Методи катодного захисту і інгібування

Для захисту устаткування від корозії у виробництві неорганічних речовин досить часто застосовують методи катодного захисту і інгібування (гальмування) корозійних процесів. Метод катодного захисту використовують при захисту від корозії підземних трубопроводів для транспорту електролітів і води. Його зазвичай поєднують з бітумною ізоляцією трубопроводів. Для захисту від корозії розсолопроводів перед укладанням в землю їх покривають бітумом, що не завжди забезпечує надійного захисту. На ділянках з дефектами покриття розвиваються інтенсивні корозійні процеси, для приглушення яких металевий трубопровід сполучають з катодом джерела постійного або випрямленого струму; позитивний полюс приєднують до анодного заземлення, розташованого паралельно трубопроводу на відстані 60-100 м від нього. Заземлення представляє собою декілька сталевих труб, що зариті вертикально в землю на відстані 5-6 м один від одного і сполучаються між собою смуговим залізом. Як джерело струму застосовують селенові випрямлячі напругою 22-24 В.

За наявності різниці потенціалів між розсолопроводом і анодним заземленням протікає слабкий струм, під дією якого в місцях дефекту на поверхні трубопроводу (катод) відбувається розряд іонів водню і повільне руйнування анодів.

Одна станція катодного захисту потужністю 400 Вт обслуговує трубопровід завдовжки до 4 км. Катодний захист може бути використано також і для приглушення корозії ємкісних апаратів, що містять інші агресивні рідини.

Інгібітори корозії – це речовини, що володіють властивістю зменшувати швидкість корозійних процесів. Наприклад, діетиламін може бути використаний як інгібітор корозії чорних металів. Додавання його у випаровуваний луг при концентрації до 0,016 % уповільнює корозію апаратів в 4 рази. Введення у водний розчини NaСl і СаСl₂, що часто використовуються як охолоджувальні розсоли хромату калія і лугу до 0,2 %, призводить до зниження корозії сталевих трубопроводів у 4-5 разів і дозволяє збільшити термін служби їх до 7-10 років.

Ефективність дії інгібіторів характеризується коефіцієнтом гальмування або ступенем захисту від корозії. Коефіцієнт гальмування показує, в скільки разів зменшується швидкість корозії в результаті дії інгібітору:

γ = I / I₁

де I і I₁ – швидкість корозії відповідно у відсутність і за наявності інгібітору.

Ступінь захисту (%) характеризує повноту приглушення корозії:

Z = [ ( I – I₁) / I ] · 100

Здатність інгібітору захищати певний метал від корозії в тих або інших середовищах залежить від його індивідуальних хімічних властивостей. На ефективність його дії має вплив температура і концентрація агресивного агента.

Добавка до інгібітору деяких речовин іноді викликає посилення інгібуючої дії. Наприклад, інгібітор ПБ-5 (продукт конденсації аніліну з уротропіном) при концентрації 0,5 % зменшує корозію сталі у 20 %-вій НС1 при 20 °С у 42 рази. При додаванні в цю систему 0,2 % 2-пропін-1-ола коефіцієнт гальмування підвищується до 110.

Інгібітор ПБ-5 отримав порівняно широке застосування в промисловості, зокрема для інгібування в соляній кислоті. Суміш інгібітору ПБ-5 з уротропіном рекомендується додавати в 2-6 %-ві розчини кислот, які використовуються для звільнення теплообмінної апаратури від накипу (при концентрації цих речовин до 0,5 % при 60-80 °С у =40-50). Сам уротропін є кислотним інгібітором корозії не тільки чорних металів, але і алюмінію в соляній кислоті і титану в сірчаній.

Механізм дії деяких інгібіторів (наприклад, ПБ-5) пов'язують з їх здатністю вибірково адсорбуватися на поверхні металу. Швидкість корозії металу обернено пропорційна катодній поляризації (ускладненню) виділення водню. На поверхні металу (але не окалини або накипу) утворюється орієнтована плівка з молекул інгібітору, яка підвищує перенапруження виділення водню і створює високий перехідний опір між розчином і поверхнею металу.

