В настоящее время особое внимание уделяется борьбе с коррозией черных и цветных металлов. Это обусловлено тем, что она не только создает довольно высокие потери во всех промышленных сферах, но и провоцирует нарушение технологических циклов, конструктивные разрушения дорогостоящего оборудования, длительные простои и даже аварии.
Рассмотрим в качестве примера нефтегазодобывающую отрасль, где добыча ископаемых углеводородов осуществляется посредством буровых скважин. Нефть или газ подаются на поверхность из толщи земли через глубинные стальные трубопроводы, находящиеся под гидростатическим давлением. Учитывая, что углеводородное сырье включает в себя многочисленные жидкие и газовые примеси, то технологические установки стабильно функционируют в агрессивных средах и сильно подвержены коррозии.
В условиях современного инжиниринга используют следующие методы защиты металлических элементов:
- пассивная защита. Ее средства применимы исключительно для внешних поверхностей, так как такой способ противостояния коррозии сводится к нанесению химически инертных веществ;
- использование материалов, не способных корродировать. Это могут быть как высоколегированные сплавы и нержавеющие стали, так и гальваническое или полимерное покрытие. Причем последнее широко используется в трубопрокатном производстве. Но в целом такие способы защиты металлов от коррозии дороги и не во всех случаях обеспечивают высокую эффективность;
- ингибиторная защита. Данная технология дает максимальную результативность при минимальных затратах, так как направлена на минимизацию воздействия агрессивных компонентов самым простым и дешевым способом. Она часто бывает единственно возможной, так как для ее реализации в среду вводят небольшую концентрацию химического соединения, способного снизить/нейтрализовать коррозионные процессы цветных и черных металлов. С такой защитой можно отказаться от обработки различными лакокрасочными и битумными покрытиями и не приобретать дорогостоящие трубы с полимерным антикоррозионным покрытием или металлоизделия из легированных сплавов.
Чтобы обеспечить ингибиторную защиту, потребуется подобрать действующий состав в соответствии с используемым металлом, интенсивностью и характером коррозионной среды. Поэтому разработка и производство и применение ингибиторов коррозии выделена в отдельную отрасль химпрома и требует обширных знаний и системного ведения научно-лабораторных исследований.
Ингибиторы коррозии – что это такое?
Еще в начале XX веке добавление в сплавы легирующих и антикоррозионных добавок, равно как и создание защитных покрытий не дали должных результатов. Такая ситуация потребовала поиска новых решений, тем более, что военно-оборонный комплекс, легкая и тяжелая промышленность уже требовали многократного повышения надежности и срока службы металлических деталей и оборудования в целом.
Во второй половине прошлого столетия химики предложили решить проблему веществами, которые впоследствии были названы ингибиторами коррозии. При определенной концентрации они способны на молекулярном уровне быстро взаимодействовать с агрессивной средой, минимизируя и даже полностью нейтрализуя ее негативное воздействие на металлы или их сплавы.
Ингибиторы коррозии: общая классификация
Первый действительно работающий реагент из этой группы представила на мировом рынке компания Shell, но уже сегодня ингибиторы коррозии производятся довольно в большом ассортименте. Нарастающее производство и необходимость упростить подбор и применение, а также обозначить механизм действия ингибиторов коррозии обусловили систематизацию данных веществ.
Сегодня их классифицируют по:
- составу: одно- и многокомпонентные;
- механизму ингибирования: анодный, катодный, смешанный, барьерный ( за пленки которая защищает от воздейтсвия внешней среды);
- химической природе: органические, неорганические, летучие;
- характеру взаимодействия с агрессивной средой: кислотные, щелочные, нейтральные.
Наиболее востребованы и эффективны ингибиторы из группы кислотных и летучих. Но в любом случае при подборе данных реагентов для каждого конкретного случая следует брать во внимание скорость коррозии, состав защищаемого металла/сплава и характер контактной среды.
Преимущественные особенности применения летучих ингибиторов
Их производят на основе нитритов и используют только для снижения атмосферной коррозии. За счет осаживания они способны быстро переходить из газообразного/парообразного состояния в жидкое и формировать на поверхности железо- и алюмосодержащих сплавах тонкие защитные слои, эффективно противостоящие влаге и агрессивным соединениям.
