Адсорбционная способность ИФХАН-29А на стали Ст3 из масляных композиций

ВЛИЯНИЕ АМДОР ИК-1 НА КОРРОЗИЮ И НАВОДОРОЖИВАНИЕ СТАЛИ

В СЛАБОКИСЛЫХ СРЕДАХ

© И.В. Петрова, Л.Е. Цыганкова

Проблема защиты от коррозии конструкционных металлических материалов всегда стояла весьма остро. Все большую актуальность она приобретает в настоящее время в связи с износом оборудования. Коррозионное разрушение металлов приводит к большим прямым и косвенным потерям, возникновению экологических и социальных проблем.

Было изучено влияние композиции АМДОР ИК-1 на коррозию и наводороживание углеродистой стали СтЗ. Коррозионные исследования проводились в средах, содержащих 0,25 и 25 г/л ЫаС1, подкисленных НС1 до pH 2-6, в присутствии С02 и Н28. Время экспозиции электродов составляло 24 ч. Методика коррозионных испытаний общепринятая. Диффузия водорода в металл изучалась в двухкамерной ячейке, разделенной стальной мембраной, по методу В.В. Батракова. Продолжительность эксперимента 2-8 часов, температура 20 °С.

Эффективность АМДОР ИК-1 как замедлителя коррозии стали увеличивается с ростом кислотности среды и концентрации ингибирующей добавки. В присутствии 25 г/л ЫаС1 наблюдается снижение защитного действия ингибитора {Т). Добавка сероводорода приводит к увеличению защитной эффективности, причем повышение концентрации сероводорода (5-1000 мг/л) вызывает рост величины которая даже при pH = 6 достигает 93 % (С1ШГ = 200 мг/л).

В присутствии диоксида углерода в условиях избыточного давления (0,5 и 1 ат), скорость коррозии стали в обоих имитатах пластовых вод, подкисленных до pH = 2, снижается, т. е. СО2 выступает в качестве ингибитора коррозии. В растворах с pH = 4 и 6 введение углекислого газа в основном приводит к увеличению защитного действия ингибитора, а при pH = 2 - к уменьшению.

Таблица 1

Влияние добавки АМДОР РЖ-1 (С = 100 мг/л) на коэффициент диффузионной способности водорода

У (у = /н / /'н )в средах с СыаС1 = 25 г/л, подкисленных

НС 1 до pH = 2 (числитель), pH = 6 (знаменатель), содержащих СОг (1,7 г/л) и Н2Б (100 мг/л), раздельно и совместно

'— Рас" ^чтвор т, ч \ без СО2 иН28 со2 Н28 со2 иНгБ

2 1,35/4,5 1,98/2,04 1/0,66 0,94/0,96

4 1,03/0,29 0,17/0,54 0,41/0,4 0,89/0,78

8 0,91/0,1 0,23/1,42 0,81/1,2 0,62/0,87

1ц, /{{ - ток диффузии в присутствии и в отсутствие ингибитора соответственно.

В таблице 1 приведены данные по влиянию АМДОР ИК-1 на наводороживание стали.

Согласно данным таблицы 1, рост потока диффузии водорода через стальную мембрану /н наблюдается в средах с pH = 2 как в отсутствие, так и с раздельным присутствием СО2 и НгБ при продолжительности эксперимента 2 часа. С увеличением времени до 4 и 8 часов !*н снижается. При pH = 2 диффузия водорода уменьшается в большей степени, чем при pH = 6.

Таким образом, выступая ингибитором общей коррозии, АМДОР ИК-1 способен как усиливать, так и замедлять наводороживание металла, а эффект определяется составом среды и ее кислотностью.

АДСОРБЦИОННАЯ СПОСОБНОСТЬ ИФХАН-29А НА СТАЛИ СтЗ ИЗ МАСЛЯНЫХ КОМПОЗИЦИЙ

© Н.В. Габелко, В.И. Вигдорович

Представлены результаты исследования адсорбционной способности ИФХАН-29А на углеродистой стали. Изучено влияние концентрации, природы растворителя-основы (РО) и зависимость емкости двойного слоя от потенциала электрода.

Емкостные измерения проведены в трехэлектродной ячейке из стекла «Пирекс» на цилиндрическом

электроде, вмонтированном во фторопласт с закрытой подпятником торцевой поверхностью. Рабочий электрод (5 = 0,18 см2) находился в коаксиально расположенном платиновом электроде с поверхностью 36,3 см2. Исследования осуществлялись посредством моста Р-5021, работающего по параллельной схеме на частоте 1000 Гц и амплитуде напряжения 10 мВ. Ве-

личина степени заполнения поверхности ИФХАН-29А (0) рассчитана по уравнению:

0 = (Со-С,)/(Со-С»),

где Со, С/, С - емкость электрода соответственно в растворе фона (масло без присадки), при нанесении масляной композиции (МК) заданной концентрации и при степени заполнения МК, принимаемой за 1.

