Способ защиты черных металлов от коррозии

 

Изобретение относится к защите от коррозии черных металлов в нейтральных водных средах и может найти применение в машиностроении и приборостроении. Цель изобретения - увеличение степени защиты и снижение расхода ингибитора. Обработку защищаемого изделия ведут в водном растворе бороглюконата натрия. Увеличение степени защиты и снижение расхода ингибитора достигают двукратной циклической поляризацией изделия при изменении потенциала от -0,85 В до 0,3 В в водном растворе, содержащем 0,5-1 г/л бороглюконата натрия. 7 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4740223/02 (22) 26.09.89 (46) 23.02.92. Бк1л, й. 7 (71) Институт неорганической химии AH

ЛатвССР (72) В.М.Кадек, Х.Б.Красте и С.А.Клявиня (53) 621;357.8(088.8) (56) Заявка Японии ЛЬ 55-176871, кл. С 25 0 11/36, 1980.

Кадек В.М., Кукурс О.К., Пурин Б.А. Защита металлов от коррозии. — Рига: Авотс, 1981, с. 102-113. (54) СПОСОБ ЗАЩИТЫ ЧЕРНЫХ МЕТАЛЛОВ ОТ КОРРОЗИИ *

Изобретение относится к защите черных металлов от коррозии в водных средах и может быть использовано в машиностроительной и приборостроительной промышленности, в частности, для защиты от коррозионного разрушения оборудования и стационарных ванн, используемых для межоперационных промывок деталей.

Известны способы защиты черных металлов от коррозии путем ингибирования, в том числе и способ ингибирования коррозии черных металлов. включающий контактирование поверхности металлов с водными растворами, содержащими каустическую соду; водорастворимые алифатиче,ские полигидроксосеквестирующие соединения формулы R<;(CH0H)>-R2 где и = 3-5;

R> и йз — радикалы, состоящие иэ групп

СН2ОН и СООН, к которым добавлен ингибитор, включающий в себя соединение бора.

„„SU ÄÄ 1713989 А1 (sl)s С 25 0 11/00, 11/34 (57) Изобретение относится к защите от коррозии черных металлов в нейтральных водных средах и может найти применение в машиностроении и приборостроении. Цель изобретения — увеличение степени защиты и снижение расхода ингибитора. Обработку защищаемого изделия ведут в водном растворе бороглюконата натрия. Увеличение степени защиты и снижение расхода ингибитора достигают двукратной циклической поляризацией изделия при изменении потенциала от -0,85 8 до 0,3 В в водном растворе, содержащем 0,5-1 г/л бороглюконата натрия. 7 табл, Недостатками известного способа являются невозможность достижения максимального защитного эффекта, вследствие чего наблюдается значительная остаточная коррозия, и невозможность эксплуатации оборудования из черных металлов без постоянного добавления в коррозионную агрессивную среду ингибитора коррозии.

Известен способ защиты черных металлов от коррозии, включающий обработку поверхности металла в течение 48 ч в воде, содержащей 0,5-1,5$ ингибиторной композиции, имеющей в своем составе эфир высшей жирной кислоты С1о-2о с аминоспиртом, эфир аминоспирта и ортофОсфорной кислоты, гидролизованный акрилонитрил,алкилпиридингалогенид,после чего концентрация ингибитора может быть уменьшена до 0,003 — 0,1 в зависимости от агрессивности воды.

Недостатком -известного способа является необходимость применения высокой

1713989 начальной концентрации ингибитора при сложности состава композиции.

Известен способ электролитического

0ассивирования углеродистых сталей; включающий обработку стали s электролите, содержащем 0,65-1,5 мол/л одного иэ фосфатов формулы ХпНзР04, где Х вЂ” щелочной металл или аммоний; и - 0,5-2,5, при анодной плотности тока 0,1-5,0 А/дмР в те. чение 1-30 мин, Недостатком известного способа является получение фосфатной пленки, которая не может самостоятельно использоваться в качестве защиты металлов от коррозии и служит основой для лакокрасочного покрытия, Известен способ защиты черных металлов от коррозии, включающий образование оксидной пленки в растворах нитрита.

Недостатком этого способа является потеря защитных свойств пленок в водной среде за счет разрушения последних вследствие гидратации.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ ингибирования коррозии черных металлов, включающий добавление ингибитора на основе комплексных полиоксисоединений бора в коррозионно агрессивную среду.

