в чем заключается основное назначение ингибиторов коррозии

Коррозии подвержены металлы и некоторые другие материалы. Если коррозия разрушает структуру материала, тогда изделие теряет свои эксплуатационные качества, что приводит к аварийно-опасным ситуациям. Одним из средств решения этой проблемы являются ингибиторы коррозии металлов.

Описание ингибиторов

Что такое ингибитор коррозии? Ингибиторы коррозии – это специальные вещества, которые приостанавливают (задерживают) процесс химических и физических реакций. Ингибиторы коррозии занимают особое место в ряду таких веществ.

К ингибиторам относят средства, которые образуют на поверхности металла особую защитную пленку, которые получается в процессе реакции раствора ингибитора и продуктов коррозии.

Появление соединений, которые замедляют коррозийные процессы, стало прорывом. На данный момент, большинство способов защиты – это защита с помощью ингибиторов. В этом качестве наиболее популярны, такие вещества как амины, азотсодержащие вещества, мочевина, сульфиды, альдегиды и др.

Эффективность защитных процессов с участием ингибиторов, напрямую зависит от металла, особенностей внешней среды, давления на материал и т.п.

Стоит отметить, что работа ингибиторная защита от коррозии не постоянно, попадая в раствор, добавка постепенно растворяется, поэтому в будущем необходимо добавлять его в агрессивную среду небольшими порциями.

Виды и применение ингибиторов коррозии металлов

К основным видам ингибиторов относят:

Существует классификация ингибиторов по происхождению:

Принцип действия ингибиторов

Классификация ингибиторов по механизму действия

Распространенные типы кислотных ингибиторов

К свойствам кислотных ингибиторов так же можно дописать тот факт, что при нанесении их на материал, он еще и очищает его от образовавшихся окалин и различных оксидных пленок. Также добавка не меняет своих свойств, не трансформируется, не разрушается при увеличении температуры внешней среды.

На отечественном рынке чаще всего можно встретить такие ингибиторы коррозии как И-5-В и И-5-ВМ. Данные добавки предназначены для изделий из низкоуглеродистых, среднеуглеродистых и высокоуглеродистых и легированных сталей. Они эффективно применяются в промышленности, а также оба ингибитора можно совмещать друг с другом.

Применение ингибиторов коррозии с таким составом снижает угар металла, способствует очищению поверхности протравленного материала, а также благоприятно влияет на санитарно-гигиенические условия труда.

Свойства ингибиторов коррозии

Все свойства ингибиторов сводятся к антикоррозийной защите металлических изделий. Механизм работы прост: ингибитор в составе раствора наносится на поверхность элемента и защищает его от внешнего влияния агрессивных сред. Защита создается с помощью адсорбции (увеличения концентрации ингибитора в растворе и на поверхности материала, соответственно) на металлическом элементе. После появления защитной пленки, главная ее задача – быть полностью нейтральной к воздействиям извне, не менять своих свойств под давлением, температурой и т.д., только в таком случае, ингибитор сможет проявить свои свойства в полной мере и защитить конструкцию в целом.

Ингибитор коррозии катодный

Данный тип добавок замедляет растворение металл при катодном процессе. Потенциал системы из своего обычного нейтрального состояния уходит в отрицательную сторону, что приводит к уменьшению коррозийного тока, и на поверхности образуется антикоррозийная пленка. Эта пленка является трудно растворимой не только для нормальных условий, но и для многих агрессивных сред. Она становится барьером между внешней средой и металлом, сохраняя его целостность.

Катодная ингибиторная защита от коррозии, что это? Чаще всего это соединения, которые увеличивают кислотность среды, что снижает возможность растворения металла.

Катодные добавки не применяются в кислых средах, так как там они не эффективны.

Как отмечалось ранее, ингибитор перед применением должен быть растворен в каком-либо веществе, самый простой – вода. Специалистами подбирается верная концентрацию добавки в данном объеме воды.

Стоит отметить, что данный тип веществ является наименее эффективным, в сравнении с анодными и смешанными ингибиторами.

Анодные ингибиторы коррозии

Данные вещества являются пассиваторами – вещества, переходящие из активного состояния в пассивное и образующие пленку. Эта пленка защищает металлический элемент. Коррозия замедляется вследствие уменьшения скорости перехода ионов металла в раствор, а также уменьшается площадь анодных участков, покрытых пленкой, за счет их разделения.

