Ингибирование коррозии стали композициями фосфонатов и окислителей

• Автор: Зинченко, Галина Владимировна
• Шифр специальности: 05.17.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 163 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА I. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.

1.1. Влияние фосфоновых кислот на коррозию металлов в нейтральных

1.2. Ингибирование коррозии стали фосфорсодержащими комплексонатами

1.2.1. Механизм защитного действия фосфонатов

1.2.2. Влияние природы комплексоната на его ингибирующие свойства .

1.3. Ингибирующие композиции на основе фосфонатов.

ГЛАВА II. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1. Объект исследования

2.2. Методы коррозионных испытаний

2.3. Электрохимические методы.
2.4. Физикохимические методы.
2.4.1. Эллиисометрия.
2.4.2. Рентгенофотоэлектронная спектроскопия.
ГЛАВА III. ИССЛЕДОВАНИЕ ИНГИБИРОВАНИЯ КОРРОЗИИ СТАЛИ ФОСФОНАТАМИ В НЕЙТРАЛЬНЫХ СРЕДАХ.
3.1. Влияние концентрации афессивных анионов в мягкой воде на защиту
стали 1гидроксиэтан1,1дифосфонатами металлов
3.2. Роль и солей кальция на ингибирование коррозии стали 1гидроксиэтан1,1дифосфонатом цинка
3.3. Влияние температуры раствора на эффективность защиты стали фосфонатами
3.4. Формирование фосфонатными ингибиторами защитных слоев на железе
4.1. Роль природы фосфоната и окислителя при их совместном действии на
защиту стали от коррозии.
4.2. Влияние состава водного раствора на защитные свойства композиций
фосфонатов и окислителей.
4.2.1. Роль и жесткости среды при ингибировании коррозии стали
смесыо 1гидроксиэтан1,1дифосфоната цинка и нитрита натрия
4.2.3. Ингибирование коррозии стали композициями фосфонатов и окислителей в присутствии сероводорода и эмульгированных углеводородов.
4.3. Пассивация низкоуглеродистой стали водным раствором смеси 1гидроксиэган1,1дифосфоната цинка с окислителем
ПРИЛОЖЕНИЯ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


На основании того, что в фоновом растворе не обнаружено пиков, соответствующих магнетиту, а в случае более концентрированного раствора ОЭДФ ( мг/л) отсутствовали пики, соответствующие фосфорсодержащим группам, авторы сделали предположение об адсорбции ОЭДФ на стали при низких С„„ и растворении, как самою металла, так и имеющихся оксидных слоев на его поверхности при высоких С„„. Однако в той же работе приведены факты, ставящие под сомнение обоснованность сделанных выводов. ОЭДФ, после контакта со сталыо обнаружил комплекс ОЭДФ с железом, причем в обоих случаях в таком количестве, что растворы разбавляли в раз из-за слишком сильной абсорбции. Это указывает на протекание параллельно с адсорбцией процессов комплексообразования уже при низких концентрациях ОЭДФ. Кроме того, изотерма Лэнгмюра, используемая авторами для описания зависимости между степенью заполнения поверхности и Си„, описывает чисто физическую адсорбцию, кщда частицы адсорбента не взаимодействуют ни между собой, ни (химически) с поверхностью адсорбата. Следовательно, ее соблюдение носит формальный характер и не может рассматриваться как доказательство адсорбционного механизма ингибирования. Согласно же «концепции комплексообразования» при С„„ < мг/л в поверхностном слое имелся недостаток лиганда и образовывалась пленка труднорастворимого 1-гидроксиэтан-1,1-дифосфоиата железа, которая и фиксировалась ИК-спектрами. Лишь часть железа при этом переходила в растворимый комплекс, но при больших С„,| недостатка лиганда не было, преимущественно протекала реакция (1) и защита ухудшалась []. Лоренц с сотрудниками [] изучали влияние гександифосфоновой кисло 1Ы Н2О3Р - (С6Н) - РО3Н2 (ГДФ) на коррозию вращающегося цилиндрического электрода из высокочистого железа в 0,5 М ЫагБОд при I = °С и естественной аэрации. С увеличением времени выдержки образца в растворе происходило ингибирование как катодной, так и анодной реакции, а потенциал свободной коррозии (Ест) разблагораживался. Плотность катодного тока при постоянном потенциале в отличие от фонового раствора не зависела от скорости вращения электрода. Хорнером []. Здесь также привлечены представления об адсорбции с оговоркой о параллельно протекающем другом процессе. Предположение о включении ГДФ в оксидный слой и модификации последнего, подтверждающееся и дру! Iруднорастворимых соединений комплексона с железом. Ашкрафт и другие [8] исследовали состав пленок, образуемых на стали АЫ8 при введении фосфонобутантрикарбоновой кислоты НООС - СН2 -СН2 - С(РОзН2) (СООН) - СЬЬСООИ (ФБТК) в деминерализованную воду. ФБТК улучшаез защитные свойства оксидных слоев на стали, а карбоксильные и фосфоновые группы обнаружены только в верхних слоях пленки. Авторы предположили, что механизм ингибирования коррозии ФБТК заключается в образовании на поверхности металла двухслойной пленки. Нижний слой сосюит из оксидов и гидроксидов преимущественно Бе2*, при окислении которых образуется верхний слой фосфоната Бе3+. Этот слой остается проницаемым для кислорода, который, проникая через него, окисляет новые порции железа, а оно в свою очередь вновь реагирует с ФБТК. Такой механизм представляет собой детализацию гипотезы, высказанной Хорнером и поддержанной Лоренцем, но существенно предположение об образовании труднорастворимого комплекса ФБТК с железом. Защитные свойства аминофосфоновых кислот и их комплексов изучали Кубицки с сотрудниками [, , ]. Они, исследовав влияние различных аминофосфонатов, в том числе нитрилтриметилфосфоновой кислоты Н(СН2РОзН2)з (ИТФ), на импеданс железа армко в 0,1 М КБ, полагают, что зависимости емкости от потенциала (С - Е) характерны для поверхностноактивных органических веществ. Среди исследованных соединений наибольшее снижение емкости обнаружено в присутствии НТФ. СИ|| ог '5 М до 5ТО'5 моль/л приводило как к уменьшению емкости, так и к расширению области потенциалов, при которой емкость была низкой, что связывалось с адсорбцией. Из 0 - СИ)| зависимостей определяли концентрацию ИК, соответствующую 0 = 0. С|Ш / СИИ) о-. К = 1/. Я - газовая постоянная, Т - абсолютная температура. Ку,Мсь будет увеличиваться и Дбад.