Способ защиты черных металлов от коррозии

(9)989 5 С 25 0 11/00, 11/34 ОМИТЕТОТКРЫТИЯМ ГОСУДАРСТВЕННЫПО ИЗОБРЕТЕНИЯПРИ ГКНТ СССР ТЕ Б ОПИСАНИ ой химии АН,А. Кля виня урин Б,А, За - Рига: Авотс,НЫХ МЕТАЛр АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(54) СПОСОБ ЗАЩИТЫ ЧЕРЛОВ ОТ КОРРОЗИИИзобретение относится к защите черных металлов от коррозии в водных средах и может быть использовано в машиностроительной и приборостроительной промышленности, в частности, для защиты от коррозионного разрушения оборудования и стационарных ванн, используемых для межоперационных промывок деталей.Известны способы защиты черных металлов от кор 1)озии путем ингибирования, в том числе и способ ингибирования коррозии черных металлов. включающий контактирование поверхности металлов с водными растворами, содержащими каустическую соду; водорастворимые алифатические полигидроксосеквестирующие соединения формулы Й 1;(СНОН)-Й 2 где и = 3-5;В 1 и 82 - радикалы, состоящие иэ групп СН 2 ОН и СООН, к которым добавлен ингибитор, включающий в себя соединение бо- а 2(57) Изобретение относится к защите от коррозии черных металлов в нейтральных водных средах и может найти применение в машиностроении и приборостроении. Цель изобретения - увеличение степени защиты и снижение расхода ингибитора. Обработку защищаемого изделия ведут в водном растворе бороглюконата натрия. Увеличение степени защиты и снижение расхода ингибитора достигают двукратной циклической поляризацией изделия при изменении потенциала от -0,85 8 до 0,3 В в водном растворе, содержащем 0,5-1 г/л бороглюконата натрия. 7 табл,С:Недостатками известного способа являются невозможность достижения макси- Я мального защитного эффекта, вследствие чего наблюдается значительная остаточная коррозия, и невозможность эксплуатации оборудования из черных металлов беэ по стоянного добавления в коррозионную аг- ф рессивную среду ингибитора коррозии. СдИзвестен способ защиты черных метал- сО лов от коррозии, включающий обработку по- (ф верхности металла в течение 48 ч в воде, содержащей 0,5-1,5 ингибиторной композиции, имеющей в своем составе эфир высшей жирной кислоты Сюо с аминоспиртом, эфир аминоспирта и ортофОсфорной кислоты, гидролизованный акрилонитрил,алкилпиридингалогенид,после чего концентрация ингибитора может быть уменьшена до О,ООЗ - 0,1 в зависимости от агрессивности воды.Недостатком известного способа является необходимость применения высокойначальной концентрации ингибитора присложности состава композиции,Известен способ электролитическогопассивирования углеродистых сталей;включающий обработку стали. в электролите, содержащем 0,65-1,5 мол/л одного иэфосфатов формулы ХоНЭР 04, где Х - щелочной металл или аммоний; и - 0,5-2,5, прианодной плотности тока 0,1-5,0 А/дм в те. чение 1-30 мин,Недостатком известного способа является получение фосфатной пленки, котораяне может самостоятельно использоваться вкачестве защиты металлов от коррозии ислужит основой для лакокрасочного покрытия,Известен способ защиты черных металлов от коррозии, включающий образованиеоксирной пленки в растворах нитрита.Недостатком этого способа являетсяпотеря защитных свойств пленок в воднойсреде за счет разрушения последних вследствие гидратачии.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату являетсяспособ ингибирования коррозии черных металлов, включающий добавление ингибитора на основе комплексныхполиоксисоединений бора в коррозионноагрессивную среду.Недостатками такого способа являютсяотсутствие пролонгированного эффекта защиты при изменении состава коррозионнойсреды, зависимость защитного эффекта отприроды катиона. входящего в комплексноесоединение.Целью изобретения является увеличение степени защиты черных металлов откоррозии и одновременное снижение содержания ингибитора в растворе при эксплуатации металлоконструкций.