Інгібітор корозії для гальванічної пари сталь-мідь для водних охолоджуючих систем

Інгібітор корозії маловуглецевих сталей для водних систем, що містить фосфат-аніони, цинккатіон та аніон окислювальної кислоти, який відрізняється тим, що як аніон окислювальної кислоти вводять молібдат-аніони ( MoO2 ) у вигляді солі 4 лужного металу у концентрації 25 мг/дм3, при цьому співвідношення концентрацій фосфат-аніона, цинк-катіона та молібдат-аніона становить 3,9:2,4:1. (19) (21) u201006785 (22) 01.06.2010 (24) 25.01.2011 (46) 25.01.2011, Бюл.№ 2, 2011 р. (72) НЕСТЕРЕНКО СЕРГІЙ АПОЛІНАРІЙОВИЧ, ДОНЧЕНКО МАРГАРИТА ІВАНІВНА, ФРОЛЕНКОВА СВІТЛАНА ВАСИЛІВНА, АСТАФ'ЄВА КАМІЛА ВАЛЕНТИНІВНА (73) НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ УКРАЇНИ "КИЇВСЬКИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ ІНСТИТУТ" 3 56621 2. Відсутність пітингоутворення при корозії як сталі, так і міді, а також гальванічної пари стальмідь. Відновлення молібдату ( MoO 2 ) відбувається 4 при більш негативних потенціалах, ніж відновлення броматів, а продуктами відновлення можуть бути МоО2, Мо3+ або суміші сполук молібдену з різними ступенями окислення, які не є пітингоутворювачами. Рівноважний окисно-відновний потенціал реакції: MoO 2  8H  3e  Mo 3  4H2O 4 дорівнює Ep.H  0.508  0.1576 pH  0.0197 lg C MoO2  4  CMo  3 2  25 C при MoO4 мг/дм3, рН=7 Ep.H  0.674  0.1576 pH  0.02 lgCMo 3  , а за шкалою хлор-срібного Ер(хс)=-0.8965, тобто він значно негативніший за потенціал корозії сталі. Тому з термодинамічної точки зору ця реакція неможлива в умовах корозії сталі, міді або гальванічної пари Fe/Сu. 2  Для реакції: MoO 4  4H  2e  MoO 2  2H2O CMoO2 4 Ep.H  0.606  0.1182 pH  0.0295 lg CMoO2 Відповідні розрахунки дають Ер(Н)=-0,3395 Ер(хс)=-0,5165 Ця величина є близькою до потенціалу корозії сталі. Якщо прийняти до уваги можливість адсорбції молібдатів та істотного збільшення приелектродної концентрації, то можна припустити формування на поверхні сталі плівки, до складу якої входять оксиди молібдену. Ця плівка має захисні властивості та запобігає утворенню пітингу. Сполуки молібдату гальмують анодне розчинення сталі. 3. Підвищення захисної дії інгібітора для гальванічної пари сталь-мідь. Захисні властивості розробленого інгібітора досліджували масометричним методом та методом поляризаційних кривих на сталі марки Ст.20 та міді марки М-1 як для окремих взірців, так і для гальванічної пари сталь-мідь. В якості корозійного середовища використовували синтетичну охолоджуючу воду (СОВ), що містить (мг/дм3): СаСl2 332,67; MgSO4 7H2O - 246,28; Na2SO4 - 358,07 при рН=6,8. Зразки являли собою пластини розмірами (мм): 52×20×3, які у верхній частині мали отвори діаметром 3 мм для закріплення їх на скляних гачках або капроновій нитці у корозійному середовищі, або у вигляді касет, які забезпечують електричний контакт взірців із сталі та міді (гальванічна пара).     4 Перед дослідом зразки очищали від слідів корозії механічним способом, промивали проточною, а потім дистильованою водою, висушували при температурі 40-60°С у сушильній шафі протягом однієї години, витримували в ексикаторі з висушувачем протягом 1 доби. Безпосередньо перед дослідом поверхню зразків знежирювали (ацетоном, спиртом) та зважували на аналітичних вагах з точністю до 10-4 г. Об'єм корозійного середовища становив 100 мл. Тривалість випробувань дорівнювала 168 год. при кімнатній температурі. Після корозійних випробувань взірці обробляли розчином інгібованої соляної кислоти при кімнатній температурі протягом не більше ніж 5 хв. для видалення з поверхні продуктів корозії. Після промивання проточною водою взірці чистили канцелярською гумкою. Далі взірці промивали дистильованою водою, промокали фільтрувальним папером та висушували у сушильній шафі при 4060°С на протязі 30 хв. Потім зважували на аналітичних вагах з точність до 10-4 г. рН розчинів вимірювали до і після дослідів. Розміри взірців-свідків вимірювали штангенциркулем із точністю ±0,05 мм. Кількісні показники - швидкість корозії V (мм/рік), ступінь захисту (Z, %), коефіцієнт гальмування  розраховували за наступними формулами: PK , мм/год V S де ΔР - різниця у масі взірця до дослідження і після, г; K=1,138 для сталі, 0,981 - для міді; S - загальна площа взірця, м2;  - термін експозиції, год. V ,  Vc де V, Vc - швидкості корозії відповідно без інгібітора та з інгібітором. Розрахунок ступеню захисту проводять за формулою: V  Vc Z * 100 , % V Електрохімічні вимірювання проводили за допомогою потенціостата ПИ-50-1-4. Перед дослідом зразки знежирювали віденським вапном, активували 20 % сірчаною кислотою на протязі 1 хв. при кімнатній температурі, промивали і висушували. Неробочу поверхню електродів ізолювали хімічно стійким лаком XCЛ. Анодні поляризаційні криві на сталі знімали зі швидкістю розгортки потенціалу 2 мВ/с. Перед накладенням поляризації зразки витримували 20 хв. без струму до встановлення стаціонарного потенціалу (Ест); як електрод порівняння використовували насичений хлорсрібний електрод. В процесі корозії сталі Ст.20, міді М-1 або гальванічної пари сталь-мідь вимірювали зміну потенціалів в часі (табл.1) 5 На основі експериментальних досліджень було встановлено, що в хлорвмісниму водному середовищі, композиція ТПФ-Mo-Zn з добавками 56621 6 специфічних ПАР дає ступінь захисту для сталі 97,2 % та міді 67,7 % (в гальванічній парі) (див табл. 2 п. 18). 7 56621 Введення в корозійне середовище композиції по найближчому аналогу (табл.2 п. 18), що містить бромати, забезпечує ступінь захисту сталі 95,2 % та міді 50,8 % (в гальванічній парі), однак на поверхні взірців зі сталі та міді фіксується пітингоутворення. Присутність в корозійному середовищі тільки 8 дкість корозії окремих взірців сталі та міді (табл.2 п.З), а в гальванічній парі швидкість корозії взірців зі сталі трохи зменшується, у той час як для міді - зростає (табл. 2 п. 6). Таким чином, композиція, що заявляється, має значні екологічні та технологічні переваги перед аналогами. хроматів ( CrO 2 -) в даних умовах підвищує шви4 Комп’ютерна верстка Л. Купенко Підписне Тираж 23 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601