Они отличаются ценовой доступностью и весьма эффективны, но:
- активно вступают в реакцию с медью (Cu), цинком (Zn) и любыми их сплавами;
- на первичном этапе противостоят коррозионной среде не очень результативно, для обеспечения высокой защиты потребуется некоторое время;
- негативно воздействуют на органы дыхания и обладают свойствами канцерогенов, поэтому работать с ними необходимо непродолжительное время и с использованием СИЗ и защитной спецодежды;
- применяется для защиты в том числе и в совокупности с другими методами (например пропитывается бумага или другой упаковочный материал);
- применяя летучие ингибиторы, просчитать оптимальную дозировку довольно затруднительно.
Ингибиторы кислотной коррозии
Возможно, за счет вышеперечисленных недостатков летучие ингибиторы используются не так широко как кислотные. Тем более, что последние предназначены для защиты стальных и медных сплавов – наиболее широко применяемых материалов в промышленном оборудовании, военной и морской технике – и способы не только замедлять коррозию, но отлично удаляют следы окалины и шлама.
По механизму защитного действия данные вещества делятся на три группы:
- экранирующие. Они формируют пленочное покрытие, физически исключающее контакт металла с агрессивной средой, их важное качество - адсорбция ингибитора на поверхности предотвращающее разрушение металла;
- окислители. За счет химической реакции на металлической поверхности образуется оксидный защитный слой. Чем он толще, тем выше эффективность;
- катодные. Вызывая катодную поляризацию контактных слоев, почти полностью исключают вероятность проявления любых процессов коррозии даже при очень малой концентрации.
Таким образом, только ингибитор, применяемый в соответствии с учетом химических свойств металлов и агрессивной среды, окажет наиболее действенный и длительный результат.
Актуальность защиты металлов от коррозии
Еще в древние времена отмечалась склонность металлов к самопроизвольному разрушению под воздействием окружающей среды. Позже эти процессы были названы коррозией и ученые установили, что они могут иметь химическую, электрохимическую и даже механическую природу. Соответственно, металлы и сплавы, подверженные коррозии, определяют как корродирующие, а среду, провоцирующую их деструктуризацию, – коррозионной. При этом некоторые материалы в той или иной степени демонстрируют коррозионную стойкость – способность химически противостоять взаимодействию и разрушению под воздействием негативных факторов.
Ситуация носит массовый характер и при решении проблем коррозии используют многочисленные термины, четко оговоренные в ГОСТ 5272-68. Также в соответствии с ГОСТ 9.101-78 действует общий комплекс взаимосвязанных систем защиты от коррозии и старения (ЕСЗКС), где стандарты также разделены на группы:
1 – агрессивность эксплуатационных условий;
2 – правила подбора материалов и их адаптивность к коррозии, физико-химическому старению и биоповреждению;
3 – неорганические неметаллические и металлические покрытия;
4 – покрытия органической природы в качестве ингибиторов;
5 – антикоррозионная защита временного действия;
6 – способы электрохимической защиты;
7 – средства защиты полимеров от старения;
8 – защита материалов и изделий от биоповреждений;
9 – методология проведения коррозионных испытаний, оценочная эффективность действия.
Таким образом, видно, что разработка и подбор ингибиторов требует компетентного и профессионального подхода, ведь в разнообразных условиях различные корродируют по-разному. Например, агрессивные среды, разъедая и вызывая ржавление сталей, провоцируют значительные экономические убытки, снижают эффективность технологий и повышают риски аварий, так как продукты коррозии, образуя окалину, оксидную пленку или ржавчину усугубляют ситуацию и приводят к разрушению не только поверхностных, но и глубинных слоев. В дальнейшем на таком оборудовании и элементах коммуникаций проявляются трещины, язвы и разрушаются резьбы и тонкостенные фрагменты. А на алюминиевых деталях при окислении формируется прочная оксидная пленка, надежно защищающая металл от деструктуризации.
В каталоге нашей компании представлен большой выбор ингибиторов коррозии металлов и их сплавов. Они позволяют многократно снизить потери экономические и производственные и исключить незапланированные простои, риски поломок и аварий. Их можно использовать в различных сферах современного промышленного сектора, включая военно-оборонный комплекс и выполнение текущего обслуживания оборудования и промывки трубопроводов от следов корродирования.