Именно анодные добавки, если с ними переборщить, могут не уменьшить, а ускорить коррозионное разрушение материала. Популярны карбонаты, силикаты, фосфаты, нитрит натрия, как ингибиторы анодной коррозии.

Смешанные ингибиторы коррозии

Смешанные добавки – это хроматы. Хроматы значительно тормозят анодную и катодную реакцию вместе, поэтому они являются наиболее эффективными. Процесс такой реакции протекает по окислительному типу.

Применение ингибиторов в нефтегазовой промышленности

Нефть и газ являются достаточно агрессивными средами, так как в них находятся едкие вещества, которые способны разъедать материалы и пагубно влиять на здоровье человека. Исходя из этого, специальные добавки для защиты металлических конструкций, применяют на любой стадии добычи, транспортировки, хранения и эксплуатации нефти и газа. Важным аспектом является то, что ингибитор на всех этих стадиях желательно применять один и тот же.

Кроме защиты металла, в сами нефтепродукты могут добавляться примеси, которые делают ее менее агрессивной средой: антикоррозийные ингибиторы парафинообразования, антивоспламенители и антивспениватели. Наиболее распространенное вещество для защиты магистральных нефте- и газопроводов – соединения на основе аминов.

Применение ингибиторов в бытовых условиях

Процессы коррозии поражают не только металлические изделия промышленных и строительных производств, но и любые металлические изделия у нас дома, а также машины и приборы.

Самое простое домашнее средство с ингибитором – это грунтовка. Как всегда, поверхность необходимо подготовить, а потом загрунтовать шпателем или кисточкой. Грунтовка создает на изделии защитный слой, разделяя металл и окружающую среду.

Некоторые лакокрасочные покрытия также имеют в своем составе ингибиторы.

Наиболее простые и понятные ингибиторы для домашнего обихода – сурик (свинцовая краска красного цвета) добавленный в грунтовку, добавленные в раствор ортофосфаты железа или цинка и т.п.

Свинцовая краска красного цвета

Применение ингибиторов при обработке техники

Коррозия в технике является наибольшей угрозой для жизни человека. Зачастую коррозирующий участок в большом элементе не так страшен, как коррозия на участке болтового соединения или сварного шва.

Чаще всего, конечно, с проблемой ржавчины сталкиваются владельцы авто и везут свои машины на СТО для того, чтобы там специалисты сами обработали материал и нанесли антикоррозийное покрытие с применением ингибиторов или нет.

Разрушение техники сложно приостановить, так как участки, подверженные разрушению обычно труднодоступны, затруднительна обработка ингибитором коррозии, и очистка пораженного участка. В малодоступных местах стараются применять жидкие составы для их лучшего нанесения и распределения – масла, битумные горячие составы, мягкие смазки и т.д.

Заключение

В целом, ингибиторы коррозии металлов увеличили срок работоспособности изделий и техники. С их помощью появилась возможность четко провести границу между элементом и окружающей средой и надолго приостановить развитие коррозии. Теперь это все доступное защитное средство, имеющее широкий выбор и различный ценовой диапазон.

Источник

Ингибитор коррозии. Ингибиторная защита трубопроводов

Реализация программ ингибирования требует в несколько раз меньше средств, чем замена трубопроводов.
Ингибиторы для защиты от коррозии используются в нефтегазовой отрасли промышленности с 1940 х гг.

По механизму действия ингибиторы делятся на адсорбционные и пассивационные.
Ингибиторы-пассиваторы вызывают формирование на поверхности металла защитной пленки и способствуют переходу металла в пассивное состояние.

Наиболее широко пассиваторы применяются для борьбы с коррозией в нейтральных или близких к ним средах, где коррозия протекает преимущественно с кислородной деполяризацией.

Механизм действия таких ингибиторов различен и в значительной степени определяется их химическим составом и строением.

