Предназначение ингибиторов коррозии и их основные виды

Ингибитор коррозии – вещество, соединение или группы соединений, предназначенные для замедления или угнетения процесса разрушения поверхности металла в условиях, которые способствуют деструкции внешнего и внутреннего слоя металлического изделия. Изобретение ингибиторов стало важным шагом в многовековой борьбе человечества с повреждением металла, которое наступает из-за его эксплуатации в агрессивной или нейтральной PH среде.

Присутствие в период взаимодействия замедлителя, именуемого ингибитором коррозии, предохраняет металл от разрушения.

Ингибиторы и их основные виды

Что такое ингибиторы коррозии? Это сера, азот или кислород, применение в виде различных групп или соединений, но развитие полимерной химии ежегодно расширяет список ингибиторов веществ.

На сегодняшний день выделяют следующие виды ингибиторов коррозии металлов:

• работающие в растворах кислот;
• действующие в щелочных растворах;
• применяемые в нейтральных средах и воде;
• эффективные при предотвращении атмосферной коррозии;
• разработанные для разведки нефтяных залежей, их добычи, хранения и транспортировки;
• антикоррозийные средства для вторичной переработки нефтепродуктов, а также действующие в отношении органических сред.

Это достаточно большие и условные группы веществ и соединений. Ингибиторы каждой группы можно подразделить по свойствам физики, механизму воздействия, способу применения. Но в целом все ингибиторы можно разделить на смешанные, анодные и катодные.

Такое деление позволяет не только определить их возможность взаимодействовать с различными реакциями, но и успешно определять функциональную предназначенность замедлителей реакции для определенного типа ржавчины. При этом химики руководствуются степенью их воздействия на парциальные электрохимические реакции.

На видео: пример работы Ингибитора Krown T 40.

Дальнейшее градуирование делит ингибиторы внутри групп по наиболее характерным признакам: летучий ингибитор коррозии в атмосфере (он же контактный). В кислотных растворах существует деление на ингибиторы перевозки, травления, перевозки и хранения, ингибиторы коррозии в нефтедобыче. Применяемые для снижения агрессивности нефти подразделяются на замедлители на аминной основе или образующие на поверхности водоотталкивающую пленочку.

Анодные и катодные

Реакция ржавления приостанавливается несколькими способами, когда тип коррозии химики относят к реакциям электрохимии. Анодный вид ингибитора направлен на снижение внешней ионизации поверхности. Скорость такой реакции может снижаться с помощью сильных окислителей, которыми выступают H2О или окислы, а также соединения, которые очень трудно растворяются на поверхности материалов. В роли таких веществ могут выступать бензоаты, соединения азота, молибдена, кремния, азота, хрома, фосфора.

К катодным ингибиторам, которые могут снижать скорость растворения металла, относятся соединения (декстрин, уротропин), соли мышьяка и висмута. При этом работают они в кислых средах.

Следуя вышеназванной классификации, при которой ингибиторы делятся на катодные и анодные, можно обозначить еще ряд видов:

• катионные ингибиторы, которые применяют при защите нефтяных систем транспртировки и газопроводов (соединения, содержащие серу, спирты высокомолекулярные, альдегиды);
• для нейтральных сред ( такие как хроматы);
• щелочной коррозии (ПАВ в сочетании с катионами и комплексонами металлов).

Ингибитор кислотной коррозии – вещество, способное уменьшить процесс образования ржавчины (коррозионного разрушения).

Это органические или неорганические соединения, которые тормозят скорость реакции разрушения при любом из трех типов, увеличивая их поляризуемость. Наиболее действенными считаются вещества против коррозии, в состав которых входит азот, сера, H2О.

Смешанные

Наиболее качественными и действенными являются смешанные ингибиторы. Они останавливают как катодную, так и анодную реакции в тех или иных условиях. Так, к смешанным химики относят:

• БА-6;
• катапин;
• ХОСП-10;
• пиперидин;
• нитриты;
• хроматы аминов;
• уротропин.

Распространенные типы кислотных ингибиторов

Химики отмечают, что для снижения расхода кислоты, желательно применять ингибиторы кислотной коррозии в процессе травления металла. Это отлично сказывается на себестоимости, сокращая расходы. Они при этом снижаются до 40%. Одновременно меньше расходуется растворение металла и выделяется H2.