За С» принимали величину емкости электрода, которая больше не уменьшалась с повышением концентрации ИФХАН-29А в композиции. Поляризацию осуществляли из катодной области в анодную с шагом потенциала 50 мВ (Потенциостат П-5827). Толщина масляной пленки 14 ± 3 мкм, рабочий фон - 0,5 М раствор хлорида натрия (комнатная температура, воздушная атмосфера).

На кривой в координатах С/ - Е незащищенного электрода наблюдается минимум адсорбции-десорбции (МАД). Нанесение на электрод пленки свежих товарных масел (индустриального И-20А и трансформаторного (ТМ)), содержащих заводские присадки, приводит к понижению дифференциальной емкости. Введение ИФХАН-29А в И-20А снижает С/ и несколько подавля

ет МАД. С увеличением концентрации присадки до 20 мас.% наблюдается систематическое уменьшение величины емкости электрода. Потенциал коррозии сдвигается в положительную сторону. МАД слабо выражен и смещается в область анодных потенциалов с ростом Сцфхан-29а- Замена РО на ТМ качественно не изменяет картины.

Зависимость 0 от 1пСифхан-29а носит линейный характер, что говорит об адсорбции ИФХАН-29А в соответствии с изотермой Темкина

0 = у 1п(аоС),

/ - параметр Темкина, чувствительный к природе масла, ао - константа адсорбции на равномернонеоднородной поверхности.

Толщина масляной пленки при разных концентрациях добавки поддерживалась практически постоянной, поэтому она не оказывает влияния на емкость электрода, т. е. ДСу обусловлено практически полностью 0 (долей адсорбционных центров, занятых молекулами ИФХАН-29А).

НАВОДОРОЖИВАНИЕ УГЛЕРОДИСТОЙ СТАЛИ В ВОДНО-ЭТИЛЕНГЛИКОЛЕВЫХ РАСТВОРАХ НС1 ПРИ ВНЕШНЕЙ ПОЛЯРИЗАЦИИ В ПРИСУТСТВИИ КС^

© Т.П. Дьячкова, И.В. Богданова

В данном сообщении представлены результаты исследования влияния добавок роданида калия, известного в качестве стимулятора наводороживания, в водно-этиленгликолевые растворы НС1 на величину потока твердофазной диффузии водорода в углеродистую сталь в условиях катодной и анодной поляризации.

Диффузию водорода изучали в двухкамерной ячейке типа Деванатхана по методике, разработанной В.В. Батраковым. Потенциалы поляризационной и диффузионной сторон мембраны фиксировались отдельно. Поляризацию стальной мембраны проводили в потенциостатическом режиме (потенциостат П 5827 м), среднюю величину внешнего поляризующего тока оценивали кулонометрически.

Как показано ранее, кинетические параметры реакции катодного выделения водорода на железе армко в водно-этиленгликолевых растворах НС1 с 5 и 10 мас.% воды удовлетворительно корреллируют с протеканием процесса по механизму Фольмера - Тафеля со второй замедленной стадией, когда активированная адсорбция Н-атомов подчиняется изотерме Темкина. Дополнительным критерием оценки механизма восстановления ионов водорода может служить анализ изменения потока диффузии водорода в металл (/н) и величины р = /н/»’к в условиях катодной поляризации. В результате проведенных исследований показано, что харак-

тер влияния уровня катодной поляризации (ДДс) на /'н в растворах с 5 и 10 мас.% воды независимо от Сна одинаков: вначале с ростом Д£к »н увеличивается, затем перестает изменяться (/'н = const) в достаточно широкой области АЕк, а при /\Ек > 200...240 мВ вновь несколько повышается.

Зависимость р =У(ДДс) в растворах с 5 и 10 мас.% проходит через максимум при АЕк, соответствующем началу плато на кривой j'h =У(АДс). В первом приближении, полученные данные можно связать с протеканием катодной реакции по механизму с лимитирующей реакций Тафеля. Также наблюдаемые закономерности интерпретируются с учетом наличия на поверхности металла двух форм адсорбированного атомарного водорода - Нг и Н*.

Введение в исследуемые растворы 1 ммоль/л KCNS не оказывает влияния на величины /н, /к и р, в то время, как 5 и 10 ммоль/л роданида калия способствуют увеличению iH и р при практически полной неизменности плотности катодного тока. Очевидно, что при Ckcns > 1 ммоль/л роданид калия выступает как стимулятор наводороживания вследствие интенсивной адсорбции роданид-ионов. Характер зависимостей /'н =У[Л£к) и р =/(АЕк) в присутствии KCNS остается прежним, что, возможно, связано с отсутствием влияния добавок роданида калия на механизм катодного процесса.