Номер части:
Журнал

ОЦЕНКА ОТНОСИТЕЛЬНОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИНГИБИТОРОВ КОРРОЗИИ УГЛЕРОДИСТЫХ СТАЛЕЙ В СЛАБОЩЕЛОЧНЫХ ЭЛЕКТРОЛИТАХ



Науки и перечень статей вошедших в журнал:
Авторы:
DOI:


При механической обработке деталей  из углеродистых и низколегированных сталей широко применяются смазочно-охлаждающие жидкости (СОЖ), часто представляющие собой нейтральные или слабощелочные электролиты. Для исключения коррозии обрабатываемых деталей в состав вновь разрабатываемых СОЖ вводят ингибиторы. Методы ГОСТ [1] позволяют только установить факт наличия или отсутствия коррозии. Классический метод гравиметрии слишком длителен (недели, месяцы) [2, 3]. Приборы для измерения скорости коррозии универсальны, но дороги [4]. В работе показана возможность экспрессного сравнения эффективности различных ингибиторов в реальных растворах СОЖ с применением электрохимической методики.

Предварительные эксперименты позволили установить, что при сравнении эффективности ингибиторов следует соблюдать следующие условия: 1. Использовать гальванический элемент, где анодом является испытуемая углеродистая сталь (например, сталь 10), а катодом – нержавеющая сталь в виде сетки (например, X18H9T) или углеродная ткань бусофит с высокоразвитой поверхностью; 2. Площадь анода в сравнительном эксперименте должна быть постоянной, а площадь катода должна быть в 100 или больше раз выше, чем площадь анода. Тогда поляризация катода (Rп|) составляет <1 % и этой величиной можно пренебречь (рис. 1);

и анод на строго фиксированное расстояние 2 мм, чтобы сопротивлением раствора можно было пренебречь (Rр→0, рис 1);  5. Все измерения проводить не менее 3 раз и результаты статистически обработать.

Методы измерения и расчетов.

Основное измерение проводится в составе СОЖ без ингибиторов, например, в растворе Na2CO3 0,04% (рН≈9,5). После погружения анода и катода в раствор обеспечивается свободный доступ агрессивной среды к их поверхности в течение 12 минут, а затем, после сближения катода с анодом и их фиксации в этом положении не менее 3 раз измеряются через каждую минуту значения E и I. По средним  значениям E и I находится сопротивление электрохимической ячейки:

Rяч    = Е/I                             (1)

Интересующий нас процесс коррозии протекает на границе раздела фаз анод-раствор и характеризуется поляризационным сопротивлением (Rп). Вычитая из Rяч сопротивление амперметра (RА.), мы и находим величину

Rп = Rяч — RА  = Е/I         — RА                   (2)

Процесс измерений проводится с помощью мультиметра Victor 86 C. По данным  измерений  производится автоматический расчёт Rп. При наличии  ПК фиксируются графики изменения E и I во времени и их значения.

Затем в базовый состав СОЖ вводится ингибитор с заданной концентрацией и все измерения и расчеты повторяются вновь в течение 15 минут. Относительную эффективность изучаемых ингибиторов γ находим как отношение Rп с ингибитором к Rп без ингибитора. Таким образом, с применением простого мультиметра на оценку свойств одного ингибитора требуется менее 1 часа, что в тысячи раз быстрее, чем в гравиметрии.

Результаты и их обсуждение

Для базового раствора Na2CO3 0,04% по выше приведённой методике сравнили эффективность ряда добавок. Результаты сведены в табл.1

Таблица 1.

Относительная эффективность ингибиторов и стимуляторов коррозии стали 10 в растворе карбоната натрия 0,04% (рН 9,5)

Добавка, % Rп, Ом γ
Эфир ТЭАОК,   0,5% 529 064 314
Эфир ТЭАТМ, 0,5% 115 330 68,5
Экол-3,    0,5% 72 149 42,8
Биосил–С,    0,5% 63 296 37,6
Нитрит натрия,   0,5% 60 998 36,2
Пента-91,   0,5% 43 494 25,8
Na2CO3,    0,04% 1 685 1,00
Kатамин АБ,   0,5% 663,7 0,394
Бензоат натрия,   1% 411,5 0,244

Анализ данных табл.1 показывает, что синтезированные нами эфиры при равных концентрациях по эффективности защитного действия превосходят промышленно выпускаемые   СОЖ экол-3 и биосил-С.

В то же время такие вещества как катамин АБ и бензоат натрия оказались стимуляторами растворения стали в данных условиях.

Для базового раствора Na2SO4+NaOH (рН=9,5) получены иные результаты (табл. 2).

Таблица 2

Относительная эффективность ингибиторов коррозии (везде концентрация 0,1%) стали 10 в растворе сульфата натрия 0,1% (рН 9,5)

Добавка Rп, Ом γ
Экол-3 13596 8,75
Биосил-С 12431 8,01
Нитрит натрия 7191 4,62
Фосфат натрия 5373 3,46
ГКЖ — 11к 2017 1,30
ПЭГ- 115 1969 1,26
Na2SO4  1553 1,00

Сопоставление данных таблиц 1 и 2 показывает, что эффективности ингибиторов в разных базовых растворах можно различить с помощью предложенной методики.

Таким образом, в работе показано, что испытанная методика позволяет достоверно различить и сравнить относительную эффективность ингибиторов в растворах СОЖ.

Список литературы:

  1. ГОСТ 6243-75 Эмульсолы и пасты. Методы испытаний. Раздел 2;
  2. ГОСТ 9.908-85 ЕСЗКС Металлы и сплавы. Методы определения показателей коррозии и коррозионной стойкости;
  3. Жук Н.П. Курс коррозии и защиты металлов М.: Металлургия, 1976. С 360-366.;
  4. Семенова И.В., Флорианович Г.М., Хорошилов А.В. Коррозия и защита от коррозии М.: ФИЗМАТЛИТ, 2010, с 388-390.
    ОЦЕНКА ОТНОСИТЕЛЬНОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИНГИБИТОРОВ КОРРОЗИИ УГЛЕРОДИСТЫХ СТАЛЕЙ В СЛАБОЩЕЛОЧНЫХ ЭЛЕКТРОЛИТАХ
    Written by: Бутакова Юлия Андреевна, Кузнецова Ольга Павловна, Мухин Валерий Анатольевич, Петров Александр Геннадьевич, Проскура Александр Геннадьевич
    Published by: БАСАРАНОВИЧ ЕКАТЕРИНА
    Date Published: 04/04/2017
    Edition: ЕВРАЗИЙСКИЙ СОЮЗ УЧЕНЫХ_30.04.2015_4(13)
    Available in: Ebook
Записи созданы 6767

Похожие записи

Начните вводить, то что вы ищите выше и нажмите кнопку Enter для поиска. Нажмите кнопку ESC для отмены.

Вернуться наверх