книги из ГПНТБ / Ингибиторы коррозии металлов сборник трудов

Из данных табл. 2 следует, что защитное действие ингибиторов и вызываемая ими гидрофобпзация поверхности стали находятся в хорошем соответствии: чем больше ингибитор гидрофобпзирует по­ верхность металла, тем лучшими защитными свойствами он обла­ дает. Гидрофильность защитной пленки, вероятно, приводит к растормаживанию (Катодного и частично анодного процессов, так как

Таблица 2

Изменение величины краевого угла на стали 10, выдержанной в ингибированных растворах 7н соляной кислоты

ионы гидроксония могут быстрее разряжаться в присутствии гид­ рофильных адсорбционных слоев. Об этом свидетельствует и изу­ чение особенностей протекания катодной стадии процесса раство­ рения стали в ингибированных растворах кислот [3].

В ы в о д ы

Установлены некоторые закономерности защитных свойств про­ дуктов конденсации формальдегида с аминами определенной струк­ туры.

Л И Т Е Р А Т У Р А

1. С. А. Балезин. Со. «Ингибиторы коррозии металлов». Изд. МГПИ им.

В. И. Ленина, выл. 2, 1962 г., стр. 3.

2.Г. Л. Немчанинова, Н. Г. Ключников. Изв. вузов «Химия и химическая тех­ нология», 13, вын. 12, 1747 (1970).

3.Г. Л. Немчанинова, Н. Г. Ключников. Уч. записки МГПИ им. В. И. Ленина

№540, 1971 г., стр. 67—86.

4.С. 3. Рогинский, Я. Б. Зельдович. Acta pn-isicochim., 1, 595, (1934).

5.В. В. Батраков, Гамиль Авад, 3. А. Иофа. «Защита металлов», 5, 2, (1969).

6.В. И. Григорьев, В. В. Кузнецов. «Защита металлов», 2, 203, (1968).

7.Г. Л. Немчанинова. Уч. записки Владим. пед. института, серия «Химия», № 2, 1971, стр. 12.

8. Т. И. Темникова. «Курс теоретических основ органич. химии». Изд. «Химия».

Л., 1968, стр. 336.

9. В. С. Засыпкина, Н. Г. Ключников, Б. Г. Гасанов. Со. «Ингибиторы коррозии металлов. МГПИ им. В. И. Ленина, выл. 2, 1962 г., стр. 218.

61

скорость коррозии сплава титана невелика, т. е. наблюдается нали­ чие индукционного периода растворения сплава. Затем в течение последующих 4 часов скорость коррозии резко возрастает и дос­ тигает максимума через сутки после помещения образцов в раствор кислоты. В течение следующих 3 суток скорость коррозии меняется незначительно. Наличие индукционного периода можно объяснить замедленным растворением оксидной пленки, которая всегда пок­ рывает титан.

Рис. 3. Влияние некоторых нитросоединений на кинетику коррозии сплава титана ОТ4 в 5н серной кислоте при комнатной температуре:

J —H2SO4; 2, 3, 4, 5—с добавлением нитрометана, м-ннтробензола, пикриновой кислоты,

о-нитроанилина

•Введение купферрона удлиняет индукционный период растворе­ ния до двух суток, по прохождении которых начинается интенсив­ ная коррозия. Коррозия начинается тогда, когда раствор купферрона в кислоте становится бесцветным, что свидетельствует о том, что купферрон расходуется в процессе защиты. Удлинение индук­ ционного периода коррозии в присутствии купферрона связано с его способностью упрочнять защитную оксидную пленку, уже име­ ющуюся на поверхности сплава. М-динитробензол удлиняет пндук-

,64

дионный период до 20 дней, после чего начинается активное рас­ творение. Пикриновая кислота и о-нитроаннлнн пассивируют тита­ новый сплав на очень длительный срок. Так, в растворах кислоты с добавками этих соединений коррозия не наблюдалась в течение двух с половиной лет. С течением времени образцы покрывались защитной пленкой темнокоричневого цвета. Высокие пассивирую­ щие свойства м-дннитробензола, пикриновой кислоты и о-нитро- анилпна связаны с их очень высокими окислительными свойствами. В их присутствии формируются довольно прочные защитные плен­ ки, на длительный срок прекращающие коррозионный процесс.

молинейную зависимость как для коррозии в непнгибированной Ън

кислоте, так п для растворов серной кислоты, ингибированных нитрометаном, формальдегидом, беизальдегндом и гексаметилендиамином. В присутствии купферрона, м-динитробензола и пикри­ новой кислоты эта зависимость носит характер ломанной кривой с одним изломом для м-иитробензола и купферрона и двумя — для пикриновой кислоты. Анализ зависимости скорости коррозии от температуры показывает, что в присутствии купферрона и м-дпнпт- робензола сплав ОТ4 устойчив только при комнатной температуре, з присутствии пикриновой кислоты устойчивость сплава к корро­ зии повышается, и он переходит в активное состояние только при

80°С.

Рассчитанные величины эффективной энергии активации*— Е акг и термические коэффициенты ускорения реакций— ую [6] приве­ дены в табл. 1 и 2. Следует отметить, что для iex растворов, в ко­ торых сплав титана находится в активном состоянии, значения Е акг колеблются от 14 до 20 ккал/моль, а ую находится в пределах 2.

