Камерный ингибитор коррозии черных и цветных металлов
CHAMBER INHIBITOR OF CORROSION OF FERROUS AND NON-FERROUS METALS

Изобретение относится к защите металлов от коррозии, а именно к камерным ингибиторам атмосферной коррозии.
Для защиты металлов от атмосферной коррозии широко используются ингибиторы коррозии, в том числе парофазные /Розенфельд И.Л., Персианцева В.П. Ингибиторы атмосферной коррозии. – М.: Наука, 1985. – 278 с./. Одной из их разновидностей являются камерные ингибиторы /Лучкин А.Ю., Гончарова О.А., Андреев Н.Н., Кузнецов Ю.И. Новый метод защиты металлов от атмосферной коррозии. Практика противокоррозионной защиты. 2017. №4. С. 7-12/. Защита ими металлоизделий сводится к непродолжительной обработке металлов парами органических ингибиторов в замкнутом объеме при повышенной температуре. В процессе такой обработки на поверхности формируются тонкие пленки, имеющие длительное защитное последействие и способные эффективно защищать металлы от атмосферной коррозии.
Аналогом предлагаемого камерного ингибитора коррозии является олеат триэтаноламина /Андреев Н.Н., Гончарова О.А., Кузнецов Ю.И., Лучкин А.Ю. Способ защиты металлов от атмосферной коррозии. Патент на изобретение №2649354/. Он эффективно защищает сталь в отсутствии хлоридов. Однако в атмосферах с высоким содержанием хлоридов ингибитор малоэффективен.
Прототипом предлагаемого изобретения является камерный ингибитор содержащий смесь триэтаноламина и октановой кислотой нормального строения /Бетретдинова О.А., Лучкин А.Ю., Гончарова О.А., Кузнецов Д.С, Андреев Н.Н., Кузнецов Ю.И. Камерный ингибитор коррозии. Патент №2736196/. Этот ингибитор эффективно защищает сталь, однако в атмосферах с высоким содержанием хлоридов он малоэффективен при защите цветных металлов – меди, цинка и алюминиевых сплавов.
Технический результат заявленного изобретения является повышение эффективности защиты черных и цветных металлов от коррозии в атмосферах с высоким содержанием хлоридов.
Технический результат заявленного изобретения, достигается том, что используют в качестве камерного ингибитора смеси азотсодержащего основания и гетероциклического азотсодержащего соединения при следующем соотношении компонентов (% масс.):
азотсодержащее основание
20-80
гетероциклического азотсодержащего соединения
20-80
В качестве азотсодержащего основания используют триэтаноламин, диметилэтаноламин, диэтилэтаноламин, моноэтаноламин, октадециламин или гексаметилентетрамин.
В качестве гетероциклического азотсодержащего соединения используют хлорбензотриазол, бензимидазол, бензотиазол, меркаптобензотиазола, бензотриазол или толилтриазол.
Ниже приводятся примеры реализации камерного ингибитора коррозии и подробное описание изобретения, поясняющее его техническую сущность.
Камерные ингибиторы в рамках предлагаемого изобретения готовили смешением компонентов.
Ингибитор – аналог представлял собой олеат триэтаноламина, а ингибитор – прототип представлял собой октаноат триэтаноламина. Оба ингибитора готовили смешением эквимолярных количеств кислоты и основания.
Плоские образцы размером 30х50х1 мм из сталей Ст.3, цинка Ц0, меди М1 и алюминиевого сплава Д16 зачищали шлифовальной бумагой различной зернистости, обезжиривали спиртом, высушивали на воздухе в течение часа. После этого образцы подвешивали на нейлоновых нитях в герметичных стеклянных ячейках объемом 1 л., на дно которых помещали навеску ингибитора (1 г). Ячейки помещали в сушильный шкаф, нагретый до температуры 140°С. После часовой экспозиции в горячих парах ингибиторов образцы извлекали из ячеек, остужали на воздухе в течение часа, после чего помешали в камеру солевого тумана.