Поставленная цель достигается тем, чтоосуществляют предварительную пассивацию поверхности металла путем электрохимического введения ингибитора коррозии -бороглюконата щелочного металла из раствора, содержащего ингибитор в количестве0,5-1,0 г/л в состав оксидной пленки, которую формируют послойно на поверхностичерного металла путем электрохимическогоциклического восстановления-окисления винтервале потенциалов от -0,85 В до+0,3 В,причем циклическое наложение тока осуществляют не менее двух раэ.Сущность предлагаемого способа состоит в целенаправленном электрохимичес ком создании оксидной пленкиулучшенного качества на. редуцированнойповерхности черного металла в растворах,содержащих комплексное соединение бор 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 ной кислоты с органическим анионом, способным образовывать комплексные соединения с ионами железа и электрохимически окисляться, например бороглюконат щелочного металла; Многослойная оксидная пленка образуется на поверхности черного металла вследствие энодного окисления катодно редуцированной поверхности и последующего частичного восстановления оксида при наложении тока катодного направления, Такое циклирование должно быть повторено не менее двух рав в интервале потенциалов от -0,85 В, соответствующего границе разложения воды с выделением катодного водорода, до+0,3 В, что соответствует началу активации и питтингообразования и делает невозможным образование оксидной пленки с хорошими защитными свойствами. При осуществлении каждого цикла поляризации внутрь оксидной пленки электрохимически вводится комплексный анион ингибитора и продукты его электрохимического окисления.П р и м е р 1, Электрод из углеродистой стали обезжиривали в органическом растворителе и катодно восстанавливали при плотности тока 40 мкА/см в течение 20 мин. Циклическую поляризацию проводили с помощью потенциостата Ппри скорости развертки потенциала 2 О мВ/мин с платиновым вспомогательным электродом в воде; по составу отвечающей ГОСТ 2874-82. Электродом сравнения служил хлорсеребряный электрод, Потенциалы затем пересчитывались на водородную шкалу. В качестве ингибитора добавляли трехзамещенный бороглюконат натрия йазНВаС 12 Н 2201 в в количестве 1 г/л, Циклическую обработку проводили изменением потенциала от -0,85 В до+0,3 В в прямом и обратном направлениях, Цикл повторяли два раза в течение 180 мин, После электрохимической циклической обработки образцы подвергали коррозионным испытаниям в различных средах. Количество окисленного металла вычисляли из суммарной концентрации ионов железа, определяемой в растворе после снятия продуктов коррозии методом атомной абсорбции, при этом учитывались потери железа в холостом опыте. Длительность испытаний не менее 21 суток с промежуточным съемом образцов, Влияние циклической обработки на скорость коррозии углеродистой стали в дистиллированной воде без добавки ингибитора (температура 20 С) показано в табл. 1.П р и м е р 2. Обработку образцов перед коррозионными испытаниями и определение количества окисленного металлапроизводили так же, как. в примере 1.Коррозионные испытания производили в воде, соответствующей ГОСТ 2874-82, с добавкой 0,1 г/л бороглюконата. Полученные результаты показаны в табл, 2.П р и м е р 3, Для выяснения влияния комбинированной обработки поверхности металла, включающий воздействие раствора ингибитора с одновременным проведением предварительного пассивирования путем циклической поляризации, были под-. готовлены следующие серии образцов:полная обработка в растворе ингибитора с концентрацией 1,0 г/л плюс циклическая поляризация в два цикла по примеру 1;образцы только обезжиривались и не подвергались дальнейшей обработке,Подготовленные образцы подвергались коррозионным испытаниям.