Летучие ингибиторы коррозии
Разрушение — это уничтожение железных элементов в итоге физико-химического взаимодействия их с элементами атмосферы.
Если 2 соседние области, к примеру, на плоскости стальной компоненты, по крайней мере слабо различаются друг от дружки по составу либо конструкции (а целиком сходное изделие сделать почти невозможно), то в оптимальной (к примеру, мокрой) среде на данном месте появляется коррозийная клетка. Одна область считается анодом по отношению к другой, и как раз она будет корродировать. Так что, все малые локальные разнородности сплава формируют анодно-катодные микроячейки, по данной причине железная плоскость имеет многие отделы, вероятно подвластные коррозии. Даже в равномерно мокрой окружающей среде на плоскости сплава будет садиться конденсат влажности, ведущий к появлению химической ячеи.
До последнего времени были 2 главных способа обороны от коррозии — внедрение в сплавы легирующих добавок либо покрытие сплава слоем защитной смазки. Во всех вариантах эти меры неприменимы, т.к. внедрение легирующих добавок оказывает влияние на стоимость и физико-механические характеристики сплавов, а защитное покрытие разнородно и требует времени и расходов труда на удаление, в то время как определенные изделия нужно привести в подготовленность быстро, это относится, например, к продукции оборонной индустрии. Для обороны же электронных и электротехнических изделий классические способы неприменимы в целом.
В самом начале XX столетия было обнаружено, что определенные синтетические объединения могут осаждаться из газовой фазы на плоскость металлов и сохранять их от коррозии. Такие объединения были определены нестойкими ингибиторами коррозии (VCI — volatile corrosion inhibitors). Это были нитриты, и 1-ое индустриально использующееся объединение — DICHAN (дициклогексиламина нитрит) — было спроектировано организацией Shell после 2-й мировой битвы для обороны боевой техники.
Но нитриты имеют несколько минусов:
• Нитриты предохраняют лишь железо и алюминий.
• Нитриты ведут взаимодействие с медью, цинком и бронзой.
• Нитриты канцерогенны и вызывают респираторные заболевания.
• Невысокое частичное давление, немощная оборона на базовом раунде.
• Трудно высчитать верную дозу для обороны.
На данный момент нитриты (например, нитрит натрия) обширно применяются в изготовлении защитных бумаг. Неприятности с использованием нитритов остаются, однако они крайне дешевы, вследствие этого используются до сегодняшнего дня.
Определенное время подготовки в сфере ингибиторов коррозии почти не проводились, и лишь сделанная в середине 1960-х годов организация — National Association of Corrosion Engineers (NACE) — стала вести ежемесячные интернациональные симпозиумы, посвященные данной теме, и предприняла образование экспериментальных групп, нацеленных на подготовку данной темы.
Итогом этих исследовательских работ стало возникновение на рынке нового поколения нестойких ингибиторов коррозии, не имеющих минусов, свойственных нитритным ингибиторам, и способных тормозить как анодный, так и катодный процессы коррозии. На сегодняшний день спроектированы совершенно безопасные и высокоэффективные летучие ингибиторы коррозии, разрешенные даже к использованию в непосредственном контакте с пищевыми продуктами.
Летучий ингибитор коррозии как правило представляет из себя пигмент. Термин «летучие» относится лишь к механизму перевода серьезного компонента из обладателя (мембраны, бумажки и т.п.) к плоскости железного изделия.
Испарение серьезного компонента из мембраны происходит до этапа достижения баланса, устанавливаемого частичным давлением. Пары ингибитора коррозии достигают плоскости изделия, переезжают через пласт электролита (или снимаются в качестве микрокристаллов, а затем растворяются при попадании влажности) и адсорбируются на железной плоскости, создавая гидрофобный пласт, срывающий сплав от электролита.
Летучие ингибиторы коррозии преимущественно представляют из себя продукт реакции слабого основания (амины и их выводные) и слабой естественной кислоты. В итоге подобных реакций выходят разные карбоксилаты. Результативность ингибитора коррозии растет с повышением ширины углеводородного радикала естественной кислоты, что имеет связь с повышением гидрофобности пласта.
Есть некоторый комплект нормальных товаров данной компании, результативность которых доказана индустриальными проверками:
• Циклогексиламин и его выводные (карбонаты, бензоаты)
• Дициклогексиламин и его выводные (карбонаты, бензоаты)
• Гуанидин и гуанидин хромат
• Морфолин
• Бензиламин
• Аминоспирты и соли иных основных, второстепенных, третичных аминов и их выводных
С некоторым упрощением процесс химической коррозии вполне может быть представлен так:
1. анодный процесс — ионизация атомов сплава с образованием ионов (гидратированных) в растворе и нескомпенсированных электронов в сплаве;
2. процесс перевода электронов в сплаве от зон анодной реакции к участкам, на которых термодинамически и кинетически вероятен катодный процесс;
3. процесс телега окислителя-деполяризатора к катодным зонам;
4. катодный процесс — ассимиляция лишних электронов деполяризатором, для которого в этих зонах гарантированы термодинамические критерии процесса восстановления.
При изменении концентрации (насыщенности) позитивных либо негативных частиц в растворе либо сплаве может поменяться скорость процесса открывания сплава. При понижении, к примеру, концентрации деполяризатора, у катодной зоны возможно окажется, что катодная реакция деполяризации термодинамически невероятна.
Было подтверждено, что гидроксильные ионы и анионы кислот, возникающие при диссоциации и гидролизе аминов и их солей устанавливают вид сдерживания процесса коррозии — анодный либо катодный механизм. Ингибирующий эффект подобных объединений вызван присутствием в их конструкции повторяющихся катионов, имеющих азот. По определенным данным азот способен организовывать координационные связи с сплавом, что существенно повышает адсорбцию. Адсорбция катионов повышает перенапряжение ионизации и задерживает процесс коррозии.
Запаздывание катодного процесса добивается методом внедрения в естественную молекулу ингибитора эклектических окисляющих анионов. Такие анионы в купе с бензольным кольцом прекрасно реконструируются на железном катоде.
Известно, что нитриты и бензоаты готовы тормозить анодные реакции. Определенные объединения, особенно соли аминов и замененной бензойной кислоты, эфиры хромовой кислоты готовы тормозить кинетику катодных реакций, будучи, кроме этого, действенными анодными ингибиторами. Итоги исследовательских работ признают существенное понижение скорости анодных реакций в присутствии аминов и их солей, при этом результативность аккуратных аминов значительно выше, чем их солей.