Коррозионные опыты проводили при комнатной температуре. В ходе испытаний определяли количество циклов до появления на образцах коррозионных поражений. Каждый цикл включал 15-минутное распыление 3%-го раствора хлорида натрия и 45-минутную экспозицию образцов в образовавшемся при распылении солевом тумане. Осмотр образцов проводили после каждого цикла. Общая продолжительность испытаний составляла 5 циклов. В ходе испытаний фиксировали время до появления на образцах первых коррозионных поражений.
Результаты коррозионных испытаний приведены в табл. 1 и 2.
Таблица 1. Влияние состава камерного ингибитора на его защитные свойства в отношении стали, цинка, меди и алюминиевого сплава в атмосфере солевого тумана.
Пример №
Состав ингибитора (%, мас.)
Время до появления на образцах коррозии, циклов
триэтаноламин
хлорбензотриазол
Ст.3
Ц0
М1
Д16
1.1
19
81
3
2
1
1
1.2
20
80
> 5
4
4
4
1.3
50
50
> 5
> 5
> 5
> 5
1.4
80
20
> 5
4
3
4
1.5
81
19
4
2
1
1
Аналог
3
2
1
2
Прототип
> 5
3
2
3
Данные Табл. 1 свидетельствуют, что предлагаемый камерный ингибитор, при соблюдении указанных соотношений триэтаноламина и хлорбензотриазола (примеры 1.2 – 1.4) обеспечивает более эффективную защиту цинка, меди и алюминиевого сплава от коррозии, чем ингибиторы аналог и прототип и не уступает прототипу при защите стали. Нарушение указанных соотношений компонентов ведет к резкому (ниже уровня прототипа) снижению защиты металлов (примеры 1.1, 1.5).
Данные табл. 2 иллюстрируют возможность использования в составе камерного ингибитора без ухудшения его защитных свойств в качестве азотсодержащего основания, помимо триэтаноламина, также: диметилэтаноламина (пример 2.1), или диэтилэтаноламина (пример 2.2), или моноэтаноламина (пример 2.3), или октадециламина (пример 2.4), или гексаметилентетрамина (пример 2.5); а в качестве гетероциклического азотсодержащего соединения, помимо хлорбензотриазола, также: бензимидазол (пример 2.1), или бензотиазол (пример 2.2), или меркаптобензотиазола (пример 2.3), или бензотриазол (пример 2.4), или толилтриазол (пример 2.5).
Таблица 2. Влияние состава камерного ингибитора на его защитные свойства в отношении стали, цинка, меди и алюминиевого сплава в атмосфере солевого тумана. Соотношение компонентов 1:1 по массе.
При-мер №
Состав ингибитора (%, мас.)
Время до появления на образцах коррозии, циклов
Азотсодержащее основание
Гетероциклическое азотсодержащее соединение
Ст.3
Ц0
М1
Д16
2.1
диметилэтаноламин
бензимидазол
> 5
> 5
> 5
> 5
2.2
диэтилэтаноламин
бензотиазол
> 5
> 5
> 5
> 5
2.3
моноэтаноламин
меркаптобензотиазола
> 5
> 5
> 5
> 5
2.4
октадециламин
бензотриазол
> 5
> 5
> 5
> 5
2.5
гексаметилентетрамин
толилтриазол
> 5
> 5
> 5
> 5
Аналог
3
2
1
2
Прототип
> 5
3
2
3
Таким образом, результаты испытаний свидетельствуют, что предлагаемый камерный ингибитор обеспечивает более эффективную защиту от коррозии цинка, меди и алюминиевого сплава от коррозии, чем ингибитор аналог и ингибитор прототип и не уступает им прототипу при защите стали в хлоридсодержащих атмосферах.
Использование предлагаемого изобретения позволит увеличить сроки временной защиты стальных изделий от атмосферной коррозии.