Разработка научных принципов защиты металлов от коррозии органическими летучими ингибиторами

• Автор: Андреев, Николай Николаевич
• Шифр специальности: 05.17.03
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 317 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Список сокращений и обозначений

Введение.

Глава 1. Литературный обзор. Защита металлов ЛИК.

1.1. Взаимодействие ЛИК с атмосферой и процессы парообразования.

1.1.1. Влияние ЛИК на содержание агрессивных веществ

в атмосфере.

1.1.2. Механизмы парообразования ЛИК.

1.1.3. Влияние внешних условий на летучесть органических соединений

1.1.4. Методы измерения и косвенной оценки р.

1.1.5. Влияние химической структуры органических

соединений на их летучесть.
1.2. Распространение паров ЛИК и моделирование защиты металлов в изолированных системах.
1.3. Инициирования коррозии массо и теплообменом в защищенных ЛИК системах.
1.4. Методы испытаний эффективности ЛИК и материалов
на их основе.
1.5. Совместное воздействие влаги и ЛИК на металл и прогнозирование ингибиторных свойств органических соединений.
1.5.1. Методы ЛСЭ и их использование в коррозии
1.5.2. Методы ЖМКО и их использование в коррозии
1.6. Некоторые новые области применения ЛИК.
1.7. Актуальные задачи развития теории действия и ме
тодов оптимизации структуры ЛИК.
Глава 2. Объекты и методы исследования
2.1. Вещества и материалы.
2.2. Методы коррозионных испытаний
2.2.1. Оценка эффективности ингибиторов в объемных электролитах
2.2.2. Оценка эффективности растворов ЛИК при парофазной защите.
2.2.3. Оценка эффективности защиты металлов ЛИК при периодической конденсации влаги.
2.2.4. Оценка эффективности ЛИК при периодическом увлажнении поверхности образцов их растворами.
2.3. Электрохимические методы исследования.
2.3.1. Потенциодинамические методы
2.3.2. Методы поляризационного сопротивления
2.4. Метод рентгеноэлектронной спектроскопии.
2.5. Методы исследования кинетики массообмена содержащих ЛИК негерметичных систем со средой
2.6. Методы математической обработки данных
Глава 3. Принципы прогнозирования и модифицирования физикохимических свойств органических ЛИК
3.1. Принцип ЛСЭ и количественная оценкар жидких
органических соединений. Основы метода
3.1.1. Линейность ЛОисп и оценка р жидких монозамещенных органических соединений
3.1.2. Взаимное влияние заместителей и оценкар полизамещенных жидких органических соединений.
3.1.3. Оценка Ткмп и р жидких органических соединений
в широком диапазоне Г
3.1.4. Оценкар по жидких органических соединений
3.2. Особенности практического использования методов ЛСЭ для оценки и модифицирования р жидких органических ингибиторов Ю
3.2.1. Пути модифицирования структуры ингибиторов
для управления ихр
3.2.2. Практическое использование базового корреляционного метода для оценки р ЛИК.
3.2.3. Методы косвенной оценки ИЗ
3.2.4. Методы реконструкции опорных зависимостей
3.2.5. Оценкар по Тп ЛИК
3.2.6. Комбинированные методы оценки р ЛИК.
3.3. Методы оценкир твердых соединений
3.3.1. Принцип ЛСЭ и приближенная оценкар твердых
органических соединений
3.3.2. Методы оценки р ЛИК солевого типа
3.4. Принципы прогнозирования растворимости органических ЛИК
Глава 4. Принципы прогнозирования и направленного модифицирования защитных свойств ингибиторов атмосферной коррозии
4.1.Методы ЖМКО и оценка реакционной способности органических нуклеофилов при ингибировании локальной депассивации металлов.
4.1.1. Роль природы реакционного центра при ингибировании локальной депассивации железа органическими нуклеофилами
4.1.2. Роль природы реакционного центра при ингиби
ровании локальной дспассивации алюминия органическими нуклеофилами
4.2. Принцип ЛСЭ и оценка защитной способности химически близких соединений. 1
4.2.1. Роль природы заместителя при ингибировании локальной депассивации железа и алюминия солями карбоновых кислот
4.2.2. Роль структуры аминов при ингибировании коррозии стали.
Глава 5. Принципы оптимизации защиты металлов ЛИК в
системах различных типов.
5.1. Изолированные системы. Принципы оптимизации структуры ЛИК при парофазной защите стали водными растворами
5.1.1. Моделирование условий защиты металла над водными растворами ЛИК
5.1.2. Адаптация модели к условиям реального эксперимента.
5.1.3. Влияние химической структуры аминов на эффективность защиты стали над их водными растворами
5.2. Принципы создания эффективных ЛИК для герметичных систем
5.2.1. Влияние теплообмена на защиту металлов ЛИК в
герметичных системах и пути повышения ее эффективности
5.2.2. Методы направленного поиска ЛИК, эффективных
при интенсивной конденсации влаги
5.3. Не полностью герметичные системы. Влияние массообмена на эффективность ЛИК
5.4. Разработка универсальных ЛИК
Глава 6. Физикохимические принципы создания летучих ингибиторов углекислотной коррозии.
6.1. Особенности углекислотной коррозии стали в условиях, моделирующих газопровод
6.2. Роль при ингибировании углекислотной коррозии стали низшими аминами
6.3. Влияние на углекислотную коррозию различных
классов органических соединений
6.3.1. Кислородсодержащие соединения
6.3.2. Азотсодержащие соединения
6.3.3.Смеси органических кислот и оснований
6.4. Защитные характеристики ЛИУК ИФХАН
6.4.1. Защитные свойства ЛИУК ИФХАН в жидкой фазе.
6.4.2. Защитные свойства ЛИУК ИФХАН в газопаровой
Выводы.
Литература


