Пассивация стали и её защита от атмосферной коррозии фосфорсодержащими соединениями и карбоксилатами

• Автор: Горбачев, Алексей Сергеевич
• Шифр специальности: 05.17.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 122 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА I. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Влияние фосфоновых кислот и фосфонатов на коррозию металлов в нейтральных средах

1.2. Ингибирование коррозии стали карбоксилатами

ГЛАВА II. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1. Объекты исследования

2.2. Электрохимические методы

2.3. Методы коррозионных испытаний

2.4. Физико-химические методы

2.4.1. Эллипсометрия

2.4.2. Рентгенофотоэлектронная спектроскопия
ГЛАВА III. ОСОБЕННОСТИ ИНГИБИРУЮЩЕГО ДЕЙСТВИЯ АЛКИЛФОСФОНАТОВ И ОРГАНИЧЕСКИХ ФОСФАТОВ
3.1. Фосфонаты
3.2. Эфиры фосфорной кислоты
3.3. Адсорбция октилфосфоната и диоктилфосфата натрия на низкоуглеродистой стали
3.4. Пассивирующее действие октилфосфоната и диоктилфосфата
натрия по отношению к низкоуглеродистой стали
ГЛАВА IV. ИНГИБИРОВАНИЕ КОРРОЗИИ МЕТАЛЛОВ ВОДНЫМИ ПАССИВИРУЮЩИМИ РАСТВОРАМИ НА ОСНОВЕ СОЛЕЙ ОЛЕИНОВОЙ КИСЛОТЫ
4.1. Низкоуглеродистая сталь
4.2. Алюминиевые сплавы
4.3. Усовершенствование пассивирующих составов
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы:
Ингибиторы коррозии применяются практически во всех сферах деятельности человека: в энергетике, машиностроении, при добыче полезных ископаемых. Защитить металл от атмосферной коррозии можно путем создания на его поверхности тонких пленок ингибиторов коррозии. Такой метод является довольно технологичным, поскольку он сохраняет исходные размеры защищаемого изделия и существенно не влияет на дальнейший технологический процесс. Он экономичен, средства защиты легко утилизируеются в промстоках и практически не требуют расконсервации. Коррозия металлов в нейтральных водных средах и агрессивных влажных атмосферах, часто характеризуется локальными поражениями поверхности. Классические ингибиторы атмосферной коррозии сталей, относящиеся к окислителям (хроматы, нитриты и т.п.) по экологическим соображениям практически перестали применяться для пассивации металлов. Способность многих солей органических кислот не только переводить металлы и сплавы в пассивное состояние, но и стабилизировать его при воздействии различных компонентов среды (хлоридов, сульфатов и т.п.) позволяет использовать их в качестве ингибиторов коррозии или в составе композиционных ингибиторов синергетического механизма действия.
В качестве таких соединений особо стоит выделить соли карбоновых кислот ЯСООН, алкилфосфоновых кислот А1к-Р(0)(0Н)2 и эфиров фосфорной кислоты, поскольку кроме защитных свойств, они обладают низким загрязняющим воздействием на окружающую среду. Среди них можно обнаружить соединения, обладающие хорошей растворимостью в воде. В связи с ужесточением экологических и санитарных норм актуальны поиск новых нетоксичных ингибиторов коррозии, а также разработка экологически безопасных и эффективных при низких концентрациях композиций ингибиторов коррозии металлов.

Цель работы:
1. Установить закономерности анодного растворения и пассивации низкоуглеродистой стали в водных растворах натриевых солей алкилфосфоновых кислот и эфиров фосфорной кислоты.
2. Выявить особенности защиты низкоуглеродистой стали от атмосферной коррозии тонкопленочными покрытиями на основе солей карбоновых кислот жирного ряда и пути повышения её эффективности.
Научная новизна:
1. Установлен нелинейный характер зависимости эффективности пассивирующего действия алкилфосфонатов натрия от длины их углеводородной цепи: оптимальным является алкил, содержащий 8-9 атомов углерода.
2. Выявлено влияние температуры, перемешивания среды и времени формирования пассивирующих слоев на низкоуглеродистой стали в водном растворе фосфорсодержащих органических ингибиторов на их пассивирующую способность в нейтральной водной среде
3. Показана возможность- адсорбционной («безоксидной») пассивации низкоуглеродистой стали ингибиторами коррозии фосфонатного или алкилфосфатого типа.
4. Получены новые данные in situ об адсорбции из водных растворов октилфосфоната и диоктилового эфира фосфорной кислоты на окисленной и восстановленной поверхностях низкоуглеродистой стали.
Практическая полезность:
1. Выявлена возможность взаимного усиления пассивирующего действия ингибиторов карбоксилатного типа и натриевой соли диалкилового эфира фосфорной кислоты.
2. Разработаны и исследованы новые эффективные пассивирующие составы для защиты металлов от атмосферной коррозии -

первый, прилегающий к его поверхности слой адсорбата, поскольку последующие адсорбционные слои менее прочно связаны с поверхностью.
Благодаря невысокой стоимости, промышленной доступности и совместимости со многими ИК карбоксилаты жирного ряда, в частности ОЛН, давно используются в качестве основных компонентов в пассивирующих растворах для межоперационной и временной защиты металлов [161]. Повышение эффективности таких составов и расширение областей их применения в настоящее время является важной научно-технической задачей.