Защита от коррозии малоуглеродистой стали в кислых и нейтральных сероводородсодержащих средах ингибиторами марки "ФЛЭК"

• Автор: Плотникова, Мария Дмитриевна
• Шифр специальности: 05.17.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Тамбов
• Количество страниц: 171 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

Глава 1. Литературный обзор

1.1 .Некоторые аспекты процесса коррозии железа и стали

1,2.0собенности коррозии стали в присутствии сероводорода

1.3.Наводороживание железа и стали в коррозионных средах

1.4.Ингибиторная защита стали от коррозии

1.5.Применение спектроскопии электрохимического импеданса дляизучения процессов ингибирования коррозии

Глава 2. Методика эксперимента

2.1. Объекты исследования

2.2. Методы исследования

2.2.1. Гравиметрические испытания
2.2.2. Электрохимические исследования
2.2.3 Исследование механических свойств стали
2.2.4 Определение размеров частиц и дзета-потенциала
исследуемых систем
2.2.5 Определение поверхностного натяжения
на границе раствор - воздух
Глава 3. Влияние исследуемых композиций ингибиторов на кислотную коррозию стали
3.1. Влияние исследуемых композиций ингибиторов на коррозию СтЗ

3.1.1 Изучение ингибирования коррозии СтЗ в солянокислых растворах методом спектроскопии электрохимического импеданса
3.2. Влияние исследуемых композиций ингибиторов на коррозию СтЗ
в 1 М Н2
3.3. Определение эффективности исследуемых композиций ингибиторов в кислых сероводородсодержащих средах
3.4 Влияние температуры на защитные свойства исследуемых
композиций ингибиторов
3.5. Влияние исследуемых композиций ингибиторов на механическую
прочность СтЗ в кислых средах
Глава 4. Влияние исследуемых композиций ингибиторов на коррозию стали 3 в нейтральных средах
4.1. Влияние исследуемых композиций ингибиторов на коррозию СтЗ вЗ%КаС
4.2. Влияние исследуемых композиций ингибиторов на коррозию СтЗ в 3% ЫаС1 в присутствии различных концентраций Н
4.3 Определение электрокинетических характеристик исследуемых композиций ингибиторов
4.3.1 Определение размеров частиц ингибиторов марки «ФЛЭК» в
нейтральных и сероводородсодержащих средах
4.3.2 Определение электрокинетического потенциала поверхности стали СтЗ и частиц дисперсной фазы в нейтральных и сероводородсодержащих средах
4.4. Влияние исследуемых композиций ингибиторов на механическую прочность СтЗ в нейтральных сероводородсодержащих средах
Выводы
Список литературы

ВВЕДЕНИЕ
Коррозия технического оборудования ежегодно приводит к значительным материальным потерям и увеличивает напряженность экологической обстановки в результате незапланированных выбросов и сбросов, например, при выходе из строя насосного оборудования или при утечке нефти вследствие прорыва трубопровода. Сложная ситуация на нефте- и газопромыслах складывается из-за высокой агрессивности технологических сред, в которых присутствуют кислые газы. Среди них наиболее коррозионноакгавен Н28, он не только стимулирует процесс общей коррозии, но также способствует развитию локальных разрушений и наводороживанию стали, что приводит к потере пластических свойств и растрескиванию.
Одним из наиболее эффективных и экономически целесообразных методов защиты металлов от коррозионного разрушения является использование ингибиторов. Этот способ не требует сложного аппаратурного оформления, может быть использован на новом или уже бывшем в эксплуатации оборудовании. Ингибитор при необходимости может быть введен практически на любом этапе производства или легко заменен на более эффективный при изменении условий эксплуатации.
В настоящее время теоретические аспекты ингибирования сравнительно хорошо и подробно изучены. Также существует большой спектр замедлителей коррозии, имеющих различный состав и область применения. Однако большинство из них имеют достаточно узкий диапазон использования, весьма дорогостоящи или не имеют необходимой сырьевой базы для промышленного производства и использования. Потребители, в свою очередь, диктуют достаточно высокие требования к эффективности ингибиторных добавок (2Х%У>95; С(мг/л)<100), которым, как правило, удовлетворяют импортные замедлители коррозии. Современные ингибиторные композиции должны также удовлетворять требованиям экологичности (принадлежать к 3 или 4 классу опасности), продолжительности действия и химической устойчивости к повышенным температурам. Все это приводит к дефищпу на рынке качественных ингибиторов коррозии отечественного производства, способных эффективно тормозить
реакционном центре. Аналитические выражения принципа ЛЭС применимы только для изоэнтропийных, изоэнтальпийных, изокинетических РС.
В дальнейшем было установлено, что принцип ЛЭС может быть использован для прогнозирования защитного действия смеси соединений одной [127] или нескольких РС [128,129].
Применимость принципа ЛЭС несмотря на множество достоинств ограничена рядами соединений сходной структуры. Для охвата широкого спектра веществ большее подходит концепция жестких и мягких кислот и оснований (ЖМКО) Дж. Пирсона [130]. Результаты и перспективы использования принципа ЖМКО применительно к адсорбции компонентов раствора на металлах отражены в работах [131, 132].
В рамках ЖМКО, полагая, что поверхность железа не окислена и ее можно считать мягкой кислотой, можно объяснить сильные ингибирующие эффекты органических соединений серы, фосфора и мышьяка их большей мягкостью как оснований в сравнении с азот- и кислородсодержащими соединениями.
Можно отметить некое сходство принципа ЖМКО с электрохимическими представлениями Л.И. Антропова о специфической адсорбции II рода [133], хоть он не связан напрямую с учетом заряда поверхности и структуры ДЭС. Согласно представлениям Л.И. Антропова серосодержащие соединения адсорбируются на железе необратимо, причем способность к адсорбции возрастает с повышением температуры даже в концентрированных кислотах, что дает основания рассматривать это взаимодействие как хемосорбцию. В то же время, для большинства азотсодержащих соединений характерна специфическая адсорбция I рода, при которой основную роль играет не химическая природа металла, а заряд его поверхности, описываемый в ф-шкале Антропова [134].
К недостаткам теории ЖМКО можно отнести тот факт, что поверхность железного электрода сложно отнести к мягким кислотам из-за высокой гидрофобности железа, в результате чего железо эффективно связывается с