Сопоставление эффективности ряда консервационных материалов в условиях атмосферной коррозии углеродистой стали

УДК 620.193

СОПОСТАВЛЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ РЯДА КОНСЕРВАЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ В УСЛОВИЯХ АТМОСФЕРНОЙ КОРРОЗИИ УГЛЕРОДИСТОЙ СТАЛИ

© В.И. Вигдорович, В.Ф. Ульянов

Vigdorovich V.I., Ulyanov V.F. The comparison of the efficiency of some conservation materials under atmospheric corrosion of carbonaceous steel. The effect of some protective materials (BBS, PVK, inhibitor-C) against St3 steel atmospheric corrosion in salt solutions and in agricultural and industrial atmospheres is considered. It is shown that inhibitor-C has the maximum protective efficiency.

В настоящей работе изучены коррозионные потери углеродистой стали Ст3 к заданному моменту времени, как функция природы защитного состава и продолжительности испытаний. Использованы образцы размером 100x70x3 мм, шлифованные с двух сторон, и консервационные составы - ПВК, ингибит-С и бензино-битумный состав (ББС) с соотношением компонентов 2:1.

Пушечная смазка высшего качества (ПВК, ГОСТ 19537-83) включает масло М-11, петролатум, церезин и присадку МНИ-7. Последняя представляет собой бензиновый экстракт высшего качества окисленного церезина марок 75 и 80. Смазка ПВК - однородный густой состав коричневого цвета. При нанесении требует подогрева до 90...1100 С. Снижение температуры консервации существенно повышает расход консерванта. Растворение ПВК в свежих или отработанных моторных маслах (1:1) значительно облегчает напыление и обеспечивает снижение температуры разогрева состава до 70...800 С.

ББС готовят обычно на базе нефтяного строительного битума марок БН-4 и БН-5 (ГОСТ 6617-76). Рост концентрации бензина в ББС существенно снижает защитную эффективность состава, которая дополнительно уменьшается при замене образцов с исходной защищенной поверхностью стали на окисленную.

Ингибит-С (ТУ 38.1011133-87) - ингибированный битум, растворенный в уайт-спирите (40...50 мас. %

Рис. 1. Зависимость скорости коррозии углеродистой стали Ст3 (а, б), защищенной пленками ББС (1), ПВК (2) и инги-бита-С (3), и степени поражения поверхности металла (в) от продолжительности испытаний, т: а) 0,5 М раствор №С1, 720 ч, 200 С; б) - натурно-стендовые испытания в промышленной атмосфере; в) - натурно-стендовые испытания в сельской атмосфере

растворителя). Его нанесение в силу малой кинематической вязкости состава возможно без предвари-

тельного подогрева посредством безвоздушного или пневматического распыления.

Исходная толщина пленок исследованных защитных составов ББС, ПВК и ингибита-С при коррозионных испытаниях составляла соответственно порядка 500, 1000 и 50 мкм.

Электрохимические измерения проведены в 0,5 М растворе хлорида натрия посредством потенциостата П5827м относительно хлоридсеребряного электрода сравнения. Использована электрохимическая ячейка из стекла «Пирекс» с разделенными шлифом анодным и катодным пространствами. Потенциалы пересчитаны на нормальную водородную шкалу.

На рис. 1 показаны зависимость скорости коррозии стали в 0,5 М солевом растворе КаС1 и результаты, полученные в процессе натурных испытаний в промышленной и сельскохозяйственной атмосфере. Эффективность ПВК и ингибита-С с соотношением толщин пленок порядка 20:1 практически одинакова и существенно выше ББС. Зависимость защитного действия ингибита-С от продолжительности натурных испытаний показана на рис. 2. Она составляет не менее 97...98 % и практически не зависит от толщины покрытия в пределах 55...85 мкм. Абсолютные величины скорости коррозии углеродистой стали приведены в таблице 1.

Более высокая скорость коррозии незащищенной стали в первые 3 месяца испытаний обусловлена, видимо, совпадением периода начала эксперимента с осенним периодом, характеризующимся высокой влажностью и положительной среднемесячной тем-

Таблица 1

Скорость коррозии углеродистой стали Ст3, защищенной пленкой ингибита-С, по данным годовых натурных испытаний

Покрытие К, г/м2 ч104 за время, месяц:

2 3 6 9 12

Ингибит-С, толщина пленки 85 мкм 0 0 0 2 2

Ингибит-С, толщина пленки 55 мкм 0 0 3 4 4

Без покрытия 34 30 19 18 18

Z,%

Рис. 2. Защитное действие покрытия на основе ингибита-С при коррозии углеродистой стали Ст3 в условиях натурностендовых испытаний (промышленная атмосфера). Толщина покрытия, мкм: 1 - 55; 2 - 85

Рис. 3. Потенциостатические поляризационные кривые углеродистой стали в 0,5 М растворе NaCl после попытки смыва защитного покрытия: 1 - покрытие отсутствует, 2 - ингибит-С. Атмосфера - воздух, неподвижный электрод, комнатная температура

пературой (опыты начаты в сентябре). Отсутствие возможного возрастания скорости коррозии в весенний период, вероятно, обусловлено интегрально незначительным количеством выпавших осадков и не-

которым защитным действием продуктов окисления металла.

Для выяснения устойчивости покрытия к смыву сняты потенциостатические поляризационные кривые в солевом растворе на незащищенном электроде с горизонтальной рабочей поверхностью и на нем же после нанесения на поверхность стали пленки инги-бита-С толщиной 11.. .12 мкм и последующей попытки смыва ее ламинарным потоком дистиллированной воды в течение 2-х минут с расходом 4Q л/ч.

Потенциал коррозии незащищенной стали равен -Q,43 В, предельный катодный ток 35...4Q мкА/см2, тафелевский наклон анодной поляризационной кривой 7Q...75 мВ (рис. 3). После попытки смыва защитной пленки катодная и анодная реакции оказываются существенно подавленными. В широкой области катодных и анодных потенциалов плотность внешнего поляризующего тока не превышает 1Q-3 А/м2. Лишь после достижения потенциала электрода -Q,25 В анодная поляризация связана со значительными внешними токами. При этом величина Ва даже несколько понижена (6Q мВ). Рост поляризующего тока при Е > Q,25 В, по-видимому, связан с десорбцией ингибирующих присадок, входящих в состав ингиби-та-С. Невысокая величина Ва, меньшая соответствующей величины в отсутствии покрытия, указывает на достаточную влагопроницаемость барьерного слоя и отсутствие значительной омической составляющей потенциала. Таким образом, подавление электродных реакций обусловлено не механическим экранированием поверхности электрода защитным составом, а энергетическими факторами. В целом же электрохимические измерения подтвердили высокое защитное действие ингибита-С и его способность противостоять смыву.

Поступила в редакцию 1 сентября 2QQQ г.