Таблица /

Влияние некоторых органических веществ на величины эффективной энергии активации — Еакт в 5н растворах серной кислоты при различных температурах

66

Таблица 2

Влияние некоторых органических веществ на величины термических коэффициентов ускорения реакций у,0 в 5 н растворах серной кислоты при различных температурах

Там же, где сплав из пассивного состояния переходит в активное, величины Е и ую резко возрастают. По значениям энергии актива­ ции можно заключить, что контролирующим фактором коррозии сплава титана в серной кислоте является кинетика разряда катио­ нов водорода и ионизации атомов металла как в растворе кислоты, без добавок так и в присутствии всех изученных добавок, кроме пикриновой кислоты. Для нее в интервале температур от 20 до 40°С контролирующим фактором является кинетика образования защитной пленки, в интервале 40—60° коррозионный процесс конт­ ролирует диффузия ионов металла сквозь защитную пленку и, на­ конец, при 60—80°С коррозию определяет кинетика разрушения за­ щитной пленки, что приводит к резкому возрастанию значения Еакг

Механизм защитного действия соединений, проявляющих высо­ кие защитные свойства, сводится к образованию на поверхности сплава прочных защитных пленок, состоящих из смеси оксидов

двух п трехвалентного титана, как показали проведенные нами электронографические исследования. Эти пленки сильно тормозят анодный процесс и переводят сплав 014 в пассивное состояние.

В ы в о д ы

Изучено влияние некоторых альдегидов, аминов, купферрона, пикриновой кислоты и м-динитробензола на кинетику растворения сплава титана 0Т4 в серной кислоте. Показаны высокие защитные свойства пикриновой кислоты, о-нитроанилииа, м-динитробензола и купферрона. Наиболее эффективным ингибитором в данных усло­ виях является пикриновая кислота.

ЛИ Т Е Р А Т У Р А

1.И. Г. Ключников, Е. И. Тупикин. «Ингибиторы крррозии металлов» Сб ста­

тей. Изд. МГПИ им. В. И. Ленина, М., 1972, стр. 136.

2.Е. И. Тупикин, Л. Ф. Поповаt там же, стр. 133.

3.А. П. Брынза, Л. И. Герасютина’ . ЖПХ., 35, 683, (1962).

4.В. В. Андреева, В. И. Казарин. Новые конструкционные хи-м. стойкие мате­ риалы, М., 1971.

5.М. Chuk—Ching, Е. М. Peres. Industr. Engng., 43, 675, (1953).

6.В. А. Киреев. Курс физической химии, ГНТИХЛ, М., 1956, стр. 253.

Е. И. ТИПИКИН, Л. Ф. ПОПОВА

ВЛИЯНИЕ НЕКОТОРЫХ АЛЬДЕГИДОВ И АЗОТСОДЕРЖАЩИХ ОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ

НА КИНЕТИКУ КОРРОЗИИ СПЛАВА ТИТАНА 0Т4 В СОЛЯНОЙ КИСЛОТЕ

Ранее были изучены коррозионные свойства титанового сплава 0Т4 в соляной кислоте в присутствии некоторых альдегидов, ами­ нов, купферрона и ряда нитросоединений [1—3].

, В настоящей работе исследовано влияние концентрации и тем­ пературы растворов соляной кислоты, а также времени нахождения образцов в коррозионной среде на скорость растворения сплава ОТ4. В качестве ингибиторов использовали формальдегид, бензальдегид, анилин, гексаметилендиамин, нитрометан, купферрон, о-нитроанилин, м-динитробензол и 'пикриновую кислоту. Кинети­ ку коррозии изучали весовым методом. Ингибиторы добавляли в количестве 3 м м о л ь / л . Длительность испытаний при повышенных

.•температурах составляла 6 часов.

08

На рис. 1 показана зависимость lg(p- 102) — lg С, где р — ско­ рость коррозии, выраженная в г/м2час, а С — концентрация кисло­ ты, выраженная в г-экв/л. Следует отметить, что в присутствии нит­ рометана, являющегося стимулятором коррозии сплава, эта зави­ симость такая же, что и в неингибированной кислоте и имеет ли­ нейный характер. В присутствии м-динитробензола, о-нптроанили- на, купферрона п пикриновой кислоты зависимость скорости кор­ розии от концентрации соляной кислоты в логарифмических коор­ динатах более сложна п представляет собой ломаную кривую. Ана-

Рис. ]. Коррозия сплава титана ОТ4 в соляной кислоте различных концентраций при комнатной температуре:

и купферрон хорошо защищают сплав ОТ4 в 5 и 7 н растворах, а

ров не является эффективным. Зависимость скорости коррозии от концентрации соляной кислоты в 'Присутствии альдегидов и аминов не изучалась, так как альдегиды являются малоэффективными ин-

69

i itojjiopами, а амины стимулируют коррозию подобно нитрометану, и их влияние будет аналогично последнему.

Логарифмическая зависимость скорости коррозии от времени представлена на рис. 2 и 3. Эта зависимость в присутствии фор­ мальдегида, бензальдегида, анилина, гексаметилендиамина и ннтрометана такая же, как и в неингибпрованной кислоте, что находит­ ся в соответствии с литературными данными [4]. Наблюдается

I

Р2. Влияние некоторых органических веществ па кинетику растворения сплава

титана ОТ4 в 5н соляной кислоте при комнатной температуре:

/ —НС1; Д 3, 4, 5, 6—с добавками соответственно формальдегида, бензальдегида, анилина, гексаметилендиамина, купферрона

участок замедленного растворения— индукционный период корро­ зии, который длится первые 8 часов контакта образцов сплава с агрессивной средой. В последующие 4 часа скорость растворения резко возрастает и к 12 часам достигает максимума и в последую­ щий период практически не зависит от времени нахождения сплава титана в кислоте (максимальная длительность испытаний состав­ ляла 4 суток). Наличие индукционного периода коррозии связано с замедленным растворением оксидной пленки образующейся при ко ~::кте образцов с воздухом.

70