Ингибиторы коррозии¶

Ингибиторы коррозии — химические соединения или композиции, которые при введении в коррозионно-активную среду в небольших концентрациях снижают скорость коррозии металлов и сплавов. Механизм действия основан на адсорбции молекул на поверхности металла, образовании защитных плёнок или изменении электрохимического потенциала. Ингибиторы применяют в нефтегазовой отрасли, теплоэнергетике, химической промышленности и при консервации оборудования.

¶Классификация

По механизму действия выделяют:

• Анодные — тормозят анодный процесс ионизации металла (нитриты, хроматы, фосфаты). Опасны при недостаточной концентрации, так как могут усиливать локальную коррозию.
• Катодные — замедляют катодную реакцию выделения водорода или восстановления кислорода (соли цинка, полифосфаты).
• Смешанные — воздействуют на оба электродных процесса (амины, азолы).

По фазовому состоянию ингибиторы делят на летучие (парофазные), защищающие металл через газовую фазу, и жидкие, добавляемые в растворы. По типу среды различают ингибиторы для кислых, нейтральных и щелочных сред, а также для атмосферной коррозии.

¶Механизм действия

Эффективность ингибитора определяется его способностью адсорбироваться на поверхности металла. Органические соединения (амины, имидазолины, азолы) образуют мономолекулярные слои, ориентируя полярные группы к поверхности, а гидрофобные радикалы — в сторону раствора. Это затрудняет доступ агрессивных ионов (хлоридов, сульфатов) к металлу.

Для сталей в кислых средах часто используют ингибиторы на основе производных имидазолина и четвертичных аммониевых соединений. В нейтральных средах эффективны неорганические пассиваторы, такие как силикаты и молибдаты, укрепляющие оксидную плёнку. Летучие ингибиторы (соли дициклогексиламина) испаряются и сорбируются на поверхности, что удобно для защиты внутренних полостей оборудования.

¶Применение

Основные области использования:

• Нефтегазовая промышленность — защита трубопроводов и резервуаров от сероводородной и углекислотной коррозии. Ингибиторы вводят в перекачиваемую среду непрерывно или периодически.
• Теплоэнергетика — обработка сетевой воды аминами для предотвращения коррозии труб и котлов.
• Химическая промышленность — добавление в технологические растворы и кислоты при травлении металлов.
• Консервация и хранение — нанесение на изделия парофазных ингибиторов в упаковке.

Эффективность ингибиторов оценивают по коэффициенту торможения, который показывает снижение скорости коррозии по сравнению с неингибированной средой, и по степени защиты (в процентах). Выбор конкретного состава зависит от материала, состава среды, температуры и гидродинамических условий.

¶Экологические аспекты

Современные тенденции направлены на создание малотоксичных и биоразлагаемых ингибиторов. Традиционные хроматы, обладающие высокой эффективностью, ограничены в применении из-за канцерогенности. В качестве экологичных альтернатив исследуются экстракты растительного сырья (танины, алкалоиды) и отходы пищевой промышленности, хотя их промышленное использование пока ограничено.

¶Источники

• Семенова И. В., Флорианович Г. М., Хорошилов А. В. Коррозия и защита от коррозии. — М.: Физматлит, 2002.
• Рачев Х., Стефанова С. Справочник по коррозии. — М.: Мир, 1982.
• ГОСТ 9.505-86. ЕСЗКС. Ингибиторы коррозии металлов в водных средах. Методы испытаний.