ИНГИБИТОРЫ КОРРОЗИИ МЕТАЛЛОВ НА ОСНОВЕ ПОЛИЭЛЕКТРОЛИТОВ

К настоящему времени имеется большой выбор реагентов для антикоррозионной обработки воды, нефти и газа, однако, как неоднократно отмечалось, универсального ингибитора не существует, поэтому подбор ингибитора, обеспечивающего максимальную защиту при определенных внешних условиях, является актуальным. Выбор ингибитора коррозии, для данных условий, определяется степенью его защитного действия, экономическими и экологическими аспектами [1].  Исследована защитная эффективность ряда ингибиторов по отношению к углеродистой стали в имитате пластовой воды, насыщенной сероводородом и углекислым газом. Исследуемые ингибиторы, помимо торможения общей коррозии, вызывают снижение диффузии водорода в сталь и способствуют сохранению ею пластических свойств [2].

Объектами исследования явились водный раствор полифосфата натрия и полимерный ингибиторы коррозии металлов -2 на основе Na-КМЦ  (ПИКМ-2), при различных температурах и средах. Исследования коррозионного поведения латуни проводили на образцах в форме пластин. Действие солевой среды и ингибиторов на коррозионное поведение образцов латуни определяли методами гравиметрии по убыли массы образца после коррозионных испытаний.

Исследования проведены в различных фоновых растворах пластовой воды (Ф-1) следующего состава, г/л: NaCl-17, NaHCO₃-0,8, MgCl₂x6H₂O-0,2, CaCl₂-0,2, слабо кислых растворов (Ф-2) состава, г/л: H₂SO₄-25, Na₂SO₄-30, слабо щелочных растворов (Ф-3) состава г/л: NaOH-25, Na₂SO₄-30 и Антифриза ЭА-40 (Ф-4), при температурах 80⁰С. Растворы готовили из реактивов марки «х.ч.» на дистилляте.

Ингибирование поверхности металла на катодных и анодных участках подразумевает существование определенной разности потенциалов между ними и, следовательно, протекание электрического тока. Этот ток, называемый коррозионным, эквивалентен количеству прокорродировавшего металла. В процессе коррозии потенциалы катодных и анодных участков не остаются постоянными, наблюдается поляризация, следствием которой является сближение потенциалов катода и анода и уменьшение коррозионного тока. Исследование антикоррозионных свойств ингибиторов заключается в экспериментальном изучении поляризационных кривых и поляризационного сопротивления латунного электрода или  зонда в растворе фона и в присутствии ингибиторов ПИКМ-2 (таблица 1). Экспериментальные данные, приводимые в данной работе, получены с использованием в качестве фона пластовой воды состава, г/л: NaCl-17, NaHCO₃-0,8, MgCl₂×6H₂O-0,2, CaCl₂-0,2.

Таблица 1.

Результаты гравиметрического определения степени защиты ингибиторов (ПИКМ-2) в фоновом растворе (Антифриз ЭА-40) латунного электрода

Состав	Коррозионные потери, Х, г	Скорость коррозии, K, г/м2*сут	Степени защиты, Z, %
Латунь
Антифриз ЭА-40 + ПИКМ-2	0,0360	0,017	82,23

Все экспериментальные результаты получены с использованием в качестве фона (Ф-1, Ф-2, Ф-3 и Ф-4).

Растворы двухкомпонентных ингибиторов ПИКМ-2 при всех изученных температурах эффективны и принимают значения степени защиты от 89,73 до 95,74 % таблицы 2.

Также были проведены экспериментальные работы по определению скорости коррозии различных электродов в слабощелочных средах в присутствии ингибиторов различных концентраций и соотношений при температурах по гравиметрическому методу. После выдержки образцов в течение 360 ч продукты коррозии удаляли скальпелем и гравиметрически определяли следующие величины: скорость коррозии (К) и коррозионные потери (Х), относящиеся к холостому опыту (коррозия в без ингибиторном растворе) (таблицы 2).

Таблица 2.

Результаты гравиметрического определения степени защиты

ПИКМ-2 (С_инг.=10 мг/л) в различных фонах

№	Фон	Ингибитор	Температура, t, 0C	Скорость коррозии, K, (г/м2*сут)	Коэффициент торможения,  g	Степени защиты, Z, %
1	Ф-1	ПИКМ-2	80 0C	0,89	27,61	95,03
2	Ф-2	ПИКМ-2	80 0C	0,53	33,08	94,93
3	Ф-3	ПИКМ-2	80 0C	0,67	21,03	93,16
4	Ф-4	ПИКМ-2	80 0C	0,69	40,27	89,73

Механизм парциальных электродных реакций на поверхности металлов, покрытой композициями ПАВ и фосфатных растворителей, одинаков, поскольку зависит только от природы металла и среды погружения. Если рассматривать защитное действие аминов как результат их адсорбции на поверхности металлов за счет донорно-акцепторного взаимодействия, тогда зависимость Z от природы ПАВ обусловлена не одинаковым сродством RNH₂ к латуни. Рост сродства амина к металлу, например, в результате донорно-акцепторного взаимодействия должен увеличивать защитное действие и снижать влияние природы растворителя.

Исследована эффективность комплексообразующих свойств реагентов и композиций на основе полиэлектролитов путем моделирования в лабораторных условиях процесса образования солей жесткости и оптимизации составов ингибиторов накипеобразования в зависимости от химического состава оборотной воды [3].

Таким образом, исследуемые ингибиторы показали высокую эффективность замедления процесса растворения металлов в слабощелочных средах. Отличительными свойствами данных ингибиторов являются низкая оптимальная концентрация, дешевизна, универсальность, нетоксичность, а также то, что они являются местным сырьем. Наиболее вероятный механизм их защитного действия, как отмечалось выше, заключается в образовании малорастворимых соединений с ионами металла и последующей адсорбции полимерного компонента на образовавшийся слой, приводящей к замедлению его роста и, вследствие этого, уменьшению его пористости, толщины и увеличению ее защитных свойств.

Список литературы:

1. Нефедов А.Н., Тазеев Р.М., Мырзакожа Д.А. Химическая структура и ингибирующий эффект гетероатомных органических соединений для трубопроводного транспорта // Нефть и газ Казахстана, 2001. №2. –С.52-59.
2. Холиқов А.Ж., Акбаров Х.И., Тиллаев Р.С., Эшмаматова Н.Б. Исследование эффективности разработанных ингибиторов в различных системах // «Современные техника и технологии горно-металлургической отрасли и пути их развития» Материалы международной научно-технической конференции. –Навои, 2010. -С. 361-362.
3. Цыганкова Л.Е., Фоменков О.А., Комарова О.В. Защита углеродистой стали рядом ингибиторов в имитате пластовой воды, насыщенной H₂S и CO₂.// Конденсированные среды и межфазные границы, 2009.-Т.10. -№4. –С. 287-292.[schema type=»book» name=»ИНГИБИТОРЫ КОРРОЗИИ МЕТАЛЛОВ НА ОСНОВЕ ПОЛИЭЛЕКТРОЛИТОВ » author=»Батыршина Нафиса Дамировна, Михлибаева Дилноза Журабаевна, Калядин Владимир Григорьевич» publisher=»БАСАРАНОВИЧ ЕКАТЕРИНА» pubdate=»2017-05-29″ edition=»ЕВРАЗИЙСКИЙ СОЮЗ УЧЕНЫХ_ 30.01.2015_01(10)» ebook=»yes» ]