Различают несколько видов пассивирующих ингибиторов, например, неорганические вещества с окислительными свойствами (нитриты, молибдаты, хроматы).
Последние способны создавать защитные оксидные пленки на поверхности корродирующего металла.
В этом случае, как правило, наблюдается смещение потенциала в сторону положительных значений до величины, отвечающей выделению кислорода из молекул воды или ионов гидроксила.
При этом на металле хемосорбируются образующиеся атомы кислорода, которые блокируют наиболее активные центры поверхности металла и создают добавочный скачок потенциала, замедляющий растворение металла.
Возникающий хемосорбционный слой близок по составу к поверхностному оксиду.
Большую группу составляют пассиваторы, образующие с ионами корродирующего металла труднорастворимые соединения.
Формирующийся в этом случае осадок соли, если он достаточно плотный и хорошо сцеплен с поверхностью металла, защищает ее от контакта с агрессивной средой.
К таким ингибиторам относятся полифосфаты, силикаты, карбонаты щелочных металлов.

Отдельную группу составляют органические соединения, которые не являются окислителями, но способствует адсорбции растворенного кислорода, что приводит к пассивации.
К их числу для нейтральных сред относятся бензонат натрия, натриевая соль коричной кислоты.
В деаэрированной воде ингибирующее действие бензоата на коррозию железа не наблюдается.
Частицы адсорбционных ингибиторов (в зависимости от строения ингибитора и состава среды они могут быть в виде катионов, анионов и нейтральных молекул), электростатически или химически взаимодействуя с поверхностью металла (физическая адсорбция или хемосорбция соответственно) закрепляются на ней, что приводит к торможению коррозионного процесса.

Следовательно, эффективность ингибирующего действия большинства органических соединений определяется их адсорбционной способностью при контакте с поверхностью металла.

Как правило, эта способность достаточно велика из-за наличия в молекулах атомов или функциональных групп, обеспечивающих активное адсорбционное взаимодействие ингибитора с металлом.

Такими активными группами могут быть азот-, серо-, кислород- и фосфорсодержащие группы, которые адсорбируются на металле благодаря донорно-акцепторным и водородным связям.

Наиболее широко распространенными являются ингибиторы на основе азотсодержащих соединений.

Защитный эффект проявляют:

алифатические амины и их соли,

азотсодержащие 5-членные (бензимидозолы, имидазолины, бензотриазолы и т.д.) и 6-членные (пиридины, хинолины, пиперидины и т.д.) гетероциклы.

Большой интерес представляют соединения, содержащие в молекуле атомы серы.
К ним относятся тиолы, полисульфиды, тиосемикарбазиды, сульфиды, сульфоксиды, сульфонаты, тиобензамиды, тиокарбаматы, тиомочевины, тиосульфокислоты, тиофены, серосодержащие триазолы и тетразолы, тиоционаты, меркаптаны, серосодержащие альдегиды, кетосульфиды, тиоэфиры, дитиацикланы и т.д.

Из фосфорсодержащих соединений в качестве ингибиторов коррозии используются тиофосфаты, пирофосфаты, фосфорамиды, фосфоновые кислоты, фосфонаты, диалкил- и диарилфосфаты.

Кислород обладает наименьшими защитными свойствами в ряду гетероатомов: кислород, азот, сера, селен, но на основе кислородсодержащих соединений возможно создание высокоэффективных ингибиторных композиций.
Нашли применение пираны, пирины, диоксаны, фенолы, циклические и линейные эфиры, эфиры аллиловых спиртов, бензальдегиды и бензойные кислоты, димочевины, спирты, фураны, диоксоланы, ацетали, диоксоцикланы и др.

В последние годы при разработке ингибиторов коррозии наметилась тенденция к применению сырья, содержащего переходные металлы, комплексы на их основе и комплексообразующие соединения, которые взаимодействуют с переходными металлами, присутствующими в электролите или на защищаемой поверхности.
Доказано, что на основе таких соединений и комплексов, используя в качестве сырья отходы катализаторных производств и отработанные катализаторы, можно создать высокоэффективные экологически чистые ингибиторы коррозии углеродистых сталей в водных средах.

Источник

Для чего нужны ингибиторы коррозии в нефтедобыче?

Любой нефтепровод подвержен такой проблеме, как коррозия. В агрессивной среде присутствует ряд компонентов, на которые реагируют металлы – кислород, сероводород, вода и другие. Современные ингибиторы коррозии в нефтяной промышленности не допускают разрушений в трубопроводе, начинающихся на фоне подобных реакций.

Предназначение

Сегодня ингибиторы коррозии в нефтедобыче выпускаются в различных вариациях.

Их отличает состав растворителей, активная составляющая и иные признаки. Благодаря столь широкому выбору можно подобрать подходящее средство для имеющихся условий в конкретном случае, с учетом его специфики и особенностей.

