Закономерности кинетики разряда ионов водорода на железе в кислых хлоридных растворах

ИНГИБИРУЮЩЕЕ ДЕЙСТВИЕ ФЕНОЛЬНЫХ ОСНОВАНИЙ МАННИХА НА КОРРОЗИЮ СТАЛИ В УГЛЕКИСЛОТНЫХ СРЕДАХ © А.В. Мижаров

В дайной работе изучено тормозящее действие Фенольных Оснований Манниха (ФОМ 9 и ФОМ 9-20) на углекислотную коррозию стали СтЗ. Агрессивными средами служили растворы соляной кислоты (0,005-0,1 м) и модельные пластовые воды Самотлорского нефтяного месторождения, насыщенные углекислым газом (1 избыточная атмосфера или 1,7 г/л). Продолжительность испытаний - 24 часа при 20 °С. Скорость коррозии (К) определяли гравиметрическим методом, защитное действие ингибитора рассчитывали по формуле: 2 = (Ка-Кпа-УКо.

Результаты экспериментов подгвердили ингибирующее действие С02, обнаруженное ранее другими исследователями. Данный эффект возрастает с уменьшением pH среды, свидетельствуя о том, что тормозящее влияние оказывают молекулы углекислого газа (табл. 1).

Введение С02 в солянокислые растворы существенно повышает защитое действие исследуемых ингибигоров, особенно при СНС| = 0,005-0,01 м. Это же характерно и доя модельной пластовой воды. Как следует из таблицы 2, 2 слабо зависит от концентрации ингибигоров.

В опытах с избыточным давлением С02 дашшхе ингибиторы характеризуются аналогичным действием, которое при Сна =0,1 м достигает 98-99 %. Особенно сильно в этих условиях 2 увеличивается в модельной пластовой воде (85-95 %).

Таблица 1

Скорость коррозии СтЗ (К, г/м2 ч) в растворах НС1

Снсь моль/л 0,1 0,01 0,005

без С02 1,461 0,716 0,388

К 1,7 г/л со2 0,732 0,515 0,364

Таблица 2

Защитное действие (2, %) ингибиторов в средах, содержащих 1,7 г/л С02

Концентрация ингибитора, мг/л 10 I 25 I 50 I 100 I 200

ФОМ 9

0,1 н НС1 81,8 86,5 84,4 86,7 87,7

0.01 н HCI 81.5 87,4 80,6 82,5 80.0

0,005 н НС1 72,8 73,6 67,6 68,7 68,9

мод.пласт.вода 47.7 50,0 57.4 50,6 59,6

ФОМ 9-20

0.1 н НС1 81.7 87,8 85.5 88,0 87.2

0,01 н НС1 81,9 86,6 82.1 84,5 83,7

0.005 и НС1 76,9 78,6 71.4 75,0 74.7

мод.пласт.вода 25,6 50,6 43,2 50,0 51.7

ЗАКОНОМЕРНОСТИ КИНЕТИКИ РАЗРЯДА ИОНОВ ВОДОРОДА НА ЖЕЛЕЗЕ В КИСЛЫХ ХЛОРИДНЫХ РАСТВОРАХ © М. В. Матвеева

На основе кинетических параметров разряда ионов водорода на железе при постоянном потенциале и перенапряжении изучен механизм катодного процесса в водных растворах состава х М НС1 + (1 - jr) М LiCl. Поляризационные измерения проводились на железе арм-ко в потенциостатическом режиме с использованием импульсного потенциостата Г1И-50-1. В качестве электродов сравнения применялись насыщенный водный хлорид-серебряный и равновесный водородный в исследуемых растворах (комнатная температура, водородная атмосфера). Перед измерениями проводилась предварительная катодная поляризация рабочего электрода при потенциале на 0Д5 В отрицательнее потенциала коррозии.

Показано, что предварительная выдержка рабочего электрода в течение 2 часов в исследуемом растворе практически не влияет на ход катодной поляризационной кривой и облегчает анодный процесс лишь в области значительных анодных поляризаций.

Экспериментально наблюдаемые кинетические параметры катодного восстановления ионов водорода

свидетельствуют о параллельной реализации механизмов с замедленными реакциями Фольмера и Тафеля на различных участках поверхности железа Такой вывод согласуется с мнением Л.И. Антропова.

Аналогичные исследования кинетики разряда ионов водорода проведены в растворах системы С2Н5ОН - Н20 - НС1, в которых также исследована твердофазная объемная диффузия водорода в сталь. Условно безводный этанол получали обезвоживанием технического этилового спирта в результате длительного кипячения с прокалешшм СаО с последующей перегонкой в установке при атмосферном давлении. Содержание воды в полученном спирте, определеішое методом газожидкостной хроматографии в изотермических условиях, составляло 0,07-0,16 мас.%.

Эксперименты в соответствующих безводных эта-нольных растворах НС1 позволяют выявить роль природы растворителя в кинетике разряда ионов водорода и проникновения водорода в сталь.