Оно завершится после образования двухфазной системы насыщенный раствор воды в ингибиторе насыщенный раствор ингибитора в воде. Дальнейшее поглощение воды будет изменять соотношения объемов фаз, вплоть до исчезновения одной из них. Лишь после этого возможно новое снижение р ЛИК в системе. Наиболее сильное и непрерывное падение летучести можно ожидать для ЛИК, смешивающихся с водой в любых соотношениях. Агрегатное состояние и взаимная растворимость ингибитора и продуктов его взаимодействия с кислыми газами атмосферы влияют и на изменение летучести органически оснований, например аминов. Однако большее, по крайней мере с практической точки зрения, значение здесь имеет р кислого компонента. Так, очевидно, при создании на базе аминов ЛИК для систем транспортировки и сбора газа с высоким р С иили Н следует ориентироваться не на летучесть исходного соединения, а его соответствующих солей, р которых обычно на порядки ниже. Важнейшим фактором, влияющим на летучесть соединений, является Т. АНпЯТА5ГпоИ АпЛТ. АН0по и АЗ3по стандартные энтальпия и энтропия парообразования испарения или сублимации , . Линейность изменения Ы р с 1 Т обусловлена слабой зависимостью АНпо и АБпо от Г и наблюдается в достаточно широких диапазонах варьирования последней выше или ниже точки плавления вещества см. Различия термодинамических характеристик парообразования жидких и твердых веществ определяют излом на графике. Ыс Т 1. Однако четкий физикохимический смысл основных параметров 1. ЛИК. Уравнение 1. ЛИК при интересующей исследователя Ту а также расчетов термодинамических характеристик процессов парообразования. Для измерения р различных веществ разработан ряд экспериментальных методов, наиболее полное описание возможностей которых приведено в . Они классифицируются на статические, динамические, испарения с открытой поверхности, точек кипения и их модификации . Анализ особенностей этих методов выходит за рамки данного обзора, однако он был бы неполным без рассмотрения общих принципов измерений. Статические методы основаны на прямых манометрических или косвенных, фиксирующих связанные с р вещества физикохимические характеристики газовой фазы, измерениях. Динамические используют перенос пара струей инертного в отношении анализируемого вещества газа. Метод испарения с открытой поверхности заключается в измерении V испарения или возгонки вещества в атмосферных условиях или вакууме. Измеряемым параметром может служить т образца исследуемого вещества, реактивная сила потока его паров или иные характеристики, строго связанные с р соединения. При измерении р методом точек кипения фиксируются Т или давление Р кипения вещества, когда его р и внешнее Р равны. Рис. Зависимость р вещества от 1Т. Все эти методы, использованные для оценки р ЛИК в , , , , трудоемки, требуют специального аппаратурного оформления и не всегда точны. Это тормозило разработку новых ЛИК и стало причиной распространения упрощенных коррозионных методов оценки способности соединений к парофазной защите. Развитие такого эмпирического подхода отвлекло исследователей от простых, хотя и не слишком точных, приемов приближенной оценки р органических соединений по их Ткип В литературе отсутствуют даже упоминания об их применении в отношении ЛИК. Между тем эти методы широко распространены в химии. Они основываются на правиле Трутона о равенстве АНТып различных химических веществ, т. АЗкип В графической интерпретации см. Т различных соединений, экстраполированные в область бесконечно высоких Т пересекут ось ординат в одной точке. При этом для воссоздания всей температурной зависимости р, вплоть до Тт, достаточно знания р при какойлибо Т или 7 при произвольном Р. Воплощенный в виде уравнений или номограмм , этот метод обычно используется в органической химии для оценки Ткм органических соединений при их перегонке под вакуумом, однако с его помощью можно оценивать и р жидких веществ в широком диапазоне Т. Следует признать, что данный метод не отличается точностью даже для слабо ассоциированных жидкостей. Трутоиом значений калмоль К , .