Недостатками такого способа являются отсутствие пролонгированного эффекта защиты при изменении состава коррозионной среды, зависимость защитного эффекта от природы катиона. входящего в комплексное соединение.

Целью изобретения является увеличение степени защиты черных металлов от коррозии и одновременное снижение содержания ингибитора в растворе при эксплуатации металлоконструкций. Поставленная цель достигается тем, что осуществляют предварительную пассивацию поверхности металла путем электрохимического введения ингибитора коррозии— бороглюконата щелочного металла из раствора, содержащего ингибитор в количестве

0,5-1,0 г/л в состав оксидной пленки, которую формируют послойно на поверхности черного металла путем электрохимического циклического восстановления-окисления в интервале потенциалов от -0,85 В до+0,3 В, причем циклическое наложение тока осуществляют не менее двух раэ.

Сущность предлагаемого способа состоит в целенаправленном электрохимичес ком создании оксидной пленки улучшенного качества на. редуцированной поверхности черного металла в растворах, содержащих комплексное соединение бор5

55 ной кислоты с органическим анионом, способным образовывать комплексные соединения с ионами железа и электрохимически окисляться, например бороглюконат щелочного металла; Многослойная оксидная пленка образуется на поверхности черного металла вследствие энодного окисления катодно редуцированной поверхности и последующего частичного восстановления оксида при наложении тока катодного направления, Такое циклирование должно быть повторено не менее двух рав в интервале потенциалов от -0,85 В, соответствующего границе разложения воды с выделением катодного водорода, до+0,3 В, что соответствует началу активации и питтингообразования и делает невозможным образование оксидной пленки с хорошими защитными свойствами. При осуществлении каждого цикла поляризации внутрь оксидной пленки электрохимически вводится комплексный анион ингибитора и продукты его электрохимического окисления.

Пример 1. Электрод из углеродистой стали обезжиривали в органическом растворителе и катодно восстанавливали при плотности тока 40 мкА/см в течение 20 мин.

Циклическую поляризацию проводили с помощью потенциостата П-5827 при скорости развертки потенциала 2О мВ/мин с платиновым вспомогательным электродом в воде; по составу отвечающей ГОСТ 2874-82. Электродом сравнения служил хлорсеребряный электрод. Потенциалы затем пересчитывались на водородную шкалу. В качестве ингибитора добавляли трехзамещенный бороглюконат натрия йазНВ СцНзг01в в количестве 1 г/л. Циклическую обработку проводили изменением потенциала от -0,85

В до+0.3 В в прямом и обратном направлениях, Цикл повторяли два раза в течение 180 мин, После электрохимической циклической обработки образцы подвергали коррозионным испытаниям в различных средах. Количество окисленного металла вычисляли из суммарной концентрации ионов железа, определяемой в растворе после снятия продуктов коррозии методом атомной абсорбции, при этом учитывались потери железа в холостом опыте. Длительность испытаний не менее 21 суток с промежуточным съемом образцов. Влияние циклической обработки на скорость коррозии углеродистой стали в дистиллированной воде без добавки ингибитора (температура

20 С) показано в табл. 1.

Il р и м е р 2. Обработку образцов перед коррозионными испытаниями и определение количества окисленного металла производили так же, как в примере 1.

1713989

Коррозионные испытания производили в воде, соответствующей ГОСТ 2874-82, с добавкой 0,1 г/л бороглюконата. Полученные результаты показаны в табл, 2.

Пример 3, Для выяснения влияния комбинированной обработки поверхности металла, включающий воздействие раствора ингибитора с одновременным проведением предварительного пассивирования путем циклической поляризации, были под-. готовлены следующие серии образцов: полная обработка в растворе ингибитора с концентрацией 1.0 г/л плюс циклическая поляризация h два цикла по примеру 1; образцы только обезжиривались и не подвергались дальнейшей обработке.

Подготовленные образцы подвергались коррозионным испытаниям.

Влияние циклической обработки образцов на скорость коррозии стали в зависимости от концентрации ингибитора в условиях воздействия агрессивной среды (вода по

ГОСТ 2874-82) приведено в табл. 3

Пример 4. Обработку. образцов и циклическую поляризацию осуществляют по способу примера 1. Варьируют концентрацию ингибитора в растворе при проведении циклической поляризации. Результаты приведены в табл. 4.

П ри ме р5. Дредварительнуюобработку образцов перед циклической поляризацией проводят так же, как в примере 1.