Ингибитор, добавленный в ходе процесса, еще и улучшает качество очистки металлической поверхности от оксидов и окалины.

Еще одним ценным качеством кислотного ингибитора является отсутствие лик трансформаций при повышении температуры процесса. Существуют ингибиторы кислотной коррозии, имеющие в своем составе мясокостную, кровяную, костную муку. Их действующим началом являются аминогруппы органических белков. Активность в травлении доходит до 70%. Они считаются весьма эффективными и востребованными.

Из наиболее распространенных кислотных ингибиторов производители используют следующие вещества:

• ЧМ (Р + П) — применяется в сернокислотных растворах к малолегированной и углеродистой стали, но ныне считающийся устаревшим.
• КИ-1 — (водный раствор 25% уротропина и в таком же соотношении катапина). Он отлично действует в растворах плавиковой, соляной, фосфорной, серной кислот и применяется в автомобильной промышленности, а также при травлении электротехнических, низко- и высоколегированных сталей. Его используют и для придания антикоррозийных свойств арматуре железобетонных изделий. Имеет аналоги: БА-6, Синол-ИКК, ПБ-5, ПКУ.
• С-5 — ингибитор комбинированный. Он обладает действием синергетика, растворим в воде, водных растворах щелочей и кислот, эффективен при травлении высокоуглеродистых и легированных сталей, применяется на метизных, сталепрокатных, трубопрокатных комбинатах.
• ПАВ-446 (пеназолин) – ингибитор, обладающий двойным действием, нетоксичный, усиливает показатели травления, максимально удаляет окалину.
• ХОСП-10 – применим для органических кислот, а также серной, соляной. Используется в работе с черметом и цветметом, улучшая качественные показатели поверхностей, пластические свойства металлов.
• БА-6 – невозможно растворить в воде, зато он хорошо расходится в органических растворителях, соляной, серной, фосфорной кислотах. Применим в процессе солянокислой обработки оборудования скважин по добыче нефти и газа. При этом хорош для перевозки и хранения кислот, в процессах травления.

Использование любых средств предохранения металлических изделий и конструкций от разрушительного воздействия коррозий требует ежедневной необходимости в получении новых способов борьбы с ржавлением и разрушением, разработки новых и эффективных ингибиторов для кислотной среды.

Банк патентов постоянно регистрирует новые изобретения, практическая ценность которых неоспорима, и отечественные разработки не уступают по качеству и эффективности зарубежным веществам этого типа.

Сфера применения и практическая ценность

Сферы применения ингибиторов весьма обширны, и практическая ценность их использования несомненна в экономическом плане. Окалина, грат, накинь, ржавчина ежедневно нуждаются в удалении их со стенок котельного оборудования и оборудования промышленных предприятий, трубопроводов, транспортных средств.

Особенно актуально применение ингибиторов в газовой и нефтяной промышленности, транспортировка продукции которых идет по трубопроводам со всевозможными изгибами и огромным количеством сварных швов и стыков. Нефть изобилует всевозможными примесями и растворенным сероводородом. Это делает её состав агрессивным. Справиться с ним без ингибиторов разного типа невозможно.

В такую среду вводятся не только добавки, образующие пленку на поверхности нефти, но и вещества, препятствующие возгоранию, парафинообразованию, вспениванию и защите трубопроводов от ржавления под воздействием сероводорода. Разработка ингибирующих добавок типа ИФХАНгаз, Корексит-6350, ИСА-148, сульфанол П, Сепакор 5478 позволили избегать значительной части расходов, возникавших ранее при всевозможных опасностях, в том числе, и от повреждений транспортных магистралей в результате коррозий.

Кислоты и агрессивные агенты, применяемые для удалений коррозийных образований с поверхности металла, способствовали повреждению металлических поверхностей до тех пор, пока в обращении с ними не стали применяться ингибиторы.

Травление металлов, как необходимый процесс промышленного производства, не обходится без применения кислот, чья агрессивность и способность к растравливанию в значительной мере нейтрализуется ингибиторной составляющей, которая, к тому же, потенцирует ее результативность. Промышленная химия применяет все больше активных веществ, использование которых происходит в нетрадиционных вариантах для снижения агрессивности кислот и борьбы с коррозией металлов. Применение её достижений приносит немалую экономию средств во всех отраслях промышленности.