Иногда допускается индивидуальная оптимизация указанных средств в соответствии с условиями добычи нефти на участке.

В любом случае это химические элементы или их смеси, которые, попадая в систему, тормозят процесс ржавления в ней, не меняя при этом концентрации основных веществ, провоцирующих его.

Благодаря их применению на практике обеспечивается:

Для достижения оптимального уровня защиты требуется правильный расчет концентрации используемого средства исходя из степени агрессивности среды и дополнительных условий.

Все ингибиторы коррозии в нефтяной промышленности проходят обязательную сертификацию в соответствующем центре, специализирующемся на средствах для нефтяной промышленности.

Ингибиторы коррозии металла

Ингибитор не является каким-то конкретным веществом. Так называют целуют группу веществ, которые направлены на остановку или задержку протеканий каких-либо физических или физико-химических процессов. В большинстве своем он направлен на задержку ферментативных процессов.

Ингибиторы в основном действуют в тех случаях, где имеется цепная реакция или процессы с активными центрами и частицами. Ингибитор действует на активные вещества. Он либо их блокирует, либо задерживает. В некоторых случаях он вступает в реакцию с активными частицами и из-за этого образуются свободные радикалы.

Важно: Ингибитор следует вводить в систему реагирования двух веществ в небольшом количестве. Оно не должно превышать объем элементов, между которыми должна быть реакция.

Состав ингибиторов коррозии

Ингибиторы представлены следующими веществами:

Внимание: При реакции хлора с водородом следует вводить данный ингибитор в минимальном количестве. Одной тысячной доли от общего объема реагентов будет достаточно для прекращения процесса взаимодействия.

Ингибиторы могут действовать двумя разными принципами на взаимодействие двух веществ:

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:

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.

Свойства ингибиторов коррозии

Таблица 1. Физико-химических свойств ингибиторов коррозии

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:

Особенности препаратов для нефтедобычи

Сама по себе нефть – это коррозионная среда с повышенной агрессивностью. Это обуславливается присутствием в ее составе сероводорода в растворенном состоянии.

Применение специальных ингибиторов требуется абсолютно для всех стадий добычи, транспортировки, хранения и переработки.

Наиболее востребованы препараты, создающие специальную пленку с гидрофобными свойствами на поверхности оборудования. На практике часто применяются средства на аминной основе.

На фоне регулярного применения указанных средств, коррозия в нефтяной промышленности сокращается. Вместе с ней минимизируются и затраты средств на восстановление поврежденных участков и досрочную замену оборудования. Чаще всего для защиты насосного и транспортирующего оборудования, самих нефтепроводов, обращаются к средствам типа СП-В с небольшой токсичностью, Олазол-Т2П.

Видео по теме: Защита НПО от коррозии

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:

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.

Применение ингибиторов коррозии

Ингибиторы получили широкое распространение в современном мире. Их деятельность направлена на предотвращение неприятных последствий, которые могут возникнуть после взаимодействия двух разных веществ. Применение ингибиторов особенно полезно при изготовлении металлических изделий. Группы этих веществ являются наиболее эффективным методом борьбы с образованием ржавчины на поверхности металлов.

В современной промышленности разрабатываются ингибиторы, созданные на основе сочетания различных веществ. Они нашли широкое применение в нефтяной промышленности. Специальные ингибиторные смеси применяют для защиты нефтеперерабатывающего оборудования от появления налета ржавчины. Нанесение ингибиторов провоцирует образование на поверхности оборудования отрицательно заряженных частиц, которые не дают возможности агрессивным средам повлиять на структуру металла, из которого оно сделано.

Также ингибиторы используются для изготовления эмульсии для бурения нефтяных скважин.

Практически все группы ингибиторов предназначены для борьбы с разными видами коррозии. Они справляются и с местной коррозией и с локальной.

В закрытых охлаждающих системах ингибиторы применяются уже давно. Их применение для данной цели является оправданным методом. Ведь при их взаимодействии с реагентами охлаждающая вода не меняет свой химический состав. В процессе использования охлаждающих систем отмечается незначительное уменьшение потока жидкости в них. Однако этот показатель не является критичным и не влияет на качество эксплуатации системы.

Таблица 2. Применение ингибиторов коррозии

Источник