ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
Государственное образовательное учреждение
Высшего профессионального образования
ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
_____________________________________________________________________
«УТВЕРЖДАЮ»
Декан ХТФ
_____________В.М. Погребенков
«______» _______________2008г.
К А Ф Е Д Р А О Б Щ Е Й Х И М И Ч Е С К О Й Т Е Х Н О Л О Г И И
Ингибиторная защита металлов от коррозии
Методические указания к выполнению лабораторной работы по курсу «Химическое сопротивление материалов и защита от коррозии» для студентов специальности 170500 «Машины и аппараты химических производств»
Томск 2008
УДК 620.197 (075.8)
Ингибиторная защита металлов от коррозии
Методические указания к выполнению лабораторной работы по курсу «Химическое сопротивление материалов и защита от коррозии» для студентов специальности 170500 «Машины и аппараты химических производств»– Томск: Изд. ТПУ. 2008 – 8 с.
Составитель к.х.н., доц. каф. ОХТ Ю. Н. Обливанцев
Рецензент к.т.н., доц. каф. ОХТ О. И. Налесник
Методические указания рассмотрены и рекомендованы методическим семинаром кафедры общей химической технологии “____”_________ 2008г.
Зав. каф. ОХТ, д.т.н., проф. В.В. Коробочкин
Цель работы:
Количественно оценить защитные свойства ингибиторов коррозии и исследовать механизм их действия в различных коррозионных средах.
1. Рекомендации по методике выполнения работы
Защитные свойства ингибиторов рекомендуется оценивать весовым методом. Для испытаний использовать образцы в виде пластинок с возможно большим отношением площади поверхности к массе образца. Образцы должны быть полностью погружены в коррозионную среду, рекомендуемое соотношение между площадью образца и объемом раствора: 1 см2:10 мл.
Перед испытаниями образцы тщательно обезжирить органическими растворителями (ацетон, спирт, эфир) или натронной известью, протравить в ингибированной кислоте, промыть, высушить ацетоном или спиртом и взвесить с точностью не менее 0,1 мг. После обезжиривания все операции проводить пластмассовым пинцетом. Подготовленные образцы закрепить в держателе или подвесить на крючках из стекла или тефлона.
Согласно цели работы составить таблицу исходных данных и программу испытаний:
Для правильной оценки эффективности ингибиторной защиты необходимо выбирать длительность испытаний с учетом того, что в нейтральных растворах постоянная скорость коррозии стали, в отличие от кислых растворов, устанавливается в течении длительного времени.
По каждой программе испытаний ингибитора целесообразно испытывать не менее 5 образцов и проводить параллельные испытания в тех же условиях, но без ингибитора.
Подготовленные образцы помещают в испытательные установки и выдерживают определенное время при заданном режиме. При проведении испытаний целесообразно визуально сравнивать газовыделение на образцах в растворе с ингибитором и без него, а также наблюдать за процессом образования продуктов коррозии, распределением их по поверхности, шламообразованием.
Затем образцы вынимают, осматривают и удаляют образовавшиеся на них продукты коррозии. Способ очистки выбирается таким образом, чтобы основной металл оставался неповрежденным ни механически, ни химически. Полноту очистки рекомендуется контролировать микроскопически, а агрессивность способа по отношению к основному металлу необходимо определять, выполнив эту процедуру над образцом, не подвергавшемся коррозионным испытаниям.
Часто очистку выполняют мягкой щеткой с дальнейшей очисткой канцелярской резинкой. Можно снимать продукты коррозии химической и электрохимической обработкой в растворах с ингибитором. Рекомендуемые растворы приведены в приложении.
После удаления продуктов коррозии образцы промывают, просушивают, взвешивают.
Одновременно с весовыми исследованиями необходимо выполнить электрохимические исследования в ячейке для снятия поляризационных кривых. Нерабочую часть образцов необходимо изолировать материалом стойким в данной коррозионной среде. Рекомендуется снимать анодно-катодные поляризационные кривые в потенциостатических условиях, т.е. задавая потенциал и измеряя ток. Для этого можно использовать потенциостат или классическую компенсационную схему. Потенциал задается через каждые 0,03¸0,05 В, ток замеряется после 2-5 минутной выдержки электрода при установленном значении потенциала. Подготовка образцов к работе аналогична, как и при весовых исследованиях.
