Loading ...
К числу неорганических ингибиторов, широко применяемых для защиты от коррозии, относятся нитриты, хроматы, фосфаты, силикаты, бораты, вольфраматы, молибдаты.
Эффективным ингибитором в водных растворах является нитрит натрия. Для подавления коррозии железа в 0,05%-ном растворе NaCl достаточно 0,03% NaNO2. Ингибирующее действие повышенных количеств NaNO2 сохраняется вплоть до 10%-ной концентрации NaCl. Эффективность NaNO2 увеличивается с увеличением рН. При рН
Защитные свойства нитрита натрия ослабевают в присутствии сульфат-ионов и для предотвращения коррозии стали требуется более высокая концентрация нитрит-ионов, чем при наличии хлорид-ионов. Если оксидная пленка на металле отсутствует, то его полная защита достигается при отношении концентрации ингибитора к концентрации хлористого натрия, равном или более 0,7. Наличие оксидной пленки уменьшает это значение до 0,4. Если сталь предварительно выдержана в хлоридах, то защитное действие ингибитора исключается даже при соотношении 0,7…2,0, так как адсорбция ингибитора затруднена. В случае одновременного присутствия в растворе нитритов и хлоридов, происходит адсорбция преимущественно нитрит-иона. Если в растворе находятся одновременно хлориды и сульфаты, нитрит натрия проявит свои защитные свойства, если его количество будет не меньше, чем общее количество хлоридов и сульфатов.
Интенсивному росту оксидной пленки на поверхности железа способствует присутствие хроматов, что обеспечивается их специфическим действием (не все окислители являются хорошими ингибиторами коррозии стали). Показано, что предварительная обработка металла концентрированным раствором хромата позволяет в дальнейшем снизить защитную концентрацию ингибитора. Последняя может быть различной в зависимости от вида агрессивного реагента. Так, с увеличением содержания хлорида в агрессивной среде требуется большее количество ингибитора. Зависимость защитной концентрации хроматов от концентрации сульфата натрия в логарифмических координатах линейна; при этом наибольшим пассивирующим действием обладает хромат дициклогексиламина и циклогексиламина, хроматы же калия и гуанидина действуют слабее.
В качестве ингибиторов в настоящее время применяют фосфаты: орто-, пиро-, триполифосфаты, тетраполифосфаты и др. Их защитное действие слабее, чем у хроматов, однако они не токсичны. Фосфаты образуют защитную стеклообразную пленку, которая сохраняется и в дальнейшем при понижении концентрации фосфатов в среде. Следует отметить, что недостаточное количество фосфатов может стимулировать коррозию стали. Фосфаты склонны переходить в ортофосфаты, которые в присутствии ионов кальция выпадают в осадок. Предполагается, что ортофосфаты являются анодными, а полифосфаты — катодными ингибиторами. В присутствии ортофосфата и кислорода образуются оксиды железа и, кроме того, обнаруживается и фосфат железа; увеличение рН приводит к уменьшению количества фосфата в пленке. Присутствие полифосфата усиливает защитное действие карбонатной пленки, образующейся в присутствии СО2 и ионов кальция.
В качестве ингибиторов из группы фосфатов наиболее эффективным является тринатрийфосфат. Повышенные концентрации однозамещенного фосфата NaH2PО4 могут стать стимулятором коррозии. Ингибирующее действие фосфатов находится в прямой зависимости от рН раствора, которые они образуют.
Применение в качестве ингибиторов силикатов оказывает влияние на анодный и катодный процессы. Определенным защитным действием обладает силикат натрия; при рН>6 наилучшие результаты получены при соотношении Na2О:SiО2= 1:3,22. Присутствие кальция повышает защитное действие силиката. При недостатке ингибитора развивается интенсивная питтинговая коррозия. Силикаты натрия переменного состава Na2O.XmSiО2 в средах с высокой концентрацией солей быстро коагулируют и выпадают в осадок. В этих условиях они неэффективны и могут успешно применяться лишь при малой концентрации (100…500 мг/л) солей в растворах. При недостаточной концентрации ингибитора скорость коррозии стали возрастает.
Бораты — тетраборат натрия Na2B4О7 (бура), перборат натрия NaBО3*4H20, борат натрия Na3BО3 — обладает высокими защитными свойствами и являются ингибиторами анодного действия. При недостаточной концентрации они ускоряют коррозию и часто применяются в смеси с другими ингибиторами.
Что касается молибдатов и вольфраматов, то они менее эффективны по сравнению с хроматами и применяются реже. Добавка цинка в виде водорастворимой сульфатной соли усиливает защитное действие фосфатно-хромовой смеси. Механизм действия бинарных ингибиторов изучен пока недостаточно, но можно предположить, что один из ингибиторов образует защитную пленку, а другой — способствует торможению коррозии в дефектах пленки. Бура в этих смесях способствует стабилизации рН, одновременно являясь и пассиватором.
В системах башенного охлаждения в качестве ингибиторов коррозии может быть использован карбонат кальция, который в щелочной среде образует на поверхности металла плотную пленку. Последняя сама по себе не обладает достаточным защитным действием, однако, усиливает защитное действие других ингибиторов коррозии. Исследователи предполагают, что в бетоне после его карбонизации углекислым газом воздуха карбонатная пленка на поверхности стали действует аналогичным образом.
Лучшими защитными свойствами по отношению к стали в водной среде, содержащей сульфат натрия, обладают хроматы (натрия, калия, лития), фосфаты, нитриты, молибдаты, силикаты, имеющие минимальную защитную концентрацию.
Дальнейшие исследования привели к разработке более эффективных, чем отдельные соединения, бинарных ингибиторов. Так, совместное применение нитрита и хромата натрия позволяет получить более высокий защитный эффект, чем при использовании этих соединений отдельно. Известны смеси: нитрит-хроматная, фосфатно-хроматная, нитрит-боратная, хроматно-содовая и др.
Пассивирующее действие цементно-песчаного раствора практически не зависело от дозировки компонентов бинарного ингибитора.
Смесь нитрита и нитрата кальция вместе с муравьинокислым кальцием использовалась как для ускорения твердения, так и для замедления коррозии стали при пропаривании бетона. В условиях автоклавной обработки замедление коррозии обеспечивалась комбинациями Na2SО4 или гипса и ацетата натрия.
В целом испытания выявили, что бетоны с бинарными ингибиторами обладают повышенным защитным действием в агрессивных хлоридных средах. Однако при накоплении большого количества хлористых солей в бетоне сталь начинает корродировать.
