Исследование некоторых классов органических соединений элементов 6А группы в качестве ингибиторов кислотной коррозии железа и сталей

• Автор: Чернядьев, Игорь Никитич
• Шифр специальности: 05.17.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Пермь
• Количество страниц: 146 с. : ил.

Введение

Глава 1. Обзор литературы

1.1. Кинетика и механизм выделения водорода на железе и сталях в

кислых средах

1.2. Анодное растворение железа и сталей

1.3. Ингибиторы кислотной коррозии железа и сталей

1.3.1. Теоретические концепции ингибирования кислотной коррозии металлов.

1.3.2. Взаимосвязь химической структуры и защитного действия ингибиторов коррозии.

1.3.3. Органические соединения элементов 6А группы как ингибиторы кислотной коррозии железа и сталей

1.3.4. Ониевые соединения как ингибиторы кислотной коррозии железа и сталей

Глава 2. Оборудование и методики исследования.

Глава 3. Влияние третичных солей сульфония, селенония, теллурония на кислотную коррозию железа и сталей и на парциальные электродные
процессы.
Глава 4. Влияние органических дихалькогенидов, бис4диметиламинофенилтио, бис4диметиламинофенилсслснодиметилового эфиров и их производных
на кислотную коррозию железа и сталей.
Глава 5. Влияние метоксиарилтио и метоксиарилселенометанов на кислотную
коррозию стали.
Выводы по работе.
Библиографический список.
ВВЕДЕНИЕ
Коррозия металлов и сплавов наносит серьезный ущерб как промышленному оборудованию, так и окружающей среде. В результате коррозионных процессов происходит разрушение металлических материалов, в частности, получаемых из нсвоснолняемого природного сырья. Кроме того, коррозия приводит к авариям на различных производствах. Практически все аварии и катастрофы на нефтепроводах связаны с коррозионным разрушением металлов, разрывы нефте, газо и продуктопроводов приводят к утечке нефти, газа, конденсата, метанола и других загрязнителей, способных опасно воздействовать на воздух, почву, растительный и животный мир, человека.
Экономичным и эффективным средством снижения коррозии является применение ингибиторов. Ингибиторами коррозии называют химические соединения, которые, присутствуя в коррозионной среде в достаточной концентрации, уменьшают скорость коррозии без значительного изменения концентрации любого коррозионного реагента 1. В отличие от регуляторов среды, которые вводятся в систему в относительно больших объемах, эффективные концентрации ингибиторов настолько малы, что они не изменяют заметно ни свойств среды, ни ее состава. Наиболее широко в промышленности применяют ингибиторы коррозии при кислотном травлении стали и стальных заготовок, кислотном преобразовании ржавчины, при кислотной обработке призабойных пластов нефтегазовых скважин, а также при очистках теплоэнергетического, теплообменного, химического и другого оборудования 2.
Актуальность


Обязательным условием реализации электрохимического механизма является наличие электропроводной среды растворов кислот, оснований или солеи. Зависимость кинетики этих двух электрохимических процессов, а, следовательно, и скорости коррозии от величины электродного потенциала в соответствии с законами электрохимической кинетики. Введение в раствор электролита поверхностноактивного вещества ПАВ может оказывать влияние на скорость суммарного коррозионного процесса, воздействуя на катодную электродную реакцию восстановления водорода, на реакцию анодного окисления металла, либо на обе реакции одновременно, поэтому для выяснения механизма защитного действия ингибиторов необходимо детальное знакомство с закономерностями протекания частных электродных процессов, идущих на корродирующем металле. Кинетика и механизм выделения водорода на железе и сталях в кислых средах. Процесс восстановления ионов водорода одна из наиболее интенсивно изучаемых электрохимических реакций. Она служит моделью, на примере которой установлены общие закономерности электрохимической кинетики. Реакция выделения водорода РВВ является гетерогенным каталитическим процессом, в котором поверхность электрода действует как элсктрокатализатор, а адсорбированный водород является промежуточным адатомом . Н 2е Н2 2Н. Кинетика РВВ в большинстве случаев удовлетворяет уравнению Тафеля г а Ы 1. Е при прохождении тока и равновесного потенциала Ее, а и Ь константы для данной системы металл раствор. Константа Ъ Тафслев наклон в уравнении 2. РВВ. Процесс катодного выделения водорода протекает в несколько элементарных стадий. В настоящее время большинство результатов по электрохимическому выделению водорода получает объяснение на основе допущения о следующих возможных стадиях РВВ. Н е Надс Н. Надс НадС Н2. Реакции Гейровского и Тафеля могут протекать и одновременно. Понятно, что кроме основных стадий, определенное значение в РВВ имеют и такие процессы, как подвод разряжающихся ионов к поверхности электрода, поверхностная диффузия НадС, десорбция НадС с поверхности и отвод молекулярного водорода от электрода. ПАВ также может существенно влиять на скорость РВВ . В большинстве случаев скорость РВВ лимитируется либо скоростью реакции разряда, либо скоростью реакции рекомбинации или электрохимической десорбции, либо комбинацией вышеуказанных стадий 4, . ГейровскогоХориути быстрый разряд с замедленной электрохимической десорбцией. К ЦНзОТсхрСагеЯ7 1. НзО концентрация активность ионов гидроксония, а коэффициент переноса, п порядок реакции но ионам НзО. Из этого уравнения, приняв, что Ь0 2. ГГ 0. ЬК 0. ЕкдрН 0. АрН Ь0, п дкд 1. НъОЬЬкыЕкЬк 1. Отсюда следует, что дЕкд 0. ЬЬк 0. Для теории замедленной электрохимической десорбции, в зависимости от соотношения скоростей прямой и обратной стадий и величины адсорбции атомов водорода, можно получить разные значения производных. Для выяснения, какой конкретно механизм РВВ реализуется в конкретном случае, обычно используются величины производных, характеризующих зависимость кинетических параметров катодной реакции от рн среды. Эти производные дают возможность различить по крайней мере два механизма разрядный и рекомбинационный. Критерием протекания РВВ могла бы быть величина Тафслевого наклона катодной поляризационной кривой КПК Ьк, гак как, согласно расчетам, она должна быть разной для различных механизмов. Однако экспериментально наблюдаемые величины Ьк для металлов с различными механизмами РВВ чаще всего лежат в пределах 0. В. С учетом неоднородности поверхности твердых металлов для теорий замедленной рекомбинации и замедленной электрохимической десорбции могут быть получены величины Ък 0. В, т. Однако, в литературе описаны случаи, когда результаты определения параметров кинетических уравнений с привлечением данных одних лишь поляризационных измерений, оказываются некорректными . В году В. М. Ционским и Т. Ш. Коркашвили была предложена схема выделения водорода на железе, состоящая из химической реакции воды с поверхностью металла, приводящая к образованию молекул водорода и окислению металла.