2. Рекомендации по обработке и обсуждению результатов
2.1. Действие ингибитора оценивается величиной защитного эффекта ( z ) и коэффициентом защитного действия ( ¡ ).
2.2. В случае равномерной коррозии скорость коррозии рассчитывается как потеря массы на единицу площади в единицу времени (г/м2×ч) или эквивалентная ей глубина проникновения (мм/год).
В отдельных случаях скорость коррозии может быть рассчитана по значению плотности тока коррозии, который может быть найден из поляризационных кривых построенных в полулогарифмических координатах (потенциал – логарифм плотности тока) экстраполяцией прямолинейных участков зависимости (E – ln jа) и (E – ln jк) к значению потенциала коррозии (Eкор).
В случае питтинговой коррозии потеря веса мала и оценка коррозионных разрушений проводится определением размеров, числа, формы, расположения очагов коррозии.
2.3. Для коррозионных испытаний ингибиторов рекомендуется всегда применять статистическую обработку результатов с использованием значения доверительной вероятности (фактор надежности) не более 90%.
2.4. Если поверхность после снятия продуктов коррозии осталась визуально без изменений, вероятно ингибитор обладает хорошим защитным действием.
2.5. При равномерной коррозии поверхность образца покрывается в зависимости от защитного действия ингибитора равномерным слоем плотных, рыхлых или осыпающихся продуктов.
2.6. Появление питтингов вблизи держателя показывает склонность металла к коррозии вследствие образования концентрационного элемента.
Появление питтингов на всей поверхности показывает, что коррозионная среда вызывает питтингообразование.
2.7. Механизм действия ингибитора оценивается по влиянию ингибитора на анодную и катодную поляризационные кривые.
2.8. При переносе результатов испытаний на условия эксплуатации необходимо учитывать, что:
2.9. По окончании работы необходимо сделать вывод о защитном действии ингибитора и оценит механизм его действия.
3. Варианты выполнения работы
3.1. – 3.3. Изучить защиту стали от коррозии с помощью обработки коррозионной среды, оценить эффективность данного метода, пояснить механизм защиты.
| Вариант | Материал | Коррозионная среда | Ингибитор |
| 3.1. | Углеродистая сталь | Водопроводная вода | 1 г/л гидразина + 1мл/л 3% H2O2 |
| 3.2. | —׀׀— | —׀׀— | 0,5 г/л сульфита натрия |
| 3.3. | —׀׀— | 10% H2SO4 | Гидроокись натрия до нейтральной среды, индикатор фенолфталеин |
Испытания проводятся весовым методом и методом поляризационных кривых в растворах без ингибитора и с ним. Обработку растворов проводить непосредственно перед испытаниями. Время испытаний весовым методом брать по возможности большим.
3.4. Изучить защиту стали от атмосферной коррозии, исследовать действие ингибитора атмосферной коррозии, пояснить механизм защиты.
| Вариант | Материал | Коррозионная среда | Ингибитор |
| 3.4. | Углеродистая сталь | Атмосфера | 1 г карбоната аммония + 1 г нитрита натрия |
Испытания весовым методом проводятся в двух эксикаторах с горячей водой. В одном эксикаторе в стеклянной чашке помещается ингибитор. Механизм действия ингибитора оценивается по поляризационным кривым снятым в дистиллированной воде с добавкой 5 г/л (NH 4 )2CO3 и 1 г/л NaNO2.
3.5. Исследовать селективность действия ингибиторов на коррозию различных материалов, определить эффективность данного ингибитора, оценить механизм действия.
| Вариант | Материал | Коррозионная среда | Ингибитор |
| 3.5. | Медь | Водопроводная вода | 0,5% карбоната аммония + 0,1% нитрита натрия |
| Углеродистая сталь | —׀׀— |
Исследования выполнять весовым методом длительное время (24 ч.) и методом снятия поляризационных кривых.