и транспортировки. Принцип действия летучих ингибиторов коррозии заключается в образовании паров, которые диффундируют через слой воздуха к поверхности металла, и защищают ее. Летучие ингибиторы коррозии раньше использовались преимущественно для защиты от коррозии военной техники и энергетического оборудования. В последние годы к известным летучим ингибиторам НДА, КЦА, Г-2, ИФХАН-100, ВНХЛ-49 добавился ряд новых — СП-В, КПГ-ПК. Установлена способность лучших летучих ингибиторов защищать металл от коррозии длительное время (более 3-х месяцев) даже после удаления их из упаковочного пространства — эффект последействия.

За более подробной информацией по ингибиторам коррозии обращайтесь по тел. (495) 966-08-09, ООО «Спектропласт», www.splast.ru

Что такое ингибиторы коррозии, их виды и правила использования

Под воздействием внешних факторов все материалы в той или иной степени меняют какие-то свои свойства. Одним из них, напрямую влияющим на разрушение структуры веществ, являются жидкости. Когда мы говорим о коррозии, то в основном подразумеваем соприкосновение различных деталей или элементов конструкции с водой (или содержащими ее средами), хотя есть и другие ее виды – эл/химическая, газовая и тому подобное. Такой контакт может быть не только прямым (намокание), но и опосредованным. Например, в условиях, характеризующихся избыточной влажностью.

Все вещества, оказывающее негативное влияние на материалы, называются агрессивными и по степени влияния (интенсивности разрушения) подразделяются на сильного, среднего или слабого действия. Естественно, что для продления срока эксплуатации изделий необходимо позаботиться об их эффективной защите.

Наиболее распространены следующие способы:

  • нанесение защитных пленок (полимеры и ряд других химических соединений);
  • поверхностная обработка слоем более «устойчивого» металла;
  • покрытие цементом (например, труб инженерных коммуникаций – канализация, водопровод и так далее);
  • окраска эмалями;
  • эл/химическая обработка с образованием слоя фосфатов;
  • грунтование спецсоставами.

Есть и другие, более дорогостоящие методики. К примеру, легирование. Многие из них применимы только на производстве, так как требуют использования соответствующего оборудования и отличаются сложной технологией.

Где могут использоваться ингибиторы

Стоит напомнить читателю, что термин «коррозия» применяется не только по отношению к металлам. Разрушению под воздействием агрессивных химических соединений подвержены, к примеру, керамика, полимеры и другие материалы. Но в этом случае принято употреблять слово «старение».

Сфера применения

Не будем рассматривать вопрос использования ингибиторов в промышленных масштабах. Это прекрасно знают профильные специалисты. Их даже добавляют в ГСМ, чтобы минимизировать активность агрессивной среды. Мы же отметим только те «конструктивные элементы», которые можно защитить с помощью спецсредств в «частном» секторе.

  • Трубные магистрали, особенно участки, проложенные по территории (вне строения).
  • Септики, резервуары которых изготовлены из металлов.
  • Кровля, стены, фундамент.
  • Системы отопления. Для предотвращения внутренней коррозии (или «ржавления» – есть и такой термин) труб и радиаторов.

Ассортимент продукции довольно большой. Вот только некоторые разновидности имеющихся в продаже средств.

«Ингибирит»

Используется для защиты многих металлов и сплавов. Целесообразно обрабатывать конструкции, эксплуатирующиеся при избыточной влажности, даже при температурах ниже 0 ºС (до -40). После нанесение средство образует тончайшую пленку. Перед применением разбавляется практически всеми доступными растворителями – толуол, уайт-спирит и некоторыми другими.

Цена за упаковку – от 245 рублей.

admin