Влияние циклической обработки образцов на скорость коррозии стали в зависимости от концентрации ингибитора в условиях воздействия агрессивной среды (вода по ГОСТ 2874-82) приведено в табл. 3П р и м е р 4. Обработку. образцов и циклическую поляризацию осуществляют по способу примера 1. Варьируют концентрацию ингибитора в растворе при проведении циклической поляризации. Результаты приведены в табл. 4,П ри ме р 5. Дредварительнуюобработку образцов перед циклической поляризацией проводят так же, как в примере 1. Поляризацию проводят в.1,2 и 3 цикла в растворе бороглюконата натрия при концентрации 0,75 г/л. Влияние количества циклов при циклической обработке образцов на скорость коррозии стали в воде (ГОСТ 2874-82) с добавкой бороглюконата натрия 0,1 г/л показано в табл. 5,П ри м е р 6. Предварительную обработку образцов перед циклической поляризацией проводят так же, как в примере 1,Проводят однократную поляризацию в растворе бороглюконата натрия при концент рации 0 75 г/л. Меняют диапазонпотенциалов поляризации. Результаты при 5 ведены в табл, 6.П р и м е р 7. Обработку образцов передкоррозионными испытаниями и определениеколичества окисленного металла производили так же, как в примере 1, Коррозионные10 испытания производили в воде, соответствующей ГОСТ 2874-82 с добавками бороглюконата натрия 0,1 г/л и 1,0 г/л. Полученныерезультаты показаны в таблице 7.Технико-экономическими преимущест 15 вами предлагаемого способа по сравнениюсо способом прототипом является возможность реализации эффекта пролонгированного действия ингибитора для защитыповерхности металлических изделий при20 дальнейшем их эксплуатировании в корроэицонной среде другого состава,Такой эффект позволяет значительнорасширить ассортимент защйщаемого оборудования, уменьшить концентрацию инги 25 битора в коррозионно агрессивной средеили обойтись вообще без ингибитора в водной фазе, испольэуя пролонгированное действие ингибитора, включенного в оксиднуюпленку,30Формула изобретенияСпособ защиты черных металлов от коррозии преимущественно в нейтральныхводных средах, включающий обработку вод 35 ным ингибиторным раствором бороглюконата натрия,отл и чаю щийс я тем,что,с целью увеличения степени защиты и снижения расхода ингибитора, обработку проводят двукратной циклической40 поляризацией при изменении потенциалаот -0,85 до 0,3 В при концентрации бороглюконата натрия 0,5 - 1 г/л,1713989 Время коррозии, сутки без обработки 96 97 Время коррозии, сутки без обработки 91 94 96 Таблица 3 02О 11 0,5 0107 0,05 0,0140 0,0160 без обработки 87,5 Скорость коррозии образ"цов, г/м ч: с циклической обработкой Защитный эффект циклической обработки, Ф Скорость коррозии. образцов, г/м ч; с циклической обработкой Защитный эффект циклической обработки, 3 Концентрация ингибитора,г/л Скорость коррозии образцов, г/м ч:й с циклической обработкой Защитный эффект цикличес-кой обработки, 3 Суммарный защитный эф"фект, Ф Табли ца 1 15 20 0 0915 0)1000 Оф 1070 Оэ 1170 0,1210 0,0287 0,0035 0,0025 0,0020 0,0010 Таблица 2 15 18 Оф 1672 Оэ 1450 0,1140 Оъ 0900 0,0900 0,0138 0,0080 0,0050 0,0028 0,0024 0,0039 0,0050 0,0017 0,0860 0,0088 0,1140 0,1129 011023 55,7 956 98,5 16,0 92,4 95,2 98,3 17,310 1713989 Таблица Скорость Суммарный Концентрация ингибиторапри циклической обработке, г/л а коррозии защитныйстали, эффект,.г/м ч 3 0,0085 91,8 0,0055 94,7 0,0050 95,2 0,50 0,75 1,00 Таблица 5 юттаСкорость коп- Суммарныйрозии, г/м ч защитныйэффект, Ф Количество циклов 0,0070 00055 0)0052 1 2 3 93,2 94,7 95,0 Таблица 6 Ю а ю а е Ю Ютта Диапазон потенциаловааа аааааСкоростькоррозииг/м ч СуммарныйзащитНЫйэффект, Ф юе 0,85 В " +О 3 В0,80 В - +0,35 В 0,0070 93,2 0,1150 "9,4 Табл.ицае ааттетаа 1 ааее тетюю 7 ае е е ею еГа Коррозионная среда Водопроводная вода Скорость коррозии,г/м ч 0,1041Заказ 664 Тираж . Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 Водопровод" ная вода с добавкой ингибитора 1,0 г/л, без обра- ботки Водопроводная вода сдобавкойингибитора0,1 г/л,без обрат.ботки Водопроводная вода с добавкой ингибитора 0,1 г/л с циклической обра- боткой