Поляризацию проводят в.1,2 и 3 цикла в растворе бороглюконата натрия при концентрации 0,75 г/л. Влияние количества циклов при циклической обработке образцов на скорость коррозии стали в воде (ГОСТ 2874-82) с добавкой бороглюконата натрия 0,1 г/л показано в табл. 5.

fl р и м е р 6. Предварительную обработку образцов перед циклической поляризацией проводят так же, как в примере 1, Проводят однократную поляризацию в растворе бороглюконата натрия при концент-рации 0,75 г/л. Меняют диапазон потенциалов поляризации. Результаты при5 ведены в табл, 6.

Пример 7. Обработку образцов перед коррозионными испытаниями и определение количества окисленного металла производили так же, как в примере 1. Коррозионные

10 испытания производили в воде, соответствующей ГОСТ 2874-82 с добавками бороглюконата натрия 0,1 г/л и 1,0 г/л. Полученные результаты показаны в таблице 7.

Технико-экономическими преимущест15 вами предлагаемого способа по сравнению со способом прототипом является возможность реализации эффекта пролонгированного действия ингибитора для защиты поверхности металлических изделий при

20 дальнейшем их эксплуатировании в корроэицонной среде другого состава.

Такой эффект позволяет значительно расширить ассортимент защйщаемого оборудования, уменьшить концентрацию инги25 битора в коррозионно агрессивной среде или обойтись вообще без ингибитора в водной фазе, испольэуя пролонгированное действие ингибитора, включенного в оксидную пленку, 30

Формула изобретения

Способ защиты черных металлов от коррозии преимущественно в нейтральных водных средах, включающий обработку вод35 ным ингибиторным раствором бороглюконата натрия,отл и чаю щийс я тем,что, с целью увеличения степени защиты и снижения расхода ингибитора, обработку проводят двукратной циклической

40 поляризацией при изменении потенциала от -0,85 до 0,3 В при концентрации бороглюконата натрия 0,5 — 1 г/л, 1713989

Время коррозии, сутки

0,0915 0,1000 0,1070 0,1170 0,1210

0,0287 0,0035 0,0025 0,0020 0,0010 без обработки

97

Время коррозии, сутки

0,1672 0,1450 0,1140 0,0900 0,0900

0,0138 0,0080 0,0050 0,0028 0,0024 без обработки

94

95

Г.

02 01

0,5

0,07 0,05

0,0039 0,0050 0,0017 0,0860

0,0088 0,1140 0,1129 0,1023

0,0140

0,0160 без обработки

55,7 95„6 98,5 16,0

92,4 95,2 98,3 17,3

12,5

87,5

Скорость коррозии образцов, г/м ч: с циклической обработкой

Защитный эффект циклической обработки, Ф

Скорость коррозии. образцов, г/м ч: с циклической обработкой

Защитный эффект циклической обработки, 3

Концентрация ингибитора, г/л

Скорость коррозии образцов, г/м ° ч: и с циклической обработкой

Защитный эффект цикличес- кой обработки, 3

Суммарный защитный эффект, Ф

Jto

Табли ца 1

15 20

Таблица 2

15 18

Таблица 3

1713989

Таблица 4

Скорость Суммарный

Концентрация ингибитора при циклической обработке, г/л. защитный эффект., С коррозии стали, г/м ч

0,0085 91,8

0,0055 94,7

0,0050 95,2

0,50

0,75

1,00

Таблица 5

Скорость копрозии, г/м ч

Количество циклов

Суммарный защитный эффект, Ф

0,0070

0,.0055

0,0052

2

93,2

94,7

95,0

Т а б л и ц а 6

Диапазон потенциалов

Скорость коррозии г/м ч

Суммарный защитный эффект, 3

-0,85 В " +0,3 В

-0,80 В - +0,35 В

0,0070 93,2

0,1150 "9,4

Табл.ица

«е

7 е г

Коррозионная среда

Водопроводная вода

Скорость коррозии, г/м ч

О, 1041

: 0,0187

0,1140

0,0050

Суммарный защитный эффект, ь

95,2

"9,2

Составитель 8.Кадек

Редактор О.Стенина Техред М,Моргентал Корректор О, Ципле

Заказ 664 Тираж . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Водопровод" ная вода с добавкой ингибитора

1,0 г/л, без обработки

Водопроводная вода с добавкой ингибитора

0,1 г/л, без обра-. ботки

Водопроводная вода с добавкой ингибитора

0,1 г/л с циклической обработкой