Механізм дії інших інгібіторів пов'язаний з появою на поверхні металу щільних, стійких кристалічних плівок або з процесом нейтралізації речовин (наприклад, іонів водню і кисню), що руйнують захисну плівку.

У содовому виробництві для зменшення корозії чавунних апаратів у виробничі рідини вводять сульфіди, які утворюють на поверхні металу щільну плівку FеS. Наявність в рідинах сульфід-іонов (0,02-0,04 г/л) сприяє також "нейтралізації" розчиненого кисню по реакції: 2S^2- + 3О₂ = 2SO₃^2- і тим самим оберігає від окислення сульфідну плівку. Дотримання "сульфідного режиму" дозволяє знизити швидкість корозії з 1,5 до 0,1-0,2 мм/рік.

Відмінність фізико-хімічних властивостей і механізму дії великої кількості різноманітних речовин-інгібіторів вимагає при індивідуального підходу у кожному конкретному випадку їх застосування [8,9].

Питання для самоконтролю

1. За характером розповсюдження корозія буває:

а) суцільна, локальна, міжмолекулярна, вибіркова;

б) суцільна, локальна, міжкристалітна;

в) суцільна, локальна, міжкристалітна, вибіркова.

2. По механізму дії корозію поділяють на:

а) хімічну і фізичну;

б) молекулярну і міжмолекулярну;

в) хімічну і електрохімічну.

3. Суцільна корозія буває:

а) рівномірна і нерівномірна;

б) точкова і виразкова;

в) рівномірна і рівновіддалена.

4. За 10-бальною шкалою стійкості металів і сплавів абсолютно стійкі метали мають швидкість корозії (мм/рік):

а) >0,001; б) <0,01; в) <0,001.

5. Локальна корозія буває:

а) рівномірна і нерівномірна; б) точкова і виразкова; в) міжмолекулярна і міжкристалічна.

6. Для підвищення корозійної стійкості металічне обладнання:

а) футерують; б) калібрують; в) зондують.

7. Адгезія має місце при:

а) нанесенні захисних покриттів;

б) механічному пошкодженні обладнання;

в) проходженні електричного струму через метал.

8. Корозія це:

а) середовище, яке спричиняє руйнування;

б) руйнування внаслідок протікання хімічних і електрохімічних процесів;

в) здатність металів протистояти впливу зовнішніх факторів.

9. Точкова корозія зображена на малюнку:

а)

б)

в)

 

10. Воднева, киснева, сірководнева, атмосферна. Це види

а) електрохімічної корозії; б) хімічної корозії; в) корозії.

11. Матеріал із балом корозійної стійкості 10:

а) руйнується в наслідок корозії зі швидкістю більше 10 мм на рік;

б) руйнується в наслідок корозії зі швидкістю менше 10 мм на рік;

в) не руйнується в концентрованих розчинах НCl, HNO₃ та NaOH.

12. Матеріали із балом корозійної стійкості 1:

а) нестійкі; б) стійкі; в) абсолютно стійкі.

13. Як називається руйнування поверхні металу внаслідок перебігу хімічних та/або електрохімічних процесів?

14. Як називається здатність металу (сплаву) протидіяти впливу навколишнього середовища?

15. Поясніть стійкість алюмінію до корозії.

17. Чим відрізняються рівномірний та нерівномірний типи корозії?

18. Яка характерна відмінність місцевої корозії?

19. Який вид корозії є найменш небезпечним з точки зору контролю?

20. Які метали піддаються місцевій корозії?

21. Поясніть суть мікроскопічної корозії.

22. Через наявність яких хімічних елементів сталі піддаються мікроскопічній корозії?

23. Яке місце на поверхні металу найбільш піддається корозії?

24. Чи переходить вибіркова корозія з одного виду в інший?

25. Які матеріали піддаються вибірковій корозії?

26. Як впливає процес графітизації чавунів і знецинкування латуні на стійкість до вибіркової корозії?

27. Назвіть види хімічної корозії.

28. Як виражають швидкість рівномірної корозії?

⇐ Предыдущая78910111213141516Следующая